CN110385406A - 一种铸造复合除渣剂 - Google Patents

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付星豪
吴宪龙
张丽丽
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting

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Abstract

本发明公开一种铸造除渣剂，一种铸造复合除渣剂，由预处理膨胀珍珠岩和复合添加剂组成，所述复合添加剂按重量份数计，包括如下组分，石英型砂粉2‑40份、铁矿尾矿粉0.1‑10份、镁砂粉5‑40份、钠基膨润土粉35‑60份，所述预处理膨胀珍珠岩和复合添加剂的重量比为80‑95:5‑20。本发明膨胀珍珠岩经预膨胀处理密度大大降低，可提高除渣剂熔融速率、集渣效率和对铁水的保温效果。铸造复合除渣剂可根据铸造合金种类、铸造工艺、铸件尺寸等不同情况，而分别选用和调整使用比例。铸造复合除渣剂具有对熔渣的粘附强，集渣层强度高，扒渣时不易破碎，除渣效率高等特点。铸造复合除渣剂还可作为有色合金铸造除渣剂使用。

Description

一种铸造复合除渣剂
技术领域
本发明属于铸造领域，尤其涉及一种铸造复合除渣剂，特别是铸造生产工艺中的浇注工序用的复合除渣剂。
背景技术
除渣剂的主要作用是对铁水表面的熔渣进行聚集和粘结，是为清渣处理工作提供方便的一种产品，同时还具有对铁水表面进行覆盖以减少氧化，减少铁水温度损失和防止产生新的熔渣的作用。除渣剂是铸造行业比较重要的辅助材料，性能好坏直接关系到铁水的清洁度，影响到铸件的质量。
目前，国内铸造行业使用的除渣剂有稻草灰、粉煤灰、石英砂、黏土粉等，但主要还是珍珠岩矿经破碎、筛分，直接作为除渣剂使用。这是我国作为替代稻草灰等的工业化生产的主要除渣剂产品。珍珠岩在铁水表面受热而膨化、熔融，与铁水表面的熔渣粘结一起而形成集渣覆盖层。其集渣、覆盖效果优于稻草灰、粉煤灰等。但集渣层强度不够，对溶渣的粘附不够强，在扒渣时易破碎；珍珠岩原矿在铁水表面炸裂会引起飞溅，部分未膨化颗粒易从浇口进人型腔而造成夹渣缺陷等。以珍珠岩原矿为主要成分，通过添加玻璃渣、碳化稻壳、耐火砖屑、电炉灰等一些其它组分构成的除渣剂产品，在一定程度上改善了珍珠岩原矿某些不足，但同时又带来了回硫、回磷等一些不利的影响。总体上，珍珠岩改良的产品在性能上有所提高，但主体依然是珍珠岩原矿，并未能使产品有质的飞跃。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明在铁水浇注前，在铁水中撒入少量对铁水性能无害的铸造复合除渣剂，来改善铁水的聚渣、扒渣、保温的效果，提高铁水纯度，降低铸造熔炼工序的能耗和熔渣夹杂铁损的措施之一。
本发明的技术方案如下：
一种铸造复合除渣剂，由预处理膨胀珍珠岩和复合添加剂组成，所述复合添加剂按重量份数计，包括如下组分，石英型砂粉2-40份、铁矿尾矿粉0.1-10份、镁砂粉5-40份、钠基膨润土粉 35-60份，所述预处理膨胀珍珠岩和复合添加剂的重量比为80-95:5-20。
所述预处理膨胀珍珠岩是由干燥珍珠岩在400-600℃预膨胀处理的珍珠岩颗粒，预处理膨胀珍珠岩毛细孔增多，熔融后高粘度，故可使除渣剂具有聚集和吸附熔渣、渣层强度高以及保温功能。
所述石英型砂粉中二氧化硅的质量百分数超过97%，在除渣剂中有显著增粘作用。
