CN115612788A - 一种钢铁铸造用除渣剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钢铁铸造用除渣剂及其制备方法，能够通过调整涂料的原料和重量比例，来调节钢铁铸造用除渣剂的适用温度范围；并且除渣剂成份均匀，避免了使用天然材料存在的成分不均匀，合适矿石资源逐渐枯竭带来的问题。一种钢铁铸造用除渣剂，包括内部的骨架颗粒，骨架颗粒外部包覆有涂层；骨架颗粒为珍珠岩、蛭石、松脂岩或黑曜石颗粒，涂层材料为氧化铁红、长石、硼砂、珍珠岩、黑曜石和松脂岩中的至少两种与粘合剂的混合物。
Description
技术领域
本申请涉及除渣剂，尤其涉及一种钢铁铸造用除渣剂及其制备方法。
背景技术
铸造是熔炼金属，并将金属液浇入铸型，经凝固后获得特定形状和性能铸件的成形方法。铸造是获得复杂工件毛坯的主要方法之一。与其它制造方法比较，铸造具有适应性广、成本低的优点，尤其是制造外形不规则、内腔复杂的结构件时，更显其优越性。在工业机械产品制造过程中，铸件占有较大的比例，如机床和重型机械中为 60％～80％。因此，钢铁等铸造是重要的金属材料成型方法。
钢铁铸造过程中通常使用废钢和废铁等原料，这些原料在熔炼过程中会带来大量的氧化铝、氧化铁、氧化铬等氧化物等夹杂物，这些夹杂物必须在熔炼过程中被除去才能获得纯净的铸造金属液，才有利于获得高品质的铸件。同时在熔炼炉中还要避免钢液与空气接触，一方面导致温降过大，还会导致钢液氧化造成损失，这就需要在熔炼炉中钢液面上添加除渣剂，一般的除渣剂都有保温覆盖功能，主要成分是火山硅酸盐矿物质，还能将熔炼过程中的各种氧化物，积聚在一起，以利于去除。铺展在钢液面上的除渣剂能够隔绝空气中氧对钢水的氧化。因此，除渣剂是铸造过程中关键的功能性辅助材料。除渣剂需要具备如下特性：（1）能聚集铸造溶液中各种熔渣和杂质，保证铁水的洁净；（2）排渣简单，不留零散漂浮物，不沾包，不损坏包壁、炉壁；（3）保温，减少合金元素的流失；（4）消除铸件夹渣，提高铸件质量，降低铸件废品率。
现有除渣剂的缺点：
1. 传统除渣剂主要使用不同产地的珍珠岩等矿石颗粒或粉末制备，由于矿石颗粒存在密度差，运输过程发生偏析，使用效果不佳；
2. 一些粉末材料在使用过程还存在粉尘较大，不利于环保问题；
3. 天然的矿石受成分波动影响，黏度波动较大，除渣效果极不稳定；
4. 不同铸造厂铁水温度（1400-1600℃之间）差别较大，天然原料制备的除渣剂黏度在高温下变化剧烈，大多难以同时满足较宽的温度范围。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种钢铁铸造用除渣剂及其制备方法，能够通过调整涂料的原料和重量比例，来调节钢铁铸造用除渣剂的适用温度范围；并且除渣剂成份均匀，避免了使用天然材料存在的成分不均匀，合适矿石资源逐渐枯竭带来的问题。
本发明的目的是以下述方式实现的：一种钢铁铸造用除渣剂，包括内部的骨架颗粒，骨架颗粒外部包覆有涂层；骨架颗粒为珍珠岩、蛭石、松脂岩或黑曜石颗粒，涂层材料为氧化铁红、长石、硼砂、珍珠岩、黑曜石和松脂岩中的至少两种与粘合剂的混合物。
骨架颗粒的粒径为0.150mm—0.850mm，即在100目—20目之间，涂层材料的粒径为小于等于0.0750mm，即能过200目筛孔。
