一种铸钢用高耐火型砂及其制备方法.pdf

本发明公开了一种铸钢用高耐火型砂及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：宝珠砂50-80、高铝水泥10-15、污泥干粉17-23、凝灰岩20-30、地开石15-25、天然锰砂16-22、珍珠陶土8-12、石棉粉10-15、三聚磷酸二氢铝5-10、改性膨润土10-15、明矾粉4-8、羧甲基纤维素3-6、玉米糖浆2.5-4.5、氧化铍4.5-6.5、桐油3-5、偏硅酸钠4-6、聚乙二醇2-4、水适量。与传统型砂相比较，本发明型砂不仅具有优异的耐火性能，在高温状态下仍能保持较高的强度和较低的热膨胀系数，不易发生膨胀、破碎现象，还具有优良的可塑性、透气性和溃散性，能显著提高铸件表面质量，提高铸件成品率。

1.  一种铸钢用高耐火型砂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：宝珠砂50-80、高铝水泥10-15、污泥干粉17-23、凝灰岩20-30、地开石15-25、天然锰砂16-22、珍珠陶土8-12、石棉粉10-15、三聚磷酸二氢铝5-10、改性膨润土10-15、明矾粉4-8、羧甲基纤维素3-6、玉米糖浆2.5-4.5、氧化铍4.5-6.5、桐油3-5、偏硅酸钠4-6、聚乙二醇2-4、水适量；
所述改性膨润土的制备方法如下:将膨润土加水打浆制成固含量为35-45%的浆液，然后加入相当于浆液重量重量8-12%的三聚磷酸钠、3-6%的尿素、5-10%的木质素磺酸钙、2-5%的柠檬酸、10-15%的四硼酸钙、5-10%的氢氧化铝、8-12%的聚硅硫酸铁、4-8%的钨酸钠，升温至70-80℃，4000-5000rpm高速研磨15-20min，然后再加入相当于浆液重量2-3%的乳化剂OP-10、5-10%的聚乙烯吡咯烷酮、4-6%的羧甲基淀粉钠，搅拌均匀，升温至80-90℃，再加入相当于浆液重量40-50%的乙酸乙烯酯、10-15%的甲基丙烯酸、20-30%的丙烯酸丁酯、1-2%的过硫酸铵，搅拌反应0.5-1h，过滤，烘干即可。

2.    根据权利要求1所述的铸钢用高耐火型砂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将宝珠砂、污泥干粉、天然锰砂、改性膨润土、明矾粉、羧甲基纤维素、氧化铍干混15-25s，然后加占混合物重量1.5-2.5%的水湿混3-4min，得浆料A；
（2）将凝灰岩和地开石混合均匀，粉碎，过100-150目筛后加入高铝水泥、珍珠陶土、石棉粉、三聚磷酸二氢铝、偏硅酸钠、聚乙二醇，干混10-15s，占混合物重量1-2%的水湿混1-3min，得浆料B；
（3）将浆料A和浆料B一起放入混砂机中，再加入玉米糖浆、桐油，混合0.5-1h即可。

