CN103360095B - 生产熔铸耐火材料产品的真空实型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产熔铸耐火材料产品的真空实型工艺，首先按照制品尺寸，用易熔材料制作型模；并在型模表面涂覆涂料，烘干后放入真空保温箱内，在型模和真空保温箱内层之间填充保温材料，振动紧实，在保温箱上口覆盖密封塑料薄膜；将保温箱抽真空，使保温箱内形成负压；将熔化好的耐火材料溶液通过冒口浇注到型模上，型模气化，耐火材料溶液充满空腔中；冷却后即得成品。本发明的优点在于利用高分子易熔材料制作型模，并在型模外涂覆涂层再浇注，由于高分子易熔型模的气化，使耐火材料溶液占据型模空间，冷却后形成熔铸耐火材料产品。本工艺特别适合熔铸外形复杂的熔铸耐火材料产品，成型后的产品尺寸精确、表面光洁度高，产品合格率高。

Description

生产熔铸耐火材料产品的真空实型工艺

技术领域

本发明涉及熔铸耐火材料技术领域，尤其是涉及一种生产熔铸耐火材料产品的真空实型工艺。

背景技术

熔铸耐火材料是玻璃窑炉重要的内衬材料，与烧结材料相比，具有纯度高、致密度大的特点，在高温条件下具有较强的抗侵蚀性，可使玻璃窑炉的使用寿命大大延长，使玻璃窑炉的节能降耗能力大大提高，而且对玻璃不会造成严重的污染，显著降低了玻璃的生产成本。尤其随着光伏玻璃市场份额的不断增大和玻璃窑炉纯氧燃烧技术的不断推广，玻璃行业市场和相关技术随之不断发展，熔铸耐火材料将以优良的性能得到更为广泛的应用。

目前，熔铸耐火材料产品有三种生产工艺：水玻璃砂工艺（约占90%）、树脂砂工艺（约占9%）及负压（空腔）工艺（约占1%）。其中水玻璃砂工艺技术含量低，容易制作，成本低，缺点是产品精度差，缺陷多，成品率低，同时工业垃圾排风量大（生产1吨产品，排放工业垃圾多达0.4-1.2吨，年平均在0.4-0.7吨）；树脂砂工艺具有自硬、易于制作整体模、外观精度高的特点，但是生产成本很高，虽然树脂砂可以重复使用，但是在生产和回收过程中会产生有毒、有害气体，严重危害操作工人的身体健康；负压（空腔）工艺在熔铸耐火材料中的应用还处于起步阶段，虽然产品外观精度高、质量好，节能减排，适合生产实芯、外形为平面的简单件，对于结构复杂的产品则根本无法生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能环保的生产熔铸耐火材料产品的真空实型工艺，该工艺生产效率高、成本低，几何尺寸精确，表面光洁度高，成品率高且稳，节能减排，特别适合生产单件或结构复杂的产品。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的生产熔铸耐火材料产品的真空实型工艺，它包括下述步骤：

第一步，按照制品的形状和尺寸，采用易熔材料制作带有冒口的型模；

第二步，在型模的表面涂覆涂料，并烘干；

第三步，将涂覆有涂料层的型模放入真空保温箱内，并在型模和真空保温箱内层之间的空间内填充保温材料，振动紧实，然后在保温箱上口覆盖密封塑料薄膜并堆压保温材料层；

第四步，将保温箱抽气管与外部抽真空装置相连接，启动真空泵，使保温箱内形成负压；

第五步，将熔化好的耐火材料溶液通过冒口浇注到型模上，型模气化，耐火材料溶液充满涂料层包覆的空腔中；经自然冷却即可得到成品。

如果熔铸体积较小的耐火材料产品，上述第五步可以替换为：先将涂料层内的型模明火预燃，形成空腔，然后将熔化好的耐火材料溶液通过冒口浇注到涂料层内的空腔中，耐火材料溶液充满涂料层包覆的空腔；经自然冷却即可得到成品。

如果熔铸体积较小且结构较为复杂的耐火材料产品时，上述第三步和第五步可替换为：

第三步，将涂覆有涂料层的型模进行焙烧，将涂料层内的型模气化形成空腔，然后将涂料层壳体放入真空保温箱内，并在涂料层壳体和真空保温箱内层之间的空间内填充保温材料，振动紧实，然后在保温箱上口覆盖密封塑料薄膜并堆压保温材料层；