涂层的重量为骨架颗粒重量的0.5~20wt%。
一种钢铁铸造用除渣剂的制备方法为，包括如下步骤：
1)将200目以下的氧化铁红、长石、硼砂、珍珠岩、黑曜石和松脂岩中的两种或两种以上的粉末按比例混合均匀，加入粘结剂混合制备成涂层材料；
2)选取100-20目的珍珠岩、蛭石、松脂岩或黑曜石颗粒作为骨架颗粒，在骨架颗粒表面滚动喷涂占所述骨架颗粒重量0.5~20wt%的涂层材料，干燥后，即得到铸造用除渣剂。
粘结剂为无机粘结剂和有机粘结剂形成的复配粘结剂。
无机粘结剂和有机粘结剂的重量比例为2:1。
无机粘结剂为水玻璃、硅溶胶、铝溶胶和铝酸钙水泥的至少一种，有机粘结剂为糊精、有机硅或者聚乙二醇中的至少一种。
所述喷涂的方式为高温流动态涂敷，所述喷涂的温度为80-450℃。
本申请提供的钢铁铸造用除渣剂能够通过调整涂料的原料和重量比例，来调节钢铁铸造用除渣剂的适用温度范围；并且除渣剂成份均匀，避免了使用天然材料存在的成分不均匀，合适矿石资源逐渐枯竭带来的问题，同时本方法使用的材料中不含有毒有害材料，也不会带来环境污染问题，从而可以获得稳定而良好的使用效果。本申请的除渣剂粒度均匀避免成分偏析，材料来源广泛、成分精确控制，适用温度范围较宽，除渣效果稳定。本申请的除渣剂适用温度范围为1250℃—1650℃，添加量在1~3kg/t钢，除渣率均在99.5%以上。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种钢铁铸造用除渣剂，包括内部的骨架颗粒1，骨架颗粒外部包覆有涂层2；骨架颗粒1为珍珠岩、蛭石、松脂岩或黑曜石颗粒，涂层2材料为氧化铁红、长石、硼砂、珍珠岩、黑曜石和松脂岩中的至少两种与粘合剂的混合物。
骨架颗粒1的粒径为0.150mm—0.850mm，即在100目—20目之间，涂层材料的粒径为小于等于0.0750mm，即能过200目筛孔。
涂层2的重量为骨架颗粒重量的0.5~20wt%。
一种钢铁铸造用除渣剂的制备方法为，包括如下步骤：
1)将200目以下的氧化铁红、长石、硼砂、珍珠岩、黑曜石和松脂岩中的两种或两种以上的粉末按比例混合均匀，加入粘结剂混合制备成涂层材料；
2)选取100-20目的珍珠岩、蛭石、松脂岩或黑曜石颗粒作为骨架颗粒1，在骨架颗粒表面滚动喷涂占所述骨架颗粒重量0.5~20wt%的涂层2材料，干燥后，即得到铸造用除渣剂。
粘结剂为无机粘结剂和有机粘结剂形成的复配粘结剂。
无机粘结剂和有机粘结剂的重量比例为2:1。
无机粘结剂为水玻璃、硅溶胶、铝溶胶和铝酸钙水泥的至少一种，有机粘结剂为糊精、有机硅或者聚乙二醇中的至少一种。
所述喷涂的方式为高温流动态涂敷，所述喷涂的温度为80-450℃。
下面结合具体实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。
实施例1：
一种钢铁铸造用除渣剂，包括内部的骨架颗粒，骨架颗粒外部包覆有涂层；骨架颗粒为20目的珍珠岩颗粒，涂层材料为200目—230目的氧化铁红、长石与粘结剂的混合物；涂层的重量为骨架颗粒重量的0.5wt%。
所述钢铁铸造用除渣剂的制备方法为，包括如下步骤：
