鑄造用爐渣改良劑組成物及其使用方法
2023-09-15 08:14:15
專利名稱：鑄造用爐渣改良劑組成物及其使用方法
技術領域：
本發明提供一種使用於鋼鐵鑄造過程中的組成物及使用方法，更詳而言之，有關一種可改變爐渣特性，達到提升熔煉效率的一種鑄造用爐渣改良劑組成物及其使用方法。
背景技術：
傳統電爐鑄造廠熔煉時是以廢鐵1或生鐵加上所需要目標成份的添加劑如(C、 Si、Mn、P、S…..等元素)，於感應式熔解爐2內直接熔煉成鋼(鐵)液後，再澆鑄到模穴得到所需要的鑄件。鑄造過程如圖1及圖2所示，過程中因廢鐵1及所添加的合金內含雜質產生的爐渣不易在熔解中被帶出，所以須經由一升溫程序將熔解溫度提高，使得鋼(鐵)水3中雜質受熱飄浮在鋼(鐵)水3上面形成爐渣4，藉此將感應式熔解爐2內雜質進行清除。習用的鑄造製程約有下列缺點1、過程中部分爐渣4會浮於鋼(鐵)水3的表面，可用除渣劑等方式先行去除，其餘則散布在鋼(鐵)水3中，需再經過升溫動作，使爐渣4浮上來以便再次清除。過程當中，若爐渣4過多，其浮在鋼(鐵)水3面時，與溫度較低的空氣接觸時，容易硬化結塊，形成架橋現象，如圖2所示，使後續加入的廢鐵1無法順利沉入至感應式熔解爐2 內，形成投料障礙，拖長總工作時間。且初步除渣完成後，鋼(鐵)水3須進行再次升溫與再除渣的動作，亦為浪費能源。2、少數鑄造業者會於熔煉程序中加入造渣劑，習知的造渣劑以採用螢石(氟化鈣)或石灰石(碳酸鈣)為主要的造渣劑，但使用效果不佳，因螢石於使用中會產生氟化物，對環保傷害甚巨；而石灰石的造渣效果不佳，且需達到一定溫度才具有效益。3、若爐渣4殘留於爐壁上，爐渣4的清除不完全將使感應式熔解爐2的感應效果變差，如此需要耗費更多能源才能達到鑄造所需的溫度要求，亦造成能源與成本的浪費。4、若除渣未確實，爐渣4殘留於鋼(鐵)水3將使鋼(鐵)水3純化率降低，爐渣4的殘留使鐵原子之間的鍵結能力減弱，造成鋼鐵材料的延展性及強度變差，連帶降低後續鑄件良品率。 5、爐渣4與爐襯5的耐火材料產生反應會降低爐襯5壽命。
發明內容
本發明的主要目的在於，提供一種鑄造用爐渣改良劑組成物及其使用方法，該鑄造用爐渣改良劑組成物可與鑄造過程廢鋼鐵產生的爐渣結合，使爐渣軟化，改良習用造渣劑使用效果不佳的缺點。爐渣的主要成分為氧化鎂、氧化鐵與氧化錳，加入該組成物與爐渣反應後將使爐渣的鹽基度上升，造成爐渣內上述成分的鍵結力道減弱，使爐渣成分內的架橋鏈斷鍵，架橋鏈斷鍵的後的爐渣結構會變的鬆弛，達到軟化爐渣的目的。本發明解決問題的技術手段，包含提供一種鑄造用爐渣改良劑組成物，其特徵在於由氧化鈣CaO、氧化鈉Na20、氧化鋁Al2O3以及二氧化矽SiO2所組成的一組成物，且該組成物亦可包括氧化鐵I^e2O3。以及，一種鑄造用爐渣改良劑組成物使用方法，其特徵為，使用氧化鈣CaO、氧化鈉Na20、氧化鋁Al2O3以及二氧化矽S^2所組成的組成物進行鋼鐵鑄造。本發明所能達到的目的及功效，系利用改良劑內含鋁成分降低爐渣內氧化鐵與氧化錳含量，藉此使爐渣軟化避免架橋現象的發生，且該鑄造用爐渣改良劑組成物可純化鋼 (鐵)水，減少殘留於鋼(鐵)水中的氧化物浮S，防止鐵原子間因附著爐渣使原子間距遠離，使鋼水或鐵水在相同溫度與材質下增加其流動性與純度，進而有效提高後續鑄件的良品率。再者，該鑄造用爐渣改良劑組成物可清除粘附於感應式熔解爐爐襯的爐渣，避免在熔煉過程中，爐渣會不斷與爐襯壁的耐火材料發生反應，使耐火材料剝落造成爐襯壽命降低，藉此提高爐襯壽命。
