CN104150924B

CN104150924B - 一种熔模铸造旧型壳回用料保温发热冒口套及其制备方法

Info

Publication number: CN104150924B
Application number: CN201410377968.6A
Authority: CN
Inventors: 谭世明
Original assignee: HANCHUAN SHIJIN TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: HANCHUAN SHIJIN TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2034-07-31
Also published as: CN104150924A

Abstract

本发明涉及一种保温发热冒口套由下法制得：第一步：回收熔模铸造旧型壳粉料：通过分拣，去水，除铁，一次破碎，加工成颗粒料，再经过筛分，二次除铁，获得筛上物和筛下物，对筛上物和筛下物进行分类处理，获取符合制作冒口套用的耐火骨料，第二步，用回收的熔模铸造旧型壳粉料制备保温发热冒口套。本发明可以大大提高金属的利用率，降低生产成本，并且提高铸件质量。试验表明，铸件凝固后，普通砂冒口补缩铸件的能力为6%～10%；保温冒口补缩铸件的能力为16%～20%；而本发明发热保温冒口的铸件补缩能力提高至30%～36%。

Description

一种熔模铸造旧型壳回用料保温发热冒口套及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种保温发热冒口套及其制备方法，利用回收熔模铸造旧型壳料制作保温发热冒口套。其是将回收的熔模铸造旧型壳制成骨料再用于制作保温发热冒口套，解决了熔模铸造废弃壳料直接排放，污染环境，占用土地的弊端。

背景技术

铸件生产过程中，液态金属浇注到铸型后，冷却过程中发生液态收缩，如果这种收缩得不到补偿，凝固后将在铸件内部产生缩孔或缩松等缺陷，这将会影响到铸件的致密性、降低机械性能，以及造成废品。

为了获得健全的铸件，在实际生产中，在铸件最后凝固的部位设置冒口对铸件进行补缩，起到防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。随着铸造技术的发展和对铸件质量要求的不断提高，传统工艺的砂型冒口套、已采用的保温冒口套或发热冒口套由于存在着保温不良或发热不足、以及作用单一等缺点，不能满足铸件的补缩要求，因此，开发新型保温发热冒口套越来越受到铸件工作者的重视。传统的铸钢冒口是砂型的,其导热系数与铸型一样,这就要求冒口尺寸比所需补缩的铸件热节尺寸大得多，而且冒口真正补充给铸件的液体体积为6％～10％,所以冒口本身的消耗也是不容忽视的。研究表明，铸件凝固后，普通砂冒口补缩铸件的能力为6％～10％，保温冒口补缩铸件的能力为16％～20％，而发热保温冒口的铸件补缩能力提高至30％～36％。

保温冒口套是指主要由保温材料制备而成的冒口套，其作用原理是利用低导热系数保温材料的蓄热功能以减少冒口套内金属液的热损失，从而延长冒口套内金属液的凝固时间，提高其对铸件的补缩能力。保温冒口套的主要组成一般包括，保温材料、耐火骨料、粘结剂以及一些附加材料等。组成材料的选用应遵循来源广、无毒无害、不污染环境、不影响造型材料的回收等原则。

现在市面上冒口的耐火材料多数是石英砂，加上少量的漂珠，总体是冒口偏大，偏重，也增加了用户的成本。而且石英砂的保温性能不如莫来石好，堆积密度大于废弃型壳料一倍以上。就是说即使其他情况不变，使用莫来石代替石英砂冒口，起码节约用户一半成本。漂珠，其密度很小，内部空心，保温隔热性最好。但是收得率很小，特别是粉煤灰综合利用后，难以单独收集，火山灰也可以，但是我国也难以收集。

一般铸钢件冒口内液态金属重量几乎等于铸件本身重量。冒口使用后就废弃，然后冒口里面的金属还要切割掉。才能得到零件的大致形状，经过抛丸，打磨，探伤，补焊，热处理等工艺，得到符合要求的铸件。由于每吨铸钢件熔炼过程中需要700度左右的电，意味着一半钢水浪费或者反复熔炼，而且很多金属包括合金会被烧损。所以，减小冒口尺寸，通过提高保温冒口的性能，可以有效节约电费和金属烧损。减少用电量也就意味着减少二氧化碳的排放，节能环保。