1)将200目—230目的的氧化铁红、长石粉末分别按10:1、8:1、5:1、2:1、1:1、1:2、1:5、1:8、1:10重量比例混合均匀，加入粘结剂混合制备成涂层材料，粘结剂为水玻璃和糊精按重量比为2:1形成的复配粘结剂，粘结剂为涂层材料重量的20%。
2)将20目的珍珠岩颗粒作为骨架颗粒，在骨架颗粒表面分别滚动喷涂占骨架颗粒重量0.5wt%的不同比例混合的涂层材料，干燥后，即得到铸造用除渣剂，所述喷涂的方式为高温流动态涂敷，所述喷涂的温度为80℃。
本实施例中，氧化铁红、长石粉末分别按10:1、8:1、5:1、2:1、1:1、1:2、1:5、1:8、1:10重量比例混合后制备的除渣剂用于钢铁铸造，适用温度分别为1250℃、1300℃、1350℃、1400℃、1450℃、1500℃、1550℃、1600℃、1650℃，在适用温度下，添加量在1~3kg/t钢，除渣率均在99.5%以上。
实施例2：
一种钢铁铸造用除渣剂，包括内部的骨架颗粒，骨架颗粒外部包覆有涂层；骨架颗粒为20目—25目的珍珠岩颗粒，涂层材料分别为230目—270目的氧化铁红、长石与粘结剂的混合物，涂层的重量为骨架颗粒重量的20wt%。
所述钢铁铸造用除渣剂的制备方法为，包括如下步骤：
1)将230目—270目的氧化铁红、长石按1:1的重量比例混合均匀，加入粘结剂混合制备成涂层材料；粘结剂为铝酸钙水泥和糊精按重量比为2:1形成的复配粘结剂，粘结剂为涂层材料重量的30%。
2)选取20目—25目的珍珠岩颗粒作为骨架颗粒，在骨架颗粒表面滚动喷涂占所述骨架颗粒重量20wt%的涂层材料，干燥后，即得到铸造用除渣剂；所述喷涂的方式为高温流动态涂敷，所述喷涂的温度为450℃。
本实施例中，氧化铁红、长石按1:1比例混合均匀后制备的除渣剂用于钢铁铸造，适用温度为1250℃，在适用温度下，添加量在1~3kg/t钢，除渣率均在99.5%以上。
实施例3
一种钢铁铸造用除渣剂，包括内部的骨架颗粒，骨架颗粒外部包覆有涂层；骨架颗粒为30-25目的蛭石颗粒，涂层材料为325目—270目的硼砂、珍珠岩与粘结剂的混合物，涂层的重量为骨架颗粒重量的10wt%。
所述钢铁铸造用除渣剂的制备方法为，包括如下步骤：
1)将325目—270目的硼砂与珍珠岩按10:1的重量比例混合均匀，加入粘结剂混合制备成涂层材料；粘结剂为硅溶胶和聚乙二醇按重量比为2:1形成的复配粘结剂，粘结剂为涂层材料重量的20%。
2)选取30-25目的蛭石颗粒作为骨架颗粒，在骨架颗粒表面滚动喷涂占所述骨架颗粒重量10wt%的涂层材料，干燥后，即得到铸造用除渣剂；所述喷涂的方式为高温流动态涂敷，所述喷涂的温度为200℃。
本实施例中，硼砂与珍珠岩按1:1比例混合均匀后制备的除渣剂用于钢铁铸造，适用温度为1300℃，在适用温度下，添加量在1~3kg/t钢，除渣率均在99.5%以上。
实施例4
一种钢铁铸造用除渣剂，包括内部的骨架颗粒，骨架颗粒外部包覆有涂层；骨架颗粒为35-30目的松脂岩颗粒，涂层材料为400目-325目的黑曜石、松脂岩与粘结剂的混合物；涂层的重量为骨架颗粒重量的2wt%。
所述钢铁铸造用除渣剂的制备方法为，包括如下步骤：
1)将400目-325目的黑曜石、松脂岩按5:1的重量比例混合均匀，加入粘结剂混合制备成涂层材料；粘结剂为铝溶胶和糊精按重量比为2:1形成的复配粘结剂，粘结剂为涂层材料重量的15%。
