一种生产熔铸锆刚玉耐火材料用复合砂型及其生产方法

摘要

本发明涉及一种生产熔铸锆刚玉耐火材料用复合砂型，该复合砂型由硅砂混合料和占硅砂混合料重量7－9%的结合剂制成；所述硅砂混合料包括下述重量百分比组分：粒径3－5mm的硅砂35－50%、粒径1－3mm的硅砂25－35%，余量为粒径1－5mm的粉碎料；所述粉碎料为使用过的硅砂铸模用粉碎机粉碎而得。本发明所述砂型体积密度1.7－1.8g/cm3，常温耐压强度20－24MPa，原料可循环使用，生产成本较低。

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种熔铸锆刚玉耐火材料用的一种新型复合砂型及其生产方法，该产品主要应用于熔铸耐火材料的生产过程。

背景技术

熔铸锆刚玉耐火材料对内在化学成分要求十分严格，生产厂家首先要选择高档的原材料，其次是要选择合适的铸型。铸型的要求主要包括以下几个方面：1）铸型材质选择不能污染熔铸耐火材料本身，保证产品内在成分的稳定。2）铸型要有足够的耐火度和高温强度，保证浇铸过程顺利完成和产品尺寸规整。3）铸型材质要有良好的热导性，用以保证产品表面的致密性。目前，市场上熔铸锆刚玉所采用的铸型普遍存在制作成本较高、浇铸后要进行热处理，需要一系列配套设备的投入，操作过程相对复杂等问题。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种生产熔铸锆刚玉耐火材料用的新型复合砂型及其生产方法，该砂型制作简单，成本较低，且性能好。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种生产熔铸锆刚玉耐火材料用复合砂型，该复合砂型由硅砂混合料和占硅砂混合料重量7－9%的结合剂制成；所述硅砂混合料包括下述重量百分比组分：粒径3－5mm的硅砂35－50%、粒径1－3mm的硅砂25－35%，余量为粒径1－5mm的粉碎料；所述粉碎料为使用过的硅砂铸模用粉碎机粉碎而得。

本发明中所用的原料，其化学指标含量要求，硅砂：SiO₂≥98.5%，Fe₂O₃≤0.2%；粉碎料：SiO₂≥95.5%，Fe₂O₃≤0.3%。

具体的，所述结合剂优选为模数3.1－3.4的泡花碱。

上述生产熔铸锆刚玉耐火材料用复合砂型的生产方法，其包括如下步骤：

1）将占硅砂（即粒径3－5mm和粒径1－3mm的硅砂）总重量2－3%的硅砂放入混砂机中，搅拌1－2分钟后，边搅拌边加入占混砂机内硅砂重量7－9%的结合剂，继续搅拌7－8分钟后完成混合；

2）将粉碎料和剩余的硅砂放入混砂机中，搅拌1－2分钟后，边搅拌边加入余量的结合剂，继续搅拌7－8分钟后完成混合；

3）将木模放在隧道窑车上，先放入步骤1）所得的混合料（用作铺面砂），分散均匀，厚度为8－10mm，然后再放入步骤2）所得混合料，填满木模后用木锤夯实；

4）干燥：入隧道窑温度为110－130℃，装型后1－2小时开始升温，在2－3小时内温度升至280－320℃，恒温保持2－4小时，待湿气排完后出窑。

和现有技术相比，本发明的有益效果：

1）熔铸锆刚玉的铸模，原来采用高纯石英砂，由于此种铸模的使用是一次性的，资源浪费严重。本发明在实际生产中发现，把使用过的硅砂铸模利用粉碎机粉碎至一定的粒径，再按照合适的比例掺入到新硅砂中二次利用，既避免了资源浪费，也降低了生产成本。

2）选用泡花碱作为结合剂，所得砂型完全满足熔铸锆刚玉耐火材料的生产需求，保证浇铸过程模型不会造成产品污染。

3）本发明所述砂型体积密度1.7－1.8 g/cm³，常温耐压强度20－24MPa。在生产工艺中先放入少量高纯度的硅砂作为铺面砂，可以保证浇铸过程模型不会造成产品污染。型板具有较高的耐火度和高温强度，保证产品尺寸规整。型板主要材料硅砂具有高的热导率，保证产品表面致密度良好。

4）浇铸后型板可被破碎，经除铁和分级筛选后当作破碎细料再次使用，从而实现原料循环利用、降低生产成本的目的。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1

