1.本发明涉及球墨铸铁技术领域，具体为一种溶胶包覆型除渣剂及其制备方法和应用。
背景技术：
2.除渣剂是为了除去球墨铸铁工艺中由球化、孕育、脱氧、脱硫、脱磷所产生的灰渣，加入除渣剂起到晶种作用，促使微小灰渣聚集形成大的灰渣（发泡过程），迅速发泡使得灰渣覆盖在铁液表层，易于除去；发泡时发热、同时发泡层覆盖在金属液表面，起到保温、屏蔽和保持还原气氛的作用。
3.原始铸铁除渣剂采用稻草灰或石棉灰，但是稻草灰或石棉灰的使用容易造成硅肺病或皮肤过敏等职业疾病，因此该技术以逐渐被取缔。
4.现有的球墨铸铁除渣材料采用部分脱水珍珠岩或以部分脱水珍珠岩为主体原料的复合材料，也有采用粉煤灰作为除渣剂和保温覆盖剂。如申请号为2012102673740的发明专利公开了一种复合除渣剂，其混合物质量百分组成为：珍珠岩细粉79%-95%，活性二氧化硅0.2%-10%，活性氧化铝0.1%-5%和水玻璃2%-15%。该方案在实际使用时，易出现粘包问题。再如《铸造》1991年第12期《铸铁用粉煤灰覆盖剂的研制》一文公开了以粉煤灰、珍珠岩和碳酸盐为发泡剂的除渣剂。这种除渣剂存在碳酸盐分解、气体扩散造成大量热损失，对浇铸和铸件质量有一定影响。
5.因此，为了解决现有除渣剂存在颗粒污染、粘包和造成大量热量损失的问题，提出的一种溶胶包覆型除渣剂及其制备方法和应用。
技术实现要素：
6.本发明的目的在于提供一种溶胶包覆型除渣剂及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种溶胶包覆型除渣剂，由主料、辅料和包覆材料制备而成，所述主料由以下重量百分比计的原料制成：珍珠岩微粉75%-85%，膨胀珍珠岩微粉2%-10%，膨润土3%-10%，碳化硅微粉0.5%-2%，石墨粉5%-10%，氟化铝0.1%-2%；所述辅料为腐殖酸钾和水，所述腐殖酸钾的用量为主料的0.5-5%，水的用量为主料的18-25%；所述包覆材料用量为主料的1-5%。
8.进一步地，所述包覆材料为磷酸铝溶胶或铝溶胶。
9.进一步地，所述磷酸铝溶胶的体积密度为1.47kg/m3,ph值为2.5，三氧化铝含量为43%，五氧化二磷含量为42%。
10.进一步地，所述铝溶胶的体积密度为，ph值为4.0，固含量为20%。
11.进一步地，所述除渣剂为棒状，直径4mm-6mm，长度5mm-10mm，抗压强度大于1mpa，
抗折强度大于1.2mpa，体积密度为0.8kg/m
3-1.4kg/m3，发泡温度点为1120℃-1150℃。
12.上述溶胶包覆型除渣剂的制备方法，包括：s1配料：按重量百分比计的称取上述原料，将腐殖酸钾缓慢均量加入水中，搅拌均匀制成腐殖酸钾溶液；s2混炼：将珍珠岩微粉、膨胀珍珠岩微粉、膨润土、碳化硅微粉、石墨粉、氟化铝搅拌均匀后加入腐殖酸钾溶液内，混炼成除渣剂泥；s3成型：混练后的除渣剂泥密封陈腐24小时后，投入挤出成型机，挤出成直径4mm-6mm的除渣剂泥条，除渣剂泥条经钢丝切割机切割成长5mm-10mm除渣剂泥条段；s4烘干：除渣剂泥条段在网带式辊道窑内烘干，温度为150℃，时间为60min-120min，烘干后水分在1%以内；s5敷胶：烘干后的除渣剂泥条段经网带穿过包覆材料帘幕式覆胶器，包覆材料将均匀涂覆在泥条段外周形成包覆层；s6低温烧结：将涂覆有包覆材料的除渣剂泥条段在网带式辊道窑内低温烧结，烧结温度为350℃-450℃，烧结时间25-50min，得到除渣剂。
13.进一步地，所述s5中涂覆的包覆层厚度为1mm。
