一种生产熔铸耐火材料制品用新型砂型工艺

摘要

本发明涉及一种生产熔铸耐火材料制品用新型砂型工艺，包括树脂砂型制作—入箱—放置冒口—填箱—振实—保温箱抽真空等步骤。本发明的工艺采用树脂砂型与负压成型工艺中抽真空环节相结合，既发挥树脂砂型常温自硬、高效简便、高温性能优异等方面的特性，又充分利用负压成型在制品浇铸过程中的环保节能、制品外观质量优异等方面的优点。将本发明的工艺制备得到的新型砂型用于熔铸耐火材料的制备，既节能环保，又提高了制品外观质量。

说明书

技术领域

本发明属于熔铸耐火材料的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种生产熔铸耐火材料制品用新型砂型工艺。

背景技术

熔铸耐火材料制品是玻璃工业熔窑重要的内衬材料，熔铸耐火材料生产使用的模型目前主要有石墨模、树脂结合的石英砂砂模和水玻璃结合的石英砂砂模3种。石墨模价格昂贵加工难度大；树脂结合的石英砂模具有在常温下自硬特性，易于制作整体砂模，产品外观尺寸精度高，但是该砂型技术含量高，成本高于水玻璃；水玻璃结合的石英砂砂模技术含量低容易制造、成本低，但其缺点是砂模的尺寸精度差，造成产品加工余量大，外观质量差。

目前，国内熔铸耐火材料生产企业普遍采用水玻璃结合的石英砂砂型，这也是造成我国熔铸耐火材料制品长期以来外观质量明显低于国外产品、市场竞争力明显低于国外产品的重要因素之一。另外，水玻璃砂含有大量溶剂物质，难以被再生利用，砂型为一次性使用，每年要产生大量工业垃圾，造成资源浪费和环境污染。

真空负压成型工艺是一种不用粘结剂、水和其它添加剂，仅用干砂、塑料薄膜密封、抽负压进行造型的技术，具备铸件尺寸精确、轮廓清晰、节能环保等方面的优点，而且该工艺被国内外铸造界誉为“二十一世纪的铸造技术”和“铸造工业的绿色革命”。然而铸铁等金属材料的铸造技术和熔铸耐火材料技术，由于材料组成、温度等方面存在显著差异，因而将真空负压成型工艺运用于熔铸耐火材料行业仍有诸多问题亟待解决。

发明专利CN101143460 B公开了一种利用负压空型生产熔铸耐火材料的方法。公开号为CN101823122A的专利申请文件公开了一种熔铸耐火材料制品的负压造型工艺。但是上述熔铸耐火制品工艺过程中存在着流程工艺复杂、易塌箱、效率低、制品容易开裂等方面的缺陷。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种生产熔铸耐火材料制品用新型砂型工艺，本发明的新型砂型工艺很好的解决了负压成型工艺应用于熔铸耐火材工艺中所存在的易塌箱、制品容易开裂的技术难题。

本发明的工艺采用树脂砂型与负压成型工艺中抽真空环节相结合，既发挥树脂砂型常温自硬、高效简便、高温性能优异等方面的特性，又充分利用负压成型在制品浇铸过程中的环保节能、制品外观质量优异等方面的优点。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

    一种生产熔铸耐火材料制品用新型砂型工艺，其特征在于所述的复新型砂型工艺包括以下步骤：

   （1）按照制品的外形制作树脂砂型模型，并实现常温硬化；其中所述的树脂砂型模型所用材料包括0.1-5.0wt%的呋喃树脂或者酚醛树脂，以及95-99.9 wt%的石英砂；

   （2）将步骤（1）所得的树脂砂型模型放置到保温箱内，放置冒口，填入保温材料并振实，以确保保温材料紧密接触所述的树脂砂型模型；

   （3）启动真空泵通过所述保温箱上的连接口对所述的保温箱进行抽真空操作，使得保温箱箱内形成负压，所述的保温箱内压力控制在0.01-0.03MPa，即得到所述的新型砂型。

其中，所述的冒口采用耐热金属、树脂结合的砂型板、水玻璃结合的砂型板或者保温发热体制成。

其中，所述的保温发热体，优选是含有2.2-3.5 wt%的硅纤维、72-85wt%的石英砂、2.5-5.0wt%的铝粉、2.5-6.0wt%的三氧化二铁、1.2-2.5的二氧化锰、0.8-1.5wt%的呋喃树脂和0.6-1.5wt%的酚醛树脂。