第五步，将熔化好的耐火材料溶液通过冒口浇注到涂料层壳体内，耐火材料溶液充满涂料层壳体内的空腔中；经自然冷却即可得到成品。

为便于浇注或焙烧时型模气化，制作型模的易熔材料可以使用可发性聚苯乙烯（EPS）、可发性聚甲基丙烯酸甲酯（EPMMA）或共聚树脂（STMMA）。

为提高熔铸耐火材料产品的合格率，保证熔铸耐火材料产品的表面光洁度，涂覆在型模表面的涂料可由下述原料配制而成（以100kg骨料计）：

骨料：320目的白刚玉粉40 kg，

320目的锆英砂粉50 kg；

320目的玄武岩粉10 kg；

载体：水55 kg；

粘结剂：高粘度羧甲基纤维素钠 2.4 kg，

含硅量30%的硅溶胶5.6 kg；

悬浮剂：锂基膨润土3.2 kg，

聚乙烯醇缩丁醛1.2kg；

添加剂：表面活性剂0.6 kg，

硅藻土2 kg，

滑石粉1 kg。

使用时，将其搅拌混合均匀涂刷在型模表面即可。

所述填充在型模和真空保温箱内层之间的保温材料为粒度40-100目的石英砂、氧化铝空心球或宝珠砂。

所述涂覆在型模表面的涂料层厚度为0.8-2.5mm。

在整个浇注过程中，所述保温箱内的负压度保持在0.04-0.08MPa。

本发明的优点在于利用高分子易熔材料制作成与产品尺寸和形状相同的型模，在型模外涂覆涂层，然后将熔化好的耐火材料溶液通过冒口进行浇注，由于高分子易熔型模的气化，使耐火材料溶液占据型模的位置空间，冷却后形成熔铸耐火材料产品。本工艺特别适合熔铸外形复杂的熔铸耐火材料产品，成型后的产品尺寸精确、表面光洁度高，产品合格率高。与负压空型熔铸工艺相比，该工艺不用烤膜、吸膜、起模和合箱等繁琐工序，降低了生产成本，可大量减少工业垃圾，更加节能环保。

附图说明

图1是采用本工艺熔铸螺旋状搅拌棒时型模放入保温箱中的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的生产熔铸耐火材料产品的真空实型工艺，它包括下述步骤：

第一步，按照制品的形状和尺寸，采用易熔材料制作带有冒口的型模1，为便于浇注或焙烧时型模1能完全气化，制作型模1的易熔材料可以使用可发性聚苯乙烯（EPS）、可发性聚甲基丙烯酸甲酯（EPMMA）或共聚树脂（STMMA）；

第二步，在型模1的表面涂覆涂料（如果是空心结构的制品，型模的内外表面均需涂覆涂料），并烘干；正常情况下，涂覆在型模1外表面的涂料层2的厚度为0.8-1.5mm，既能保证涂料层2的强度，又可减少生产过程中产生的工业垃圾；

第三步，将涂覆有涂料层2的型模1放入真空保温箱3内，并在型模1和真空保温箱3内层之间的空间内填充保温材料4，振动紧实，然后在保温箱上口覆盖密封塑料薄膜5并堆压10-20mm厚的保温材料层6（将冒口露出），以防止浇铸时溢出的高温溶液烫坏密封用塑料薄膜5泄压；正常情况下，填充在型模1和真空保温箱3内层之间的保温材料4可以用粒度40-100目的石英砂、氧化铝空心球或宝珠砂即可；

第四步，浇铸前3-5分钟将保温箱抽气管与外部抽真空装置的真空管道相连接，启动真空泵，使保温箱3内形成负压，负压度在0.04-0.08MPa即可，并在整个浇铸过程中，保温箱3内的负压度始终要保持在0.04-0.08MPa；

第五步，将熔化好的耐火材料溶液（温度约1850~1930℃）浇铸到型模1上，型模1气化，耐火材料溶液充满涂料层2包覆的空腔中；关闭真空泵，经自然冷却7-15天即可得到成品。

由于熔铸的工件体积越小，型模越不易完全气化，容易使浇铸产品的外表出现残面，造成废品，所以，为保证熔铸耐火材料产品的质量，当熔铸体积较小的耐火材料产品时，上述第五步可以替换为：先将涂料层2内的型模1进行明火预燃，使涂料层2形成空腔，然后将熔化好的耐火材料溶液直接浇注到涂料层2内的空腔中，耐火材料溶液充满涂料层2包覆的空腔；经自然冷却即可得到成品。

如果熔铸体积较小且结构较为复杂的耐火材料产品（如图1中所示的螺旋状搅拌棒）时，本发明的生产熔铸耐火材料产品真空实型工艺，包括下述步骤：

第一步，按照制品的形状和尺寸，采用易熔材料制作带有冒口的型模1，为便于浇注或焙烧时型模1能完全气化，制作型模1的易熔材料可以使用可发性聚苯乙烯（EPS）、可发性聚甲基丙烯酸甲酯（EPMMA）或共聚树脂（STMMA）；

第二步，在型模1的表面涂覆涂料（如果是空心结构的制品，型模的内外表面均需涂覆涂料），并烘干；正常情况下，涂覆在型模1外表面的涂料层2的厚度为1.5-2.5mm，既能保证涂料层2的强度，又可减少生产过程中产生的工业垃圾；