14.上述溶胶包覆型除渣剂在球磨铸铁中的应用。具体为：球化时，与球化剂、孕育剂一起放置于堤坝包内，冲入铁水后，加保温盖，球化反应，除渣剂迅速上浮、发泡、发热、聚渣，起到除渣和覆盖保温作用；转包前，投入铁水表面，遇铁水后，除渣剂迅速发泡、发热、聚渣，起到除渣和覆盖保温作用；转包后，在浇铸包铁水上撒一定量除渣剂，迅速发泡、发热、聚渣，起到除渣和覆盖保温作用。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1）主料组分中，珍珠岩微粉75%-85%，膨胀珍珠岩微粉2%-10%，膨润土3%-10%，碳化硅微粉0.5%-2%，石墨粉5%-10%，氟化铝0.1%-2%，其中的珍珠岩微粉在珍珠岩工业固体废弃物中的含量高达78%-95%，本发明变废为宝，不仅解决了环境污染的问题，同时实现了珍珠岩加工产业的资源高效利用；2）制备方法中，辅料中的腐殖酸钾溶液与主料中的膨润土组分相互作用，起粘结增塑作用，尤其是经过腐殖酸钾溶液润湿过的膨润土，起到高效粘结作用，可以显著提高泥条的湿强度、干强度以及烧结强度；3）配方中，腐殖酸钾、石墨粉和碳化硅不仅起增碳、脱氧作用，而且起到发泡剂的作用；碳化硅作为主体发泡剂，发泡孔径可以达到微米级、而分布均匀；在铸铁工艺的发泡、脱氧过程中，腐殖酸钾、石墨粉和碳化硅还能释放热量，保证球化包和浇铸包内铁液的工作温度。
16.4）包覆层为磷酸铝溶胶或铝溶胶，可以在除渣剂外表形成高强柔性外壳，提高除渣剂棒料的强度和抗摔性，同时材料为酸性高温耐火材料，可以迅速集聚酸性熔渣，同时又起到防止粘球的作用。此外也有提高浮渣熔体粘度作用，提高除渣效率。
17.5）棒状材料及其高强柔性外壳可以减少粉尘污染，组分中的氟化铝在高温时可以润湿外壳，提高对浮渣的吸附力，润湿的另一作用是防止除渣剂发泡体中的气体破壳而出，
降低浮渣浮力和降低浮渣及铁液温度。而经球化孕育降温的铁液，可以迅速形成高粘度浮渣，便于快速聚渣和快捷扒渣。
具体实施方式
18.下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.实施例一一种溶胶包覆型除渣剂，由主料、辅料和包覆材料制备而成。
20.主料由以下重量百分比计的原料制成：珍珠岩微粉78%，膨胀珍珠岩微粉5%，膨润土7%，碳化硅微粉1%，石墨粉8%，氟化铝1%；辅料为腐殖酸钾和水，腐殖酸钾的用量为主料的1%，水的用量为主料的20%。
21.包覆材料采用磷酸铝溶胶。磷酸铝溶胶体积密度为1.47kg/m3,ph值为2.5，三氧化铝含量43%，五氧化二磷含量42%。
22.上述溶胶包覆型除渣剂的制备方法，包括：s1配料：按质量百分比计的称取上述原料，主料的总重量为500公斤，腐殖酸钾为5公斤、水为100公斤，腐殖酸钾加水搅拌均匀后制成腐殖酸钾溶液；s2混炼：将珍珠岩微粉、膨胀珍珠岩微粉、膨润土、碳化硅微粉、石墨粉、氟化铝搅拌均匀，在搅拌的过程加入腐殖酸钾溶液内，混炼成除渣剂泥备用；s3成型：混练后的除渣剂泥密封陈腐24小时后，投入挤出成型机，挤出成直径5mm的除渣剂泥条，除渣剂泥条经钢丝切割机切割成长10mm除渣剂泥条段；s4烘干：除渣剂泥条段在网带式辊道窑内烘干，温度为150℃，时间为60min，烘干后水分在1%以内；s5敷胶：烘干后的除渣剂泥条段经网带穿过包覆材料帘幕式覆胶器，包覆材料的溶胶将均匀涂覆在泥条段外周形成包覆层，涂覆的包覆层厚度为1mm；s6低温烧结：将涂覆有包覆材料的除渣剂泥条段在网带式辊道窑内低温烧结，烧结温度为350℃，烧结时间30min，烧结时珍珠岩微粉脱去部分结合水，磷酸铝溶胶脱水并与除渣剂泥条段结合更加紧密，得到除渣剂。