铁矿尾矿粉（铁矿选矿后的尾矿粉）因含有大量二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化钠以及残余氧化铁等物质，具有较低的熔点，在除渣剂中提高除渣剂熔融速度。
镁砂粉主要为碱性氧化镁，用于除渣剂碱度的调节，以及吸收铁水中的硫、磷元素。
所述预处理膨胀珍珠岩的粒度为20-80目和复合添加剂的粒度为50-80目。
所述铸造复合除渣剂的含水率小于0.5%。
本发明还提供一种铸造复合除渣剂的制备方法，包括如下步骤：
A．将干燥珍珠岩在400-600℃预膨胀处理得到预处理膨胀珍珠岩；
B．将石英型砂粉、铁矿尾矿粉、镁砂粉和钠基膨润土粉混合、干燥、得到复合添加剂；
C． 将预处理膨胀珍珠岩和复合添加剂进行混合、干燥得到铸造复合除渣剂。
步骤B中燥温度为80-100℃，干燥温度为0.3-0.5h
步骤C中干燥温度为100-120℃，干燥温度为0.5-1h。
本发明还提供一种铸造复合除渣剂的使用方法，铸造除渣剂可根据铸造合金的种类，铸件的规格尺寸，铸造工艺等的不同而调节珍珠岩与复合添加剂的比例。复合除渣剂的加入量一般为铁水质量的0.0015以下，即可达到聚渣、除渣、保温和净化铁水的目的。
本发明铸造复合除渣剂，还可作为有色合金铸造除渣剂使用。
本发明的有益效果是预膨胀珍珠岩经预膨胀处理发生轻微膨胀，密度大大降低，毛细孔增多，可提高除渣剂熔融速率、集渣效率和对铁水的保温效果，以其为主要组分的铸造复合除渣剂与纯珍珠岩类除渣剂相比具有粘度大，熔融快，能充分吸附铁水中的硫化物和表面熔渣，便于清渣操作；反应迅速，膨胀快，播撒后能迅速扩散至完全覆盖液面，节省除渣时间；除渣强度高，能够聚渣成堆，方便将渣扒出或挑出；用量少，裹挟铁损也低；不黏包，不挂壁；降低工作强度；铸造复合除渣剂与铁水表面张力相差较大，降低了扒渣过程的铁损不会改变铸造铁水的成分；使用方法简单，不需要特殊的操作设备；播撒时很少扬尘，无发气，工作环境友好，减少罹患职业病风险；能够大幅度降低钢水的回硫和夹渣铁损；并且废弃型砂和铁矿尾矿粉的使用属于废物的资源化利用，因此具有一定环境和社会意义。
具体实施方式
实施例1
一种铸造复合除渣剂，按重量份计，由预处理膨胀珍珠岩85份和复合添加剂15份组成；所述复合添加剂按重量份数计，由石英型砂粉2份、铁矿尾矿粉0.1份、镁砂粉5份、钠基膨润土粉 35份组成。
A．将干燥的珍珠岩在400℃预膨胀处理5min得到预处理膨胀珍珠岩；
B．将石英型砂粉、铁矿尾矿粉、镁砂粉和钠基膨润土粉混合、干燥得到复合添加剂；
C．将预处理膨胀珍珠岩和复合添加剂进行混合得到铸造复合除渣剂。
实施例2
一种铸造复合除渣剂，按重量份计，由预处理膨胀珍珠岩95份和复合添加剂5份组成；所述复合添加剂按重量份数计，由石英型砂粉40份、铁矿尾矿粉10份、镁砂粉40份、钠基膨润土粉60份组成。
A．将干燥的珍珠岩在600℃预膨胀处理4min得到预处理膨胀珍珠岩；
B．将石英型砂粉、铁矿尾矿粉、镁砂粉和钠基膨润土粉混合、干燥得到复合添加剂；
C．将预处理膨胀珍珠岩和复合添加剂进行混合得到铸造复合除渣剂。
实施例3
一种铸造复合除渣剂，按重量份计，由预处理膨胀珍珠岩90份和复合添加剂10份组成；所述复合添加剂按重量份数计，由石英型砂粉30份、铁矿尾矿粉1份、镁砂粉5份、钠基膨润土粉50份组成。
A．将干燥的珍珠岩在450℃预膨胀处理6min得到预处理膨胀珍珠岩；
B．将石英型砂粉、铁矿尾矿粉、镁砂粉和钠基膨润土粉混合、干燥得到复合添加剂；