一种铸钢用高耐火型砂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种铸钢用高耐火型砂及其制备方法，属于型砂技术领域。
背景技术
型砂是铸造中用来造型的材料。型砂一般由铸造用原砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成。型砂在铸造生产中的作用极为重要，因型砂的质量不好而造成的铸件废品约占铸件总废品的30-50%。通常对型砂的要求是：①具有较高的强度和热稳定性，以承受各种外力和高温的作用；②良好的流动性，即型砂在外力或本身重力作用下砂粒间相互移动的能力；③一定的可塑性，即型砂在外力作用下变形，当外力去除后能保持所给予的形状的能力；④较好的透气性，即型砂孔隙透过气体的能力；⑤高的溃散性，又称出砂性，即在铸件凝固后型砂是否容易破坏，是否容易从铸件上清除的性能。随着铸造技术的不断发展，对型砂的耐火性能要求愈来愈高，而现有市场上的型砂却无法满足上述要求，在高温状态下，型砂容易发生膨胀、破碎现象，铸件容易产生粘砂缺陷，从而影响铸件的铸造。因此，急需开发一种铸钢用高耐火型砂，以满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种铸钢用高耐火型砂及其制备方法，提高型砂的耐火性能。
本发明采用的技术方案如下：
一种铸钢用高耐火型砂，由以下重量份的原料制成：宝珠砂50-80、高铝水泥10-15、污泥干粉17-23、凝灰岩20-30、地开石15-25、天然锰砂16-22、珍珠陶土8-12、石棉粉10-15、三聚磷酸二氢铝5-10、改性膨润土10-15、明矾粉4-8、羧甲基纤维素3-6、玉米糖浆2.5-4.5、氧化铍4.5-6.5、桐油3-5、偏硅酸钠4-6、聚乙二醇2-4、水适量；
所述改性膨润土的制备方法如下:将膨润土加水打浆制成固含量为35-45%的浆液，然后加入相当于浆液重量重量8-12%的三聚磷酸钠、3-6%的尿素、5-10%的木质素磺酸钙、2-5%的柠檬酸、10-15%的四硼酸钙、5-10%的氢氧化铝、8-12%的聚硅硫酸铁、4-8%的钨酸钠，升温至70-80℃，4000-5000rpm高速研磨15-20min，然后再加入相当于浆液重量2-3%的乳化剂OP-10、5-10%的聚乙烯吡咯烷酮、4-6%的羧甲基淀粉钠，搅拌均匀，升温至80-90℃，再加入相当于浆液重量40-50%的乙酸乙烯酯、10-15%的甲基丙烯酸、20-30%的丙烯酸丁酯、1-2%的过硫酸铵，搅拌反应0.5-1h，过滤，烘干即可。
    本发明的铸钢用高耐火型砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将宝珠砂、污泥干粉、天然锰砂、改性膨润土、明矾粉、羧甲基纤维素、氧化铍干混15-25s，然后加占混合物重量1.5-2.5%的水湿混3-4min，得浆料A；
（2）将凝灰岩和地开石混合均匀，粉碎，过100-150目筛后加入高铝水泥、珍珠陶土、石棉粉、三聚磷酸二氢铝、偏硅酸钠、聚乙二醇，干混10-15s，占混合物重量1-2%的水湿混1-3min，得浆料B；
（3）将浆料A和浆料B一起放入混砂机中，再加入玉米糖浆、桐油，混合0.5-1h即可。
本发明的有益效果：
与传统型砂相比较，本发明型砂不仅具有优异的耐火性能，在高温状态下仍能保持较高的强度和较低的热膨胀系数，型砂不易发生膨胀、破碎现象，铸件不易产生粘砂缺陷，还具有优良的可塑性、透气性和溃散性，能显著提高铸件表面质量，提高铸件成品率。
具体实施方式
一种铸钢用高耐火型砂，由以下重量（kg）的原料制成：宝珠砂65、高铝水泥12、污泥干粉19、凝灰岩25、地开石20、天然锰砂18、珍珠陶土10、石棉粉12、三聚磷酸二氢铝8、改性膨润土12、明矾粉6、羧甲基纤维素4、玉米糖浆3.5、氧化铍5.5、桐油4、偏硅酸钠5、聚乙二醇3、水适量；
所述改性膨润土的制备方法如下:将膨润土加水打浆制成固含量为40%的浆液，然后加入相当于浆液重量重量10%的三聚磷酸钠、4.5%的尿素、8%的木质素磺酸钙、3%的柠檬酸、12%的四硼酸钙、8%的氢氧化铝、10%的聚硅硫酸铁、6%的钨酸钠，升温至75℃，5000rpm高速研磨15min，然后再加入相当于浆液重量2.5%的乳化剂OP-10、7%的聚乙烯吡咯烷酮、5%的羧甲基淀粉钠，搅拌均匀，升温至85℃，再加入相当于浆液重量45%的乙酸乙烯酯、15%的甲基丙烯酸、25%的丙烯酸丁酯、1.5%的过硫酸铵，搅拌反应0.5h，过滤，烘干即可。
    铸钢用高耐火型砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将宝珠砂、污泥干粉、天然锰砂、改性膨润土、明矾粉、羧甲基纤维素、氧化铍干混20s，然后加占混合物重量2%的水湿混3min，得浆料A；
（2）将凝灰岩和地开石混合均匀，粉碎，过150目筛后加入高铝水泥、珍珠陶土、石棉粉、三聚磷酸二氢铝、偏硅酸钠、聚乙二醇，干混10s，占混合物重量1.5%的水湿混2min，得浆料B；
（3）将浆料A和浆料B一起放入混砂机中，再加入玉米糖浆、桐油，混合45min即可。
上述实施例制得的型砂的性能测试如下：
耐火温度:1850℃；
湿压强度（kPa）：61；
24h抗拉强度（MPa）：0.75；
透气性：137；
紧实率（%）：56；
破碎指数（%）：87。