据有关资料介绍，熔模铸造废弃壳料全国每年大约1500万吨到2000万吨。目前，对于这些旧型壳的处理，绝大多数企业采取直接排放，丢弃或者填埋，造成污染环境，占用土地。熔模铸造旧型壳粉料中主要的莫来石，氧化铝的价值远远大于石英砂，所以制造商一般不用莫来石制造冒口，几乎都是以石英砂为主制造冒口。我们考虑使用废弃壳料制造冒口，用户可以得到以下实惠：冒口密度小，降低采购成本，保温效果好，减小冒口尺寸，节约钢水，也就是节约电费和合金烧损，冒口废弃后作为回收再生砂，可以有效改善石英砂性能，减小酸性气氛。我们回收成本就是运费和处理成本，达到制造冒口要求的粒度，每吨成本不过350元。制造成保温发热冒口，成本不过800元，市场销售价2500元每吨。

鉴于以上背景，我们研发出利用回收利用熔模铸造旧型壳料来制作冒口。

发明内容

本发明的目的是利用回收熔模铸造旧型壳料制备保温发热冒口套。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：

一种熔模铸造旧型壳回用料保温发热冒口套及其制备方法，包括以下步骤：

第一步：回收熔模铸造旧型壳粉料：通过分拣，去水，除铁，一次破碎，加工成颗粒料，再经过筛分，二次除铁，获得筛上物和筛下物，对筛上物和筛下物进行分类处理，获取符合制作冒口套用的耐火骨料，采用的步骤是：

1、分拣

将回收的旧型壳进行分拣，去除杂质。

熔模铸造企业在制壳(铸型)过程中，通常要挂四到五次浆液与粉料，才能完成制壳。基本的工艺过程为：蜡模－喷涂硅溶胶－挂氧化锆(或氧化铝)－烘干(以上为每一层)－沾浆液－挂锆英砂(或氧化铝)－烘干(以上为第二层)－沾浆液－挂莫来石细颗粒－烘干(以上为第三层)－沾浆液－挂莫来石粗颗粒－烘干(以上为第四层－挂浆液封浆－烘干－蒸气脱蜡)。可按上述第一层和第二层使用的是氧化锆还是氧化铝进行分拣，分拣可采用人工分拣；

2、去水

对经过分类的旧型壳进行去水处理，将经过分类的旧型壳进炉烘干，温度控制在150℃以内，除去自然水分；或者将经过分类的旧型壳自然晾晒，含水量控制在4％以内即可满足使用要求。

3、除铁，一次破碎，加工成颗粒料

将经过去水处理的旧型壳进行除铁、一次破碎处理，使经过去水处理的旧型壳通过运输皮带上的磁辊除铁，再送入破碎机破碎，加工成颗粒料；

4、破碎、加工成的颗粒料后送入直线振动筛筛分，同时进行二次磁选除铁；通过筛分和二次磁选除铁后，得到筛上物一和筛下物；筛上物目数小于30目，筛下物目数为30-80目；

5、耐火度检测；对所获的颗粒料进行耐火度检测；

6、分类处理

对筛上物和筛下物进行分类处理，获取符合下述目数和耐火度要求的颗粒料作为制造保温发热冒口套的耐火骨料：

用于制备铸钢件所用保温发热冒口套的颗粒料，其耐火度要求大于1500℃，目数为30目—80目；

用于制备铸铁件所用保温发热冒口套的颗粒料，其耐火度应大于1300℃，目数为30-80目；

用于制备铸铝件所用保温发热冒口套的颗粒料，其耐火度应大于800℃，目数为16-30目。

第二步，用回收的熔模铸造旧型壳粉料制备保温发热冒口套

方法一：将第一步得到的耐火骨料、珍珠岩、硅砂粉、耐火粘土、酚醛树脂、铝热剂、水加入到混料机中充分混合均匀，得到混制好的湿料，然后把湿料填充到模具中，边填充湿料边预紧实，然后压制成型、脱模烘干得到保温发热冒口套。耐火骨料、珍珠岩、硅砂粉、耐火粘土、酚醛树脂、水的比例为：60-80:10-20:10-20：5-10:5-10:10-20。混料机混合时间：5-8分钟。烘干温度200-300℃，烘干时间2-3小时。