一种生产熔铸锆刚玉耐火材料用复合砂型，该复合砂型由硅砂混合料和占硅砂混合料重量8%的泡花碱制成；所述硅砂混合料包括下述重量百分比组分：粒径3－5mm的硅砂40%、粒径1－3mm的硅砂35%，粒径1－5mm的粉碎料25%；所述粉碎料为使用过的硅砂铸模用粉碎机粉碎而得。原料指标，硅砂：SiO₂ 98.5%，Fe₂O₃ 0.15%；粉碎料：SiO₂ 95.5%，Fe₂O₃ 0.3%。泡花碱模数3.2。

上述生产熔铸锆刚玉耐火材料用复合砂型的生产方法，其包括如下步骤：

1）将占硅砂总重量2%的硅砂放入混砂机中，搅拌2分钟后，边搅拌边加入占混砂机内硅砂重量8%的泡花碱，继续搅拌8分钟后完成混合；

2）将粉碎料和剩余的硅砂放入混砂机中，搅拌2分钟后，边搅拌边加入余量的泡花碱，继续搅拌7分钟后完成混合；

3）将木模放在隧道窑车上，先放入步骤1）所得的混合料，分散均匀，厚度为8－10mm，然后再放入步骤2）所得混合料，填满木模后用木锤夯实；

4）干燥：入隧道窑温度为120℃，装型后1.5小时开始升温，3小时后温度升至300℃，恒温保持3小时，待湿气排完后出窑。

实施例2

一种生产熔铸锆刚玉耐火材料用复合砂型，该复合砂型由硅砂混合料和占硅砂混合料重量8%的泡花碱制成；所述硅砂混合料包括下述重量百分比组分：粒径3－5mm的硅砂50%、粒径1－3mm的硅砂25%，粒径1－5mm的粉碎料25%；所述粉碎料为使用过的硅砂铸模用粉碎机粉碎而得。原料指标，硅砂：SiO₂ 98.5%，Fe₂O₃ 0.15%；粉碎料：SiO₂ 95.5%，Fe₂O₃ 0.3%。泡花碱模数3.3。

上述生产熔铸锆刚玉耐火材料用复合砂型的生产方法，其包括如下步骤：

1）将占硅砂总重量2%的硅砂放入混砂机中，搅拌1分钟后，边搅拌边加入占混砂机内硅砂重量8%的泡花碱，继续搅拌7分钟后完成混合；

2）将粉碎料和剩余的硅砂放入混砂机中，搅拌2分钟后，边搅拌边加入余量的泡花碱，继续搅拌7分钟后完成混合；

3）将木模放在隧道窑车上，先放入步骤1）所得的混合料，分散均匀，厚度为8－10mm，然后再放入步骤2）所得混合料，填满木模后用木锤夯实；

4）干燥：入隧道窑温度为120℃，装型后1.5小时开始升温，3小时后温度升至300℃，恒温保持3小时，待湿气排完后出窑。

实施例3

一种生产熔铸锆刚玉耐火材料用复合砂型，该复合砂型由硅砂混合料和占硅砂混合料重量8%的泡花碱制成；所述硅砂混合料包括下述重量百分比组分：粒径3－5mm的硅砂35%、粒径1－3mm的硅砂30%，粒径1－5mm的粉碎料35%；所述粉碎料为使用过的硅砂铸模用粉碎机粉碎而得。原料指标，硅砂：SiO₂ 98.5%，Fe₂O₃ 0.15%；粉碎料：SiO₂ 95.5%，Fe₂O₃ 0.3%。泡花碱模数3.2。

上述生产熔铸锆刚玉耐火材料用复合砂型的生产方法，其包括如下步骤：

1）将占硅砂总重量2%的硅砂放入混砂机中，搅拌2分钟后，边搅拌边加入占混砂机内硅砂重量7%的泡花碱，继续搅拌7分钟后完成混合；

2）将粉碎料和剩余的硅砂放入混砂机中，搅拌2分钟后，边搅拌边加入余量的泡花碱，继续搅拌8分钟后完成混合；

3）将木模放在隧道窑车上，先放入步骤1）所得的混合料，分散均匀，厚度为8－10mm，然后再放入步骤2）所得混合料，填满木模后用木锤夯实；

4）干燥：入隧道窑温度为120℃，装型后1.5小时开始升温，在3小时后温度升至300℃，恒温保持3小时，待湿气排完后出窑。

实施例1至3所得复合砂型板的性能指标

检测项目实施例1实施例2实施例3体积密度（g/cm³）1.751.801.72常温耐压强度（Mpa）21.622.323.0常温抗折强度（Mpa）5.45.25.6