2)选取35-30目的松脂岩颗粒作为骨架颗粒，在骨架颗粒表面滚动喷涂占所述骨架颗粒重量2wt%的涂层材料，干燥后，即得到铸造用除渣剂；所述喷涂的方式为高温流动态涂敷，所述喷涂的温度为120℃。
本实施例中，黑曜石与松脂岩按1:1比例混合均匀后制备的除渣剂用于钢铁铸造，适用温度为1350℃，在适用温度下，添加量在1~3kg/t钢，除渣率均在99.5%以上。
实施例5
一种钢铁铸造用除渣剂，包括内部的骨架颗粒，骨架颗粒外部包覆有涂层；骨架颗粒为40目-35目的黑曜石颗粒，涂层材料为230目—200目的氧化铁红、长石、硼砂与粘结剂的混合物；涂层的重量为骨架颗粒重量的6wt%。
所述钢铁铸造用除渣剂的制备方法为，包括如下步骤：
1)将230目—200目的氧化铁红、长石、硼砂按2:1:5的重量比例混合均匀，加入粘结剂混合制备成涂层材料；粘结剂为水玻璃和有机硅按重量比为2:1形成的复配粘结剂，粘结剂为涂层材料重量的25%。
2)选取40目-35目的黑曜石颗粒作为骨架颗粒，在骨架颗粒表面滚动喷涂占所述骨架颗粒重量6wt%的涂层材料，干燥后，即得到铸造用除渣剂；所述喷涂的方式为高温流动态涂敷，所述喷涂的温度为150℃。
本实施例中，除渣剂用于钢铁铸造，适用温度为1400℃，在适用温度下，添加量在1~3kg/t钢，除渣率均在99.5%以上。
实施例6
一种钢铁铸造用除渣剂，包括内部的骨架颗粒，骨架颗粒外部包覆有涂层；骨架颗粒为45目-40目的珍珠岩颗粒，涂层材料为270目-230目的珍珠岩、黑曜石、松脂岩与粘结剂的混合物；涂层的重量为骨架颗粒重量的10wt%。
所述钢铁铸造用除渣剂的制备方法为，包括如下步骤：
1)将270目-230目珍珠岩、黑曜石、松脂岩按8:3:6的重量比例混合均匀，加入粘结剂混合制备成涂层材料；粘结剂为铝酸钙水泥和糊精按重量比为2:1形成的复配粘结剂，粘结剂为涂层材料重量的30%。
2)选取45目-40目的珍珠岩颗粒作为骨架颗粒，在骨架颗粒表面滚动喷涂占所述骨架颗粒重量10wt%的涂层材料，干燥后，即得到铸造用除渣剂；所述喷涂的方式为高温流动态涂敷，所述喷涂的温度为180℃。
本实施例中，除渣剂用于钢铁铸造，适用温度为1450℃，在适用温度下，添加量在1~3kg/t钢，除渣率均在99.5%以上。
实施例7
一种钢铁铸造用除渣剂，包括内部的骨架颗粒，骨架颗粒外部包覆有涂层；骨架颗粒为50目-45目的黑曜石颗粒，涂层材料为270目-230目的氧化铁红、长石、硼砂、珍珠岩与粘结剂的混合物；涂层的重量为骨架颗粒重量的12wt%。
所述钢铁铸造用除渣剂的制备方法为，包括如下步骤：
1)将270目-230目的氧化铁红、长石、硼砂、珍珠岩按1:1:1:1的重量比例混合均匀，加入粘结剂混合制备成涂层材料；粘结剂为水玻璃和聚乙二醇按重量比为2:1形成的复配粘结剂，粘结剂为涂层材料重量的30%。
2)选取50目-45目的黑曜石颗粒作为骨架颗粒，在骨架颗粒表面滚动喷涂占所述骨架颗粒重量12wt%的涂层材料，干燥后，即得到铸造用除渣剂；所述喷涂的方式为高温流动态涂敷，所述喷涂的温度为250℃。
本实施例中，除渣剂用于钢铁铸造，适用温度为1500℃，在适用温度下，添加量在1~3kg/t钢，除渣率均在99.5%以上。