方法二：将耐火骨料、珍珠岩、废旧泡沫、水玻璃、铝热剂、水分别以70：20：12.5：25：8.5：2的比例加入到混料机可混合均匀，将混制均匀的物料填充到模具中，添插通气孔，通入二氧化碳进行硬化，脱模后再在自然状态或阳光下进一步脱水晾干，以清除冒品里的水分，保证冒水分不超过1％，得到合格的产品。

3.不同材质的冒口套相关技术性能的比较

常见几种类型保温冒口套的性能指标及应用特点

本发明可以大大提高金属的利用率，降低生产成本，并且提高铸件质量。试验表明，铸件凝固后，普通砂冒口补缩铸件的能力为6％～10％；保温冒口补缩铸件的能力为16％～20％；而本发明发热保温冒口的铸件补缩能力提高至30％～36％。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明

实施例1：一种熔模铸造旧型壳回用料制备保温发热冒口套及其方法，包括以下步骤：

第一步：

1、分拣

将回收的旧型壳进行分拣，去除杂质。熔模铸造企业在制壳(铸型)过程中，通常要挂四到五次浆液与粉料，才能完成制壳。基本的工艺过程为：蜡模－喷涂硅溶胶－挂氧化锆(或氧化铝)－烘干(以上为每一层)－沾浆液－挂锆英砂(或氧化铝)－烘干(以上为第二层)－沾浆液－挂莫来石细颗粒－烘干(以上为第三层)－沾浆液－挂莫来石粗颗粒－烘干(以上为第四层－挂浆液封浆－烘干－蒸气脱蜡)。按上述第一层和第二层使用的是氧化锆还是氧化铝进行分拣，分拣采用人工分拣。

2、去水

3、除铁，一次破碎，加工成颗粒料

4、破碎、加工成的颗粒料后送入直线振动筛筛分，同时进行二次磁选除铁；通过筛分和二次磁选除铁后，得到筛上物一和筛下物；筛上物目数16-30目(不含30目)，筛下物目数为30-80目；

第二步，用回收的熔模铸造旧型壳粉料制备保温发热冒口套

取目数为16-30目60Kg回收熔模铸造旧型壳颗粒料、10Kg珍珠岩、10Kg硅砂粉、5Kg耐火粘土、5Kg酚醛树脂:10、铝热剂5Kg、水加入到混料机中，充分混合均匀，混料机混合时间：5-8分钟。得到混制好的湿料，然后把湿料填充到模具中，边填充湿料边预紧实，然后压制成型、脱模烘干，烘干温度200-300℃，烘干时间2-3小时，即得到铸铝件所用保温发热冒口套。

制备好的铸铝件保温发热冒口套主要性能指标为：

1、密度：0.60g/cm³；2、耐火度：≥800℃；3、热导率：0.25kcal/(m·h·℃)；4、抗折强度：1.5MPa；5、清砂性及环境污染，冒口套自动脱落，无污染；6、工艺出品率75％；。

实施例2：

同实施例1，不同时的是：第二步：80Kg回收的熔模铸造旧型壳颗粒料、20Kg珍珠岩、20Kg硅砂粉、10Kg耐火粘土、10Kg酚醛树脂:20Kg水。

制备好的铸铝件保温发热冒口套主要性能指标为：

1、密度：0.80g/cm³；2、耐火度：≥800℃；3、热导率：0.20kcal/(m·h·℃)；4、抗折强度：2.5MPa；6、工艺出品率70％。

实施例3：

同实施例1，不同的是：第二步：将耐火骨料、珍珠岩、废旧泡沫、水玻璃、铝热剂(铝和氧化铁重量比例为1:2.95的混合物)、水分别以75kg：22.5kg：8.5kg：24.5kg：8.5kg：2kg的比例加入到混料机可混合均匀，将混制均匀的物料填充到模具中，添插通气孔，通入二氧化碳进行硬化，脱模后再在自然状态或阳光下进一步脱水晾干。