其中，所述的保温材料为石英砂、氧化铝空心球或者二者的混合物。

其中，所述的保温材料为0.5wt%的二甲基硅油、0.8wt%的丙烯酸改性松香和余量的石英砂。

其中，所述的保温材料为0.5wt%的二甲基硅油、0.8wt%的丙烯酸改性松香和余量的氧化铝空心球。

其中，所述的树脂砂型模型所用材料由2.3wt%的呋喃树脂、0.7wt%的二甲基硅油、0.9wt%的丙烯酸改性松香和余量的石英砂组成。

其中，所述的树脂砂型模型所用材料由1.8 wt%的酚醛树脂、0.8wt%的二甲基硅油、0.9wt%的丙烯酸改性松香和余量的石英砂组成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

①        制品模型制作工序简单且常温自硬，制作难度较低，相关的设备投入较低；

②        本发明的抽真空可以在较低的压力下就能满足生产的需要，同时浇铸保压的时间也大大缩短，从而有利于节约能源，另外冒口材质选择上选用保温发热体可节能在30%以上；

③        保温材料的选择更为灵活，型砂指标要求低，易于得到；保温材质透气性好、保温性能好；

④        本发明的工艺制备的新型砂型消除了树脂砂型在高温状态下由于气体排除不畅而导致对制品砖材表面渗碳、气孔、颜色不均匀等质量方面的不利影响，真空压力的作用使得树脂砂型板在熔体浇铸过程及退火过程中能保持一定的强度，提高了制品的平整度。

附图说明

图1 ：本发明一个具体实施例所述的新型砂型的结构剖面图；

    图中各附图标记所表示的含义分别为：1-托盘、2-连接口、3-保温箱、4-树脂砂型模型、5-保温材料、6-冒口、7-保温罩。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1 ：

本实施例示例性地阐述生产熔铸锆刚玉制品250×400×1200mm的复合砂型。参照附图1所示，所述新型通过以下步骤制备：

冒口8采用保温发热体制作型板（含有2.2-3.5 wt%的硅纤维、72-85wt%的石英砂、2.5-5.0wt%的铝粉、2.5-6.0wt%的三氧化二铁、1.2-2.5的二氧化锰、0.8-1.5wt%的呋喃树脂和0.6-1.5wt%的酚醛树脂），根据工艺设定的图纸形状，将400 （高）×400×40mm（厚）（2块）及400 （高）×250×40 mm（厚）（2块）保温发热体板，采用直径2mm的钢丝紧固拼装在一起。

根据制品形状采用3wt%呋喃树脂和97wt%石英砂（粒度在40目、二氧化硅含量在80%的石英砂）制作树脂结合砂型模型4（外观形状为252×404×1200mm），并实现常温硬化；

将保温箱3放置在托盘1上，然后将树脂砂型模型4置于保温箱3内，放置冒口6，再放置保温罩7，并将保温材料5（粒度在40目、二氧化硅含量在80%的石英砂）填入保温箱3内，进行振实操作，以确保保温材料5能够紧密接触树脂结合砂型模型4；

启动真空泵通过连接口2对保温箱3进行抽真空操作，使得保温箱3箱内形成负压，压力控制在0.03Mpa，完成本实施例所述的新型砂型工艺。

实施例2：

    本实施例示例性地阐述生产熔铸锆刚玉制品250×400×1200mm的复合砂型，参照附图1所示，所述复合砂型通过以下步骤制备：

 冒口8采用树脂砂型冒口8（呋喃树脂3wt%，石英砂97wt%），根据工艺设定的图纸形状，将采用树脂砂型制作的冒口8内部形状为600（高）×400×250mm，冒口8四周壁厚为30mm。

根据制品形状采用3wt%呋喃树脂和97wt%石英砂（粒度在40目、二氧化硅含量在80%的石英砂）制作树脂结合砂型模型4（外观形状为252×404×1200mm），并实现常温硬化；

将保温箱3放置在托盘1上，然后将树脂砂型模型4置于保温箱3内，放置冒口6，再放置保温罩7，并将保温材料5（粒度在40目、二氧化硅含量在60%的石英砂）填入保温箱3内，进行振实操作，以确保保温材料5能够紧密接触树脂结合砂型模型4；

    启动真空泵通过连接口2对保温箱3进行抽真空操作，使得保温箱3箱内形成负压，压力控制在0.01Mpa，完成本实施例所述的新型砂型工艺。

本发明的具体实施方式仅用于对本发明的技术方案做进一步的阐述和说明，任何人均不能依据实施例限定本发明的范围，凡在本发明的权利要求书要求保护的范围内所做出的等同的变形和改变的实施方式均在本发明所要求保护的范围内。