实施例8
一种钢铁铸造用除渣剂，包括内部的骨架颗粒，骨架颗粒外部包覆有涂层；骨架颗粒为60目-50目的松脂岩颗粒，涂层材料为325目—270目的长石、硼砂、珍珠岩、黑曜石与粘结剂的混合物；涂层的重量为骨架颗粒重量的16wt%。
所述钢铁铸造用除渣剂的制备方法为，包括如下步骤：
1)将325目—270目的长石、硼砂、珍珠岩、黑曜石按1:1：1:1的重量比例混合均匀，加入粘结剂混合制备成涂层材料；粘结剂为铝酸钙水泥和聚乙二醇按重量比为2:1形成的复配粘结剂，粘结剂为涂层材料重量的35%。
2)选取60目-50目的松脂岩颗粒作为骨架颗粒，在骨架颗粒表面滚动喷涂占所述骨架颗粒重量16wt%的涂层材料，干燥后，即得到铸造用除渣剂；所述喷涂的方式为高温流动态涂敷，所述喷涂的温度为310℃。
本实施例中，除渣剂用于钢铁铸造，适用温度为1500℃，在适用温度下，添加量在1~3kg/t钢，除渣率均在99.5%以上。
实施例9
一种钢铁铸造用除渣剂，包括内部的骨架颗粒，骨架颗粒外部包覆有涂层；骨架颗粒为70目-60目的蛭石颗粒，涂层材料为325目—270目的硼砂、珍珠岩、黑曜石、松脂岩与粘结剂的混合物；涂层的重量为骨架颗粒重量的18wt%。
所述钢铁铸造用除渣剂的制备方法为，包括如下步骤：
1)将325目—270目的硼砂、珍珠岩、黑曜石、松脂岩按8：5:3:2重量比例混合均匀，加入粘结剂混合制备成涂层材料；粘结剂为铝溶胶和糊精按重量比为2:1形成的复配粘结剂，粘结剂为涂层材料重量的22%。
2)选取70目-60目的蛭石颗粒作为骨架颗粒，在骨架颗粒表面滚动喷涂占所述骨架颗粒重量18wt%的涂层材料，干燥后，即得到铸造用除渣剂；所述喷涂的方式为高温流动态涂敷，所述喷涂的温度为380℃。
本实施例中，除渣剂用于钢铁铸造，适用温度为1650℃，在适用温度下，添加量在1~3kg/t钢，除渣率均在99.5%以上。
实施例10
一种钢铁铸造用除渣剂，包括内部的骨架颗粒，骨架颗粒外部包覆有涂层；骨架颗粒为80目-70目的珍珠岩颗粒，涂层材料为400目—325目的氧化铁红、长石、硼砂、珍珠岩、黑曜石与粘结剂的混合物；涂层的重量为骨架颗粒重量的9wt%。
所述钢铁铸造用除渣剂的制备方法为，包括如下步骤：
1)将400目—325目的氧化铁红、长石、硼砂、珍珠岩、黑曜石按2:1:2:1:2的重量比例混合均匀，加入粘结剂混合制备成涂层材料；粘结剂为铝酸钙水泥和糊精按重量比为2:1形成的复配粘结剂，粘结剂为涂层材料重量的13%。
2)选取80目-70目的珍珠岩颗粒作为骨架颗粒，在骨架颗粒表面滚动喷涂占所述骨架颗粒重量9wt%的涂层材料，干燥后，即得到铸造用除渣剂；所述喷涂的方式为高温流动态涂敷，所述喷涂的温度为420℃。
本实施例中，除渣剂用于钢铁铸造，适用温度为1550℃，在适用温度下，添加量在1~3kg/t钢，除渣率均在99.5%以上。
实施例11
一种钢铁铸造用除渣剂，包括内部的骨架颗粒，骨架颗粒外部包覆有涂层；骨架颗粒为100目-80目的黑曜石颗粒，涂层材料为400目—325目的氧化铁红、长石、硼砂、珍珠岩、黑曜石、松脂岩与粘结剂的混合物；涂层的重量为骨架颗粒重量的1wt%。
所述钢铁铸造用除渣剂的制备方法为，包括如下步骤：