制备好的铸钢件保温发热冒口套主要性能指标为：

1、密度：0.7g/cm³；2、耐火度：≥1500℃；3、热导率：0.23kcal/(m·h·℃)；4、抗折强度：2.0MPa；5、工艺出品率73％。

实施例4：

同实施例1，不同的是：取目数为30-80目的回收熔模铸造旧型壳颗粒料。

制备好的铸铁件保温发热冒口套主要性能指标为：1、密度：0.7g/cm³；2、耐火度：≥1300℃、3、热导率：0.23kcal/(m·h·℃)；4、抗折强度：2.0MPa；5、工艺出品率73％。

实施例5：

同实施例1，不同的是：取目数为30-180目的回收熔模铸造旧型壳颗粒料。

制备好的铸钢件保温发热冒口套主要性能指标为：

1、密度：0.80g/cm³2、耐火度：≥1500℃、3、热导率：0.24kcal/(m·h·℃)；4、抗折强度：2.2MPa；5、工艺出品率71％。

实施例6：

同实施例2，不同的是：取目数为30-80目的回收熔模铸造旧型壳颗粒料。

制备好的铸钢件保温发热冒口套主要性能指标为：

1、密度：0.80g/cm³；2、耐火度：≥1500℃；3、热导率：0.20kcal/(m·h·℃)；4、抗折强度：2.5MPa；6、工艺出品率70％。

实施例7：同实施例3，不同的是：取目数为30-80目的回收熔模铸造旧型壳颗粒料。

制备好的铸钢件保温发热冒口套主要性能指标为：

1、密度：0.7g/cm³；2、耐火度：≥1500℃；3、热导率：0.23kcal/(m·h·℃)；4、抗折强度：2.0MPa；6、工艺出品率73％。

Claims

1.一种熔模铸造旧型壳回用料制备保温发热冒口套的方法，包括以下步骤：

第一步：回收熔模铸造旧型壳粉料；

通过分拣、去水、除铁、一次破碎，加工成颗粒料，再经过筛分、二次除铁，获得筛上物和筛下物，对筛上物和筛下物进行分类处理，获取符合制作冒口套用的耐火骨料，采用的步骤是：

1）分拣

将回收的旧型壳进行分拣，去除杂质；

2）去水

对经过分拣后的旧型壳进行去水处理，将旧型壳进炉烘干，温度控制在150℃以内，除去自然水分,或者将旧型壳自然晾晒，含水量控制在4%以内；

3）除铁，一次破碎，加工成颗粒料

4）筛分、二次除铁

将颗粒料送入直线振动筛筛分，同时进行二次磁选除铁；通过筛分和二次磁选除铁后，得到筛上物一和筛下物；筛上物目数大于30目，筛下物目数为30-80目；

5）耐火度检测；对所获的颗粒料进行耐火度检测；

6）分类处理

用于制备铸铝件所用保温发热冒口套的颗粒料，其耐火度应大于800℃，目数为16-30目；

第二步，用回收的熔模铸造旧型壳颗粒料制备保温发热冒口套。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第二步用回收的熔模铸造旧型壳颗粒料制备保温发热冒口套是指：将第一步得到的耐火骨料，加入珍珠岩、硅砂粉、耐火粘土、铝热剂、酚醛树脂和水到混料机中充分混合均匀，得到混制好的湿料，然后把湿料填充到模具中，边填充湿料边预紧实，然后压制成型、脱模烘干得到保温发热冒口套，耐火骨料、珍珠岩、硅砂粉、耐火粘土、酚醛树脂和水的比例为：60-80:10-20:10-20：5-10:5-10:10-20；混料机混合时间：5-8分钟；烘干温度200-300℃，烘干时间2-3小时。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第二步用回收的熔模铸造旧型壳颗粒料制备保温发热冒口套是指：将耐火骨料、珍珠岩、废旧泡沫、水玻璃、铝热剂和水分别以60-75:20-25：10-15：25-30:5-10:1-2的比例加入到混料机混合均匀，将混制均匀的物料填充到模具中，添插通气孔，通入二氧化碳进行硬化，脱模后再在自然状态或阳光下进一步脱水晾干，以清除冒口里的水分，保证冒口的水分不超过1%，得到保温发热冒口套。

4.按权利要求1或2或3所述方法制作得到保温发热冒口套。