圖1習用鑄造流程示意圖。圖2習用鑄造製程中感應式熔解爐發生架橋現象示意圖。圖3本發明的鑄造用爐渣改良劑組成物使用於鑄造流程示意圖。圖4本發明的鑄造用爐渣改良劑組成物軟化爐渣示意圖。
具體實施例方式請參閱圖3，本發明提供一種鑄造用爐渣改良劑組成物，其特徵在於由氧化鈣CaO、氧化鈉Na20、氧化鋁Al2O3以及二氧化矽SW2所組成的一組成物。其中，組成物成分含量為氧化鈣CaO含量為至少30重量％，並小於67重量％ ；氧化鈉妝20含量為至少25重量％，並小於62重量％ ；氧化鋁Al2O3含量為至少8重量％，並小於45重量％ ；二氧化矽SW2含量為大於0重量％，並不超過10重量％ ；於本實施態樣中該組成物更包括有氧化鐵I^e2O3，且氧化鐵!^e2O3含量為不超過5重量％。以及，一種鑄造用爐渣改良劑組成物使用方法，其特徵為使用氧化鈣CaO、氧化鈉 Na20、氧化鋁Al2O3以及二氧化矽S^2所組成的組成物進行鑄造。明了上述結構後，以下針對本發明的動作及原理作一詳細說明如圖4並配合圖3所示，將鑄造用的廢鐵100原料與該鑄造用爐渣改良劑組成物先後添加至感應式熔解爐10中，其添加量為鋼水20的0. 03-0. 08重量％，之後並須視感應式熔解爐10爐壁情況來斟酌調整用量。鑄造過程中該鑄造用爐渣改良劑組成物可與鑄造過程產生的爐渣30結合，使爐渣30的鹽基度上升，造成爐渣30內上述成分的鍵結力道減弱，使爐渣30成分內的架橋鏈斷鍵，架橋鏈斷鍵之後的爐渣30結構會變的鬆弛，達到軟化爐渣30的目的，使後續加入的廢鐵100可順利沉入至感應式熔解爐10內。利用改良劑內含鋁成分降低爐渣30內氧化鐵與氧化錳含量，並增加爐渣30的活性，其反應方程式如下3Mn0+3Fe0+4Al — 3Mn+3Fe+2Al203Al203+Ca0 — Al2O3. CaOCa0+Si02 — CaSiO3Fe203+Fe — 3Fe0Fe203+3C — 4Fe+3C02FeO+CO — Fe (鐵水)+(
Mn+FeO — MnO+Fe (鐵水)爐渣30活性提高使爐渣30內上述成分的分子間鍵結力道減弱，藉此使爐渣30軟化，防止不易溶解的氧化物粘附於感應式熔解爐10的爐壁，達到能源使用效率提升，進而縮短熔煉時間；再者，該鑄造用爐渣改良劑組成物於熔煉過程中能純化鋼水20，減少殘留於鋼水20中的氧化物浮渣，進而有效提高鑄件良品率；此外，為避免熔煉過程中爐渣30不斷與爐襯40的耐火材料反應而降低爐襯40壽命，該鑄造用爐渣改良劑組成物可清除吸附在爐襯40上的爐渣30，進而提高感應式熔解爐10的爐襯40壽命。該鑄造用爐渣改良劑組成物可純化鋼水20，減少殘留於鋼水20中的氧化物浮渣， 防止鐵原子間因附著爐渣30使原子間距遠離，使鐵原子間的鍵結不會受到爐渣30存在影響而減弱，如此鋼水20在相同溫度與材質下將會提高流動性與純度，使後續成品具良好塑性與延展性。本發明的作用與優點如下1、爐渣改良劑組成物可軟化爐渣30，造成爐渣30內上述成分的鍵結力道減弱，使爐渣30成分內的架橋鏈斷鍵，進而爐渣30結構會變的鬆弛，達到軟化爐渣的目的，有效防止架橋現象產生。2、軟化爐渣30後防止不易熔解的氧化物粘附爐壁與爐襯40，避免爐襯40被爐渣 30附著造成爐襯40上的耐火材料壽命降低。