C．将预处理膨胀珍珠岩和复合添加剂进行混合得到铸造复合除渣剂，其熔点在1310℃。
按每吨钢水0.15kg的铸造复合除渣剂比例撒入铁水包。由于除渣剂能够使渣迅速聚合且不是迅速熔融，扒除液态渣时可采用较慢的扒渣速度，有效控制了铁水液面的波动幅度，由于本实施例除渣剂与铁水表面张力相差较大，降低了扒渣过程的铁损，复合除渣剂与工厂原先使用的纯珍珠岩除渣剂使用效果见表1。
表1 铸造复合除渣剂与纯珍珠岩除渣剂使用情况对照
项目 罐数 扒渣时间/min 冶炼回硫/% 扒渣铁损/（kg/t<sup>-1</sup>） 温降/℃
纯珍珠岩 48 10.2 0.0038 35.2 29.6
复合除渣剂 55 13.4 0.0026 19.0 31.6
降低幅度 +3.2 -0.0012 -16.2 +0.4
从表1可以看出，使用本铸造除渣剂扒渣时间虽增加3.2min，温度损失增加0.4℃，但扒渣铁损降低了16.2kg/t-1铁，回硫降低0.0012%。
实施例4
一种铸造复合除渣剂，按重量份计，由预处理膨胀珍珠岩80份和复合添加剂20份组成；所述复合添加剂按重量份数计，由石英型砂粉25份、铁矿尾矿粉10份、镁砂粉10份、钠基膨润土粉50份组成。
D． 将干燥的珍珠岩在450℃ 5min预膨胀处理得到预处理膨胀珍珠岩；
E．将石英型砂粉、铁矿尾矿粉、镁砂粉和钠基膨润土粉混合、干燥得到复合添加剂；
F．将预处理膨胀珍珠岩和复合添加剂进行混合得到铸造复合除渣剂，其熔点在1290℃。
按每吨钢水0.1kg的比例撒入铁水包。准确测量脱硫扒渣过程各种原材料的加入量，然后计算扒渣铁损、温度降、和回硫量，铸造复合除渣剂与工厂原先使用的纯珍珠岩除渣剂使用效果见表2。
表2 铸造复合除渣剂与纯珍珠岩除渣剂使用情况对照
项目 罐数 冶炼回硫/% 扒渣铁损/（kg/t<sup>-1</sup>） 温降/℃
纯珍珠岩 50 0.0040 44.5 36.1
复合除渣剂 66 0.0027 15.5 36.7
降低幅度 -0.0013 -29.0 -0.6
采用铸造复合除渣剂后，高炉回硫量降低0.0013%，温度降低增加0.6℃，渣铁损降低29kg/t-1铁。

Claims (5)

1.一种铸造复合除渣剂，其特征在于：按重量份计，由80-95份预处理膨胀珍珠岩和5-20份复合添加剂组成；所述复合添加剂按重量份数计，包括如下组分，石英型砂粉2-40份、铁矿尾矿粉0.1-10份、镁砂粉5-40份、钠基膨润土粉 35-60份。
2.如权利要求1所述的一种铸造复合除渣剂，其特征在于：所述预处理膨胀珍珠岩是由干燥珍珠岩在400-600℃预膨胀处理得到的。
3.如权利要求1所述的一种铸造复合除渣剂，其特征在于：所述石英型砂粉中二氧化硅的质量百分数超过97%。
4.一种权利要求1所述的铸造复合除渣剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
A.将干燥珍珠岩在400-600℃预膨胀处理得到预处理膨胀珍珠岩；
B.将石英型砂粉、铁矿尾矿粉、镁砂粉和钠基膨润土粉混合、干燥得到复合添加剂；
C.将预处理膨胀珍珠岩和复合添加剂进行混合、干燥得到铸造复合除渣剂。
5.一种权利要求1所述的铸造复合除渣剂的使用方法，其特征在于：复合除渣剂的加入量为铁水质量的0.0015以下。
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