[发明专利]一种有色金属用铸造型砂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造领域的型砂，具体的说是一种有色金属用铸造型砂的制备方法。

背景技术

钢渣是炼钢过程中的副产品，其排放量约占钢产品量的10%- 20%。2010年，全国钢渣累计达到3.5亿吨，大量钢渣弃置堆积，即污染环境又占用大量土地，同时造成资源浪费，给生态环境造成巨大的破坏，影响钢铁工业的可持续发展，所以对钢渣进行减量化、资源化和高价值综合利用研究，实现钢渣的高效回收利用，是我国钢忒工业以及建材工业等相关产业面临的重要课题之一。目前，废弃钢渣在水泥、建筑用材等方面有一定应用，但由于钢渣含有游离的氧化钙和氧化镁，安定性差，使其应用受到一定限制。

钢渣的主要化学成分为CaO, Fe₂O₃,SiO₂等无机物组成，具有熔点高，硬度大，可以作为有色金属材料的铸造型砂。专利200410016151.2公开了一种钢渣型砂的制备方法，该专利是将钢渣通过注水、急冷工艺方法处理后，再对所形成的水淬钢渣或滚筒渣循环破碎，分集筛分而成，但该方法需要对水淬钢渣进行分析，多级筛分，粒状钢渣不仅球形度差，且费用高。

发明内容

本发明提供了一种有色金属用铸造型砂的制备方法，解决了现有钢渣型砂的制备存在的粒状钢渣球形度差、费用高的问题，同时使废弃钢渣得以再循环利用，从而提高废弃钢渣的综合利用价值。

一种有色金属用铸造型砂的制备方法，包含以下步骤：

1）用钢包盛取1300℃-1600℃的液态高温钢渣，将液态高温钢渣倒入导流槽中，使液态高温钢渣沿导流槽流动，并从导流槽末端以0.5-3.5t/min的流量自由下落；

2）打开气体喷射装置，并将质量浓度2-5%的盐水通入气体喷射装置的气囊内，使压力为1.5-5倍大气压的压缩空气在气囊内与盐水混合后，以大于10m/s的速度，朝斜上方30-60°角的方向喷出，并与下落的液态高温钢渣碰撞，将液态高温钢渣吹起，形成雾化钢渣粒，并使雾化钢渣粒呈抛物线向前方自由飞行后下落；其中压缩空气和盐水的喷射量与液态高温钢渣量的比例为：每吨钢渣需要体积为10-30立方米的压缩空气和50-150kg的盐水；

3）步骤2）制得的雾化钢渣粒冷却后筛分，选取粒径不大于3mm的雾化钢渣粒即为铸造型砂。

本发明中，筛分后选取的雾化钢渣粒作为铸造型砂的优选粒径为0.5-2mm。

本发明中，液态高温钢渣在空中做抛物线飞行，从碰撞点到落地点之间的水平距离大于25m，这样液态钢渣中的氧化亚铁在飞行过程中与空气中的氧气充分反应，可以形成氧化铁，而氧化铁与氧化钙、氧化镁及二氧化硅等形成CaO- Fe₂O₃, SiO₂- Fe₂O₃, Mg- Fe₂O₃的形式，消除游离的氧化钙和氧化镁，微观组织呈玻璃状态的尖晶石结构，从而使钢渣组织更稳定。

本发明中，盐水的为冷却液，具备很高的冷却能力，提高了液态钢渣的雾化效果，从而获得更细更均匀的雾化钢渣粒。

与现有铸造型砂的制备方法相比，本发明具有以下优点：

1）本发明利用回收的液态钢渣来生产铸造型砂，不仅解决了钢渣的再利用，而且为生产铸造型砂提供了一种新的方法；

2）本发明中，液态钢渣在雾化时，液态钢渣中的氧化亚铁与空气中的氧气充分反应，可以形成氧化铁，而氧化铁与氧化钙、氧化镁及二氧化硅等形成CaO- Fe₂O₃, SiO₂- Fe₂O₃, Mg- Fe₂O₃的形式，消除游离的氧化钙和氧化镁，微观组织呈玻璃状态的尖晶石结构，从而使钢渣组织更稳定，使得形成的型砂结构更加稳定；

3）本发明采用盐水作为冷却液，提高了冷却液的冷却能力，进而提高了液态钢渣的雾化效果，使得得到的雾化钢渣粒更细更均匀；

4）本发明生产的雾化钢渣粒用作铸造型砂时比现有技术生产的型砂硬度高，球形度好，渗透性好。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

    下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的阐述。