3、該鑄造用爐渣改良劑組成物可淨化鋼水20，吸附殘留於鋼水20中的氧化物浮渣，吸附內層鐵原子間殘留的爐渣30，防止鐵原子間因附著爐渣30使原子間距拉離，使鐵原子間鍵結能力不受爐渣30影響減弱，提供後續鑄件具備良好塑性與強度、韌性好、易加工、抗衝擊的特性。雖本發明是以一個最佳實施例作說明，但精於此技藝者能在不脫離本發明精神與範疇下作各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制本發明的範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或變化，俱屬本發明申請專利範圍。
權利要求
1.一種鑄造用爐渣改良劑組成物，用於鑄造過程中改變爐渣特性與淨化鋼水用，其特徵在於由氧化鈣CaO、氧化鈉Na20、氧化鋁Al2O3以及二氧化矽S^2所組成的組成物。
2.依據權利要求1所述的鑄造用爐渣改良劑組成物，其特徵在於，該組成物更包括氧化鐵 Fii2O3。
3.依據權利要求2所述的鑄造用爐渣改良劑組成物，其特徵在於，組成物的氧化鐵 Fe2O3含量為不超過5重量％。
4.依據權利要求1所述的鑄造用爐渣改良劑組成物，其特徵在於，組成物的氧化鈣CaO 含量為至少30重量％，並小於67重量％。
5.依據權利要求1所述的鑄造用爐渣改良劑組成物，其特徵在於，組成物的氧化鈉 Na2O含量為至少25重量％，並小於62重量％。
6.依據權利要求1所述的鑄造用爐渣改良劑組成物，其特徵在於，組成物的氧化鋁 Al2O3含量為至少8重量％，並小於45重量％。
7.依據權利要求1所述的鑄造用爐渣改良劑組成物，其特徵在於，組成物的二氧化矽 SiO2含量為大於0重量％，並不超過10重量％。
8.依據權利要求1所述的鑄造用爐渣改良劑組成物，其特徵在於，該組成物的使用量為鋼水的0. 03-0. 08重量％。
9.一種鑄造用爐渣改良劑組成物使用方法，其特徵在於鑄造過程中使用氧化鈣CaO、 氧化鈉Na20、氧化鋁Al2O3以及二氧化矽S^2所組成的組成物進行鑄造。
10.一種鑄造用爐渣改良劑組成物，用於鑄造過程中改變爐渣特性與淨化鋼水用，其特徵在於由氧化鈣CaO、氧化鈉Na20、氧化鋁Al2O3以及二氧化矽SiO2所組成的組成物，其中， 組成物的氧化鈣CaO含量為至少30重量％，並小於67重量％，氧化鈉Na2O含量為至少25 重量%，並小於62重量％，氧化鋁Al2O3含量為至少8重量％，並小於45重量％，二氧化矽 SiO2含量為大於0重量％，並不超過10重量％。
全文摘要
本發明提供一種鑄造用爐渣改良劑組成物及其使用方法，其組成物基本包括由氧化鈣CaO、氧化鈉Na2O、氧化鋁Al2O3、二氧化矽SiO2與氧化鐵Fe2O3所組成；以及上述改良劑組成物於鑄造製程中的使用方法，藉此，組成物與爐渣成分中氧化鐵、氧化鎂與氧化錳等氧化物反應，使爐渣鹽基度上升，造成爐渣內上述成分的鍵結力道減弱，以軟化爐渣，避免架橋現象發生，並可提升感應式熔解爐爐襯的耐用度以及鋼水的純化率。
文檔編號C21C7/076GK102443684SQ20101029765
公開日2012年5月9日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者蔡家驄 申請人:見得行股份有限公司