23.本实施例中的除渣剂规格为：棒状，直径5mm
±
1mm，长度10mm
±
1mm，抗压强度2.5mpa，抗折强度3.2mpa，体积密度0.86kg/m3，发泡初始温度点：1105℃。1150℃保温10min，体积密度0.23kg/m3。包覆材料的重量比约2%。
24.本实施例中的除渣剂，应用性能试验具体如下：在2吨中频电炉，qt450-10材料轨下铁垫板铸件生产中，其应用具体包括：1）球化时，将该除渣剂与球化剂、孕育剂一起放置于堤坝包内，冲入铁水后，加保温盖，球化反应，除渣剂迅速上浮、发泡、发热、聚渣，起到除渣和覆盖保温作用，其用量8kg/2t钢水,球化、聚渣、扒渣2min内完成。
25.2）转包前，将该除渣剂投入铁水表面，遇铁水后，除渣剂迅速发泡、发热、聚渣，起到除渣和覆盖保温作用，其用量2kg/2t钢水，聚渣、扒渣2秒内完成。
26.3）转包后，在浇铸包铁水上撒一定量除渣剂，迅速发泡、发热、聚渣，起到除渣和覆盖保温作用。浇铸包铁水200公斤，每包用量100g,合计1kg,孕育、聚渣、扒渣2秒内完成。
27.与传统除渣剂相比用量减少了50%，除渣率提高了30%，铸件质量合格率从75%提高到98.5%。
28.实施例二一种溶胶包覆型除渣剂，由主料、辅料和包覆材料制备而成。
29.主料由以下重量百分比计的原料制成：珍珠岩微粉80%，膨胀珍珠岩微粉4%，膨润土6%，碳化硅微粉0.5%，石墨粉8%，氟化铝1.5%；辅料为腐殖酸钾和水，腐殖酸钾的用量为主料的1.2%，水的用量为主料的20%。
30.包覆材料采用磷酸铝溶胶。磷酸铝溶胶体积密度为1.47kg/m3,ph值为2.5，三氧化铝含量43%，五氧化二磷含量42%。
31.上述溶胶包覆型除渣剂的制备方法，包括：s1配料：按质量百分比计的称取上述原料，主料的总重量为500公斤，腐殖酸钾为6公斤、水为100公斤，将腐殖酸钾缓慢均量加入水中，搅拌均匀制成腐殖酸钾溶液；s2混炼：将珍珠岩微粉、膨胀珍珠岩微粉、膨润土、碳化硅微粉、石墨粉、氟化铝搅拌均匀，在搅拌的过程加入腐殖酸钾溶液内，混炼成除渣剂泥备用；s3成型：混练后的除渣剂泥密封陈腐24小时后，投入挤出成型机，挤出成直径5mm的除渣剂泥条，除渣剂泥条经钢丝切割机切割成长10mm除渣剂泥条段；s4烘干：除渣剂泥条段在网带式辊道窑内烘干，温度为150℃，时间为60min，烘干后水分在1%以内；s5敷胶：烘干后的除渣剂泥条段经网带穿过包覆材料帘幕式覆胶器，包覆材料的溶胶将均匀涂覆在泥条段外周形成包覆层，涂覆的包覆层厚度为1mm；s6低温烧结：将涂覆有包覆材料的釉浆的除渣剂泥条段在网带式辊道窑内低温烧结，烧结温度为350℃，烧结时间40min，烧结时珍珠岩微粉脱去部分结合水，磷酸铝溶胶脱水并与除渣剂泥条段结合更加紧密，得到除渣剂。
32.本实施例中的除渣剂规格为：棒状，直径5mm
±
1mm，长度10mm
±
1mm，抗压强度2.5mpa，抗折强度3.2mpa，体积密度1.0kg/m3，发泡初始温度点：1100℃。1150℃保温10min，体积密度0.28kg/m3。包覆材料的重量比约2%。
33.本实施例中的除渣机，应用性能试验具体如下：在2吨中频电炉，qt400-18al材料轨下铁垫板铸件生产中，其应用具体包括：1）球化时，与球化剂、孕育剂一起放置于堤坝包内，冲入铁水后，加保温盖，球化反应，除渣剂迅速上浮、发泡、发热、聚渣，起到除渣和覆盖保温作用，其用量9kg/2吨钢水,球化、聚渣、扒渣2min内完成。