第三步，将涂覆有涂料层2的型模1进行焙烧，将涂料层2内的型模1完全气化形成空腔，然后再将涂料层2的壳体放入真空保温箱3内，并在涂料层壳体和真空保温箱内层之间的空间内填充保温材料4，振动紧实，然后在保温箱上口覆盖密封塑料薄膜5并堆压10-20mm厚的保温材料层6（将冒口露出），以防止浇铸时溢出的高温溶液烫坏密封用塑料薄膜泄压；正常情况下，填充在型模1和真空保温箱3内层之间的保温材料4可以用粒度40-100目的石英砂、氧化铝空心球或宝珠砂即可；

第四步，浇铸前3-5分钟将保温箱排气管与外部抽真空装置的真空管道相连接，启动真空泵，使保温箱3内形成负压，负压度在0.04-0.08MPa即可；并在整个浇铸过程中，保温箱3内的负压度始终要保持在0.04-0.08MPa；

第五步，将熔化好的耐火材料溶液（温度约1850~1930℃）浇铸到涂料层2壳体内，耐火材料溶液充满涂料层壳体内的空腔中；关闭真空泵，经自然冷却即可得到成品。

为提高熔铸耐火材料产品的合格率，保证熔铸耐火材料产品的表面光洁度，涂覆在型模外周面的涂料可由下述原料配制而成（以100kg骨料计）：

骨料：320目的白刚玉粉40 kg，

320目的锆英砂粉50 kg；

320目的玄武岩粉（俗称黑土，产自印度尼西亚）10 kg；

将以上三种骨料均匀混合。

载体：水55 kg；

粘结剂：高粘度羧甲基纤维素钠 2.4 kg，

含硅量30%的硅溶胶5.6 kg；

悬浮剂：锂基膨润土3.2 kg，

聚乙烯醇缩丁醛1.2kg；

添加剂：表面活性剂0.6 kg，

硅藻土2 kg，

滑石粉1 kg。

使用时，将上述物料搅拌混合均匀直接涂刷在型模的表面即可。

Claims (7)

1.一种生产熔铸耐火材料产品的真空实型工艺，其特征在于：它包括下述步骤：

第一步，按照制品的形状和尺寸，采用易熔材料制作带有冒口的型模；

第二步，在型模的表面涂覆涂料，并烘干；

第三步，将涂覆有涂料层的型模放入真空保温箱内，并在型模和真空保温箱内层之间的空间内填充保温材料，振动紧实，然后在保温箱上口覆盖密封塑料薄膜并堆压保温材料层；

第四步，将保温箱抽气管与外部抽真空装置相连接，启动真空泵，使保温箱内形成负压；

第五步，将熔化好的耐火材料溶液通过冒口浇注到型模上，型模气化，耐火材料溶液充满涂料层包覆的空腔中；经自然冷却即可得到成品；

所述涂覆在型模表面的涂料配方为：以100kg骨料计

骨料： 320目的白刚玉粉40 kg，

320目的锆英砂粉50 kg；

320目的玄武岩粉10 kg；

载体： 水55 kg；

粘结剂：高粘度羧甲基纤维素钠 2.4 kg，

含硅量30%的硅溶胶5.6 kg；

悬浮剂：锂基膨润土3.2 kg，

聚乙烯醇缩丁醛1.2kg；

添加剂：表面活性剂0.6 kg，

硅藻土2 kg，

滑石粉1 kg。

2.根据权利要求1所述的生产熔铸耐火材料产品的真空实型工艺，其特征在于：所述第五步可以替换为：先将涂料层内的型模明火预燃，形成空腔，然后将熔化好的耐火材料溶液通过冒口浇注到涂料层内的空腔中，耐火材料溶液充满涂料层包覆的空腔；经自然冷却即可得到成品。

3.根据权利要求1所述的生产熔铸耐火材料产品的真空实型工艺，其特征在于：所述第三步和第五步可替换为：

第三步，将涂覆有涂料层的型模进行焙烧，将涂料层内的型模气化形成空腔，然后将涂料层壳体放入真空保温箱内，并在涂料层壳体和真空保温箱内层之间的空间内填充保温材料，振动紧实，然后在保温箱上口覆盖密封膜并堆压保温材料层；

第五步，将熔化好的耐火材料溶液通过冒口浇注到涂料层壳体内，耐火材料溶液充满涂料层壳体内的空腔中；经自然冷却即可得到成品。

4.根据权利要求1、2或3所述的生产熔铸耐火材料产品的真空实型工艺，其特征在于：所述制作型模的易熔材料为可发性聚苯乙烯、可发性聚甲基丙烯酸甲酯或共聚树脂。

5.根据权利要求1、2或3所述的生产熔铸耐火材料产品的真空实型工艺，其特征在于：所述填充在型模和真空保温箱内层之间的保温材料为粒度40-100目的石英砂、氧化铝空心球或宝珠砂。

6.根据权利要求1、2或3所述的生产熔铸耐火材料产品的真空实型工艺，其特征在于：所述涂覆在型模表面的涂料层厚度为0.8-2.5mm。

7.根据权利要求1、2或3所述的生产熔铸耐火材料产品的真空实型工艺，其特征在于：所述保温箱内的负压度保持在0.04-0.08MPa。