1)将400目—325目的的氧化铁红、长石、硼砂、珍珠岩、黑曜石、松脂岩中按10:1:10:1:10:5的重量比例混合均匀，加入粘结剂混合制备成涂层材料；粘结剂为铝酸钙水泥和糊精按重量比为2:1形成的复配粘结剂，粘结剂为涂层材料重量的18%。
2)选取100目-80目的黑曜石颗粒作为骨架颗粒，在骨架颗粒表面滚动喷涂占所述骨架颗粒重量1wt%的涂层材料，干燥后，即得到铸造用除渣剂；所述喷涂的方式为高温流动态涂敷，所述喷涂的温度为450℃。
本实施例中，除渣剂用于钢铁铸造，适用温度为1600℃，在适用温度下，添加量在1~3kg/t钢，除渣率均在99.5%以上。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，应当指出，对于本领域的及任何熟悉本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，及作出的若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种钢铁铸造用除渣剂，其特征在于：包括内部的骨架颗粒，骨架颗粒外部包覆有涂层；骨架颗粒为珍珠岩、蛭石、松脂岩或黑曜石颗粒，涂层材料为氧化铁红、长石、硼砂、珍珠岩、黑曜石和松脂岩中的至少两种与粘合剂的混合物。
2.根据权利要求1所述的钢铁铸造用除渣剂，其特征在于：骨架颗粒的粒径为0.150mm—0.850mm，即在100目—20目之间，涂层材料的粒径为小于等于0.0750mm，即能过200目筛孔。
3.根据权利要求1所述的钢铁铸造用除渣剂，其特征在于：涂层的重量为骨架颗粒重量的0.5~20wt%。
4.一种钢铁铸造用除渣剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将200目以下的氧化铁红、长石、硼砂、珍珠岩、黑曜石和松脂岩中的两种或两种以上的粉末按比例混合均匀，加入粘结剂混合制备成涂层材料；
2)选取100-20目的珍珠岩、蛭石、松脂岩或黑曜石颗粒作为骨架颗粒，在骨架颗粒表面滚动喷涂占所述骨架颗粒重量0.5~20wt%的涂层材料，干燥后，即得到铸造用除渣剂。
5.根据权利要求4所述的钢铁铸造用除渣剂的制备方法，其特征在于：粘结剂为无机粘结剂和有机粘结剂形成的复配粘结剂。
6.根据权利要求5所述的钢铁铸造用除渣剂的制备方法，其特征在于：无机粘结剂和有机粘结剂的重量比例为2:1。
7.根据权利要求5或6所述的钢铁铸造用除渣剂的制备方法，其特征在于：无机粘结剂为水玻璃、硅溶胶、铝溶胶和铝酸钙水泥的至少一种，有机粘结剂为糊精、有机硅或者聚乙二醇中的至少一种。
8.根据权利要求4所述的钢铁铸造用除渣剂的制备方法，其特征在于：所述喷涂的方式为高温流动态涂敷，所述喷涂的温度为80-450℃。
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2021
- 2021-07-13 CN CN202110791583.4A patent/CN115612788A/zh active Pending
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