34.2）转包前，投入铁水表面，遇铁水后，除渣剂迅速发泡、发热、聚渣，起到除渣和覆盖保温作用，其用量2.5kg/2吨钢水，聚渣、扒渣2秒内完成。
35.3）转包后，在浇铸包铁水上撒一定量除渣剂，迅速发泡、发热、聚渣，起到除渣和覆盖保温作用。浇铸包铁水200公斤，每包用量100g,合计1kg,孕育、聚渣、扒渣2秒内完成。
36.与传统除渣剂相比用量减少了47%，除渣率提高了40%，铸件质量合格率从74%提高到98.0%。
37.实施例三一种溶胶包覆型除渣剂，由主料、辅料和包覆材料制备而成。
38.主料由以下重量百分比计的原料制成：珍珠岩微粉84%，膨胀珍珠岩微粉2%，膨润土5%，碳化硅微粉0.5%，石墨粉7%，氟化铝1.5%；辅料为腐殖酸钾和水，腐殖酸钾的用量为主料的2%，水的用量为主料的19%。
39.包覆材料采用磷酸铝溶胶。磷酸铝溶胶体积密度为1.47kg/m3,ph值为2.5，三氧化铝含量43%，五氧化二磷含量42%。
40.上述溶胶包覆型除渣剂的制备方法，包括：s1配料：按质量百分比计的称取上述原料，主料的总重量为500公斤，腐殖酸钾为10公斤、水为95公斤，将腐殖酸钾缓慢均量加入水中，搅拌均匀制成腐殖酸钾溶液；s2混炼：将珍珠岩微粉、膨胀珍珠岩微粉、膨润土、碳化硅微粉、石墨粉、氟化铝搅拌均匀，在搅拌的过程加入腐殖酸钾溶液内，混炼成除渣剂泥备用；s3成型：混练后的除渣剂泥密封陈腐24小时后，投入挤出成型机，挤出成直径5mm的除渣剂泥条，除渣剂泥条经钢丝切割机切割成长10mm除渣剂泥条段；s4烘干：除渣剂泥条段在网带式辊道窑内烘干，温度为150℃，时间为60min，烘干后水分在1%以内；s5敷胶：烘干后的除渣剂泥条段经网带穿过包覆材料帘幕式覆胶器，包覆材料的溶胶将均匀涂覆在泥条段外周形成包覆层，涂覆的包覆层厚度为1mm；s6低温烧结：将涂覆有包覆材料的除渣剂泥条段在网带式辊道窑内低温烧结，烧结温度为350℃，烧结时间45min，烧结时珍珠岩微粉脱去部分结合水，磷酸铝溶胶脱水并与除渣剂泥条段结合更加紧密，得到除渣剂。
41.本实施例中的除渣剂规格为：棒状，直径5mm
±
1mm，长度10mm
±
1mm，抗压强度2.86mpa，抗折强度3.5mpa，体积密度1.4kg/m3，发泡初始温度点：1130℃。1150℃保温10min，体积密度0.43kg/m3。包覆材料的重量比约2%。
42.本实施例中的除渣机，应用性能试验具体如下：在1吨中频电炉，灰口铸铁材料铸铁锅坯料铸造生产中，其应用具体包括：1）球化时，与球化剂、孕育剂一起放置于堤坝包内，冲入铁水后，加保温盖，球化反应，除渣剂迅速上浮、发泡、发热、聚渣，起到除渣和覆盖保温作用，其用量3.8kg/1吨钢水,球化、聚渣、扒渣2min内完成。
43.2）转包前，投入铁水表面，遇铁水后，除渣剂迅速发泡、发热、聚渣，起到除渣和覆盖保温作用，其用量1.2kg/1吨钢水,聚渣、扒渣2秒内完成。
44.3）转包后，在浇铸包铁水上撒一定量除渣剂，迅速发泡、发热、聚渣，起到除渣和覆盖保温作用。浇铸包铁水100公斤，每包用量40g,合计0.4kg,孕育、聚渣、扒渣2秒内完成。
45.4）往铁锅压铸机内倒入铁水过程后，压铸模腔没有浮渣，彻底改变了压铸前除渣工艺。
46.与传统除渣剂相比用量减少了50%，除渣率提高了30%，减少了工艺，提高了工作效率，铸件质量合格率从84%提高到99.5%。
47.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。