CN105364014A - 铸造用纸质浇道管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铸造用纸质浇道管。所述铸造用纸质浇道管采用下述原料制成，包括：有机纤维、无机纤维、烧结耐火材料、粘结剂、防水防潮剂、增强剂、助滤剂及助熔剂，本发明还公开了一种铸造用纸质浇道管的制造方法。本发明提供的铸造用纸质浇道管及其制造方法是依照纸浆模塑工艺技术制成的铸造用纸质浇道管与一直以来所使用耐火材料陶瓷浇道管部件相比具有重量轻、易于操作、铸件浇铸后废弃物少且易于处理、省工、省时、节能环保、不污染环境、环境保护友好等优点。

Description

铸造用纸质浇道管及其制造方法

技术领域

本发明涉及铸造业领域，尤其涉及一种铸造用纸质浇道管及其制造方法。

背景技术

在当今现有技术中，铸造领域通常广泛使用的浇道管部件是采用陶、瓷等耐火材料所烧制而成。其制造过程为将原材料按一定规格要求制成坯体原料，经混料、陈腐、练泥等工序制成管状生坯，经干燥、煅烧窑炉高温烧制成耐火陶瓷浇道管部件。使用时埋入型砂内成为钢水进入型腔内的通道。其基本功能是保证钢水流动过程中不会造成冲砂、粘砂；钢水冷却后不粘铁、不粘砂。其实质是利用耐火材料的耐火性能将铁水和型砂隔离，以达到上述目的。该技术存在制造过程复杂、能耗高、环境污染大、重量大、易损坏、切割粉尘大、坚硬固体废弃物多，不易除去等缺陷。

根据检索,发现中国发明专利申请200910117239.6公开了一种铸造用纸质浇道管及其制备工艺，该纸质浇道采用废纸纸浆作为纤维，在缺氧状态下碳化后耐火度较低，造成产品整体强度不够；增强剂、防潮剂采用速溶泡花碱、水玻璃或硅基有机硅防水剂，会造成型砂污染。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种铸造用纸质浇道管。

本发明提供的铸造用纸质浇道管采用下述原料制成，包括：采用下述原料制成，包括：有机纤维、无机纤维、烧结耐火材料、粘结剂、防水防潮剂、增强剂、助滤剂及助熔剂；其中，所述有机纤维为废纸或木浆板；所述粘结剂为酚醛树脂、改性淀粉、羧甲基纤维、聚乙稀醇、聚丙烯酰胺的任意一种或任意两种的组合；所述烧结耐火材料为粘土、蒙脱石、膨润土、高铝粉、长石、石英、石墨的任意种组合。

在本发明铸造用纸质浇道管的一种较佳实施例中，所述无机纤维为碳纤维、硅酸铝纤维、岩棉的任意一种或任意种的组合。

在本发明铸造用纸质浇道管的一种较佳实施例中，所述防水防潮剂为硫酸铝、聚乙稀醇、聚丙稀、聚乙稀的任意一种或任意两种的组合。

在本发明铸造用纸质浇道管的一种较佳实施例中，所述增强剂为聚丙烯酰胺、改性淀粉、羧甲基纤维素的任意一种或任意两种的组合。

在本发明铸造用纸质浇道管的一种较佳实施例中，所述助滤剂为滑石粉、聚丙烯酰胺的任意一种或其两种的组合。

在本发明铸造用纸质浇道管的一种较佳实施例中，所述助熔剂为氧化钠、氟铝酸钠的任意一种或其两种的组合。

在本发明铸造用纸质浇道管的一种较佳实施例中，所述铸造用纸质浇道管采用下述重量比原料制成，包括：木浆板3-7、碳纤维1-3、硅酸铝纤维1-3、岩棉1-3、粘土2-4、蒙脱石0-1、膨润土0-1、高铝粉0-1、长石0-1、石英0-1份、石墨0-1份、粘结剂0-3、防水防潮剂0-2、增强剂0-3、助滤剂0-2及助熔剂0-3。

本发明还公开了一种铸造用纸质浇道管的制造方法，包括如下步骤：

提供有机纤维、无机纤维、烧结耐火材料、粘结剂、防水防潮剂、增强剂、助滤剂及助熔剂，将所需物料称重；

将按比例调配好的物料制浆与调浆；

通过成型模具对调浆后的物料机械成型，形成纸质浇道管的湿纸坯体；

对纸质浇道管的湿纸坯体进行烘干；

通过整型模具对烘干后的纸质浇道管热压整型，即成为铸造用纸质浇道管；

自然冷却至室温，检验包装入库。

在本发明铸造用纸质浇道管制造方法的一种较佳实施例中，所述成型模具包括网模、上模与下模组成的背腔、气室和模具支座，所述模具以网模是模具的主体，上模分布小孔较密，孔径为2.5-3.5mm，圆周阵列分布，行间距、列间距均为3.5-5.0mm，下模分布小孔分布较疏，孔径为1.5-2.5mm，圆周阵列分布，行间距、列间距均5.0-6.5mm。

在本发明铸造用纸质浇道管制造方法的一种较佳实施例中，所述整型模具包括上下合模的外模具和管内用的囊式内模具，所述外模具管内表面设有径向和轴向沟槽以利于热压整型时水蒸汽的逸出。

相较于现有技术，本发明提供的铸造用纸质浇道管及其制造方法具有如下有益效果：

1、原材料来源广且充分利用了废旧物料如废旧报纸、书、纸箱等，防潮防水性能良好，经水中浸泡24小时不松胀、变形；径向刚度用手用力捏不扁，整体强度以距离地面1.2m掉到混凝土地上摔不坏，实测常温抗压强度不小于12MPa/cm2;纤维材料采用纸浆和无机纤维结合，无机纤维高温碳化后耐火度大大提高，产品整体强度得到了提升。特别是本发明中使用多种纤维在纸管中起多种材料的骨架作用,其中纸纤维还起粘结作用，能使耐火料粘附在其纤维上。无机纤维在纸质浇道管中还起耐热性的骨架作用，铸造时熔融的钢水不会使其燃烧而能使其维持原有的形状。增加了纸质浇道管的强度。

2、铸造用纸质浇道管的生产实现了资源的再利用、废弃物少、其重量仅为陶瓷浇道管部件的8-10%；铸造用纸质浇道管生产过程免煅烧，节能；不产生任何污染物，使用过程中对铸件无影响，也不产生污染物，是典型的环保可再生利用，废弃后能自然消解的一种绿色环保型创新产品。环境友好；

3、铸造用纸质浇道管在铸造使用过程中由于其重量轻，重量只有陶瓷浇道管部件的1/10左右，减轻了工人的劳动强度；

4、铸造用纸质浇道管切割容易，采用普通刀具即可切割，且切割时粉尘减少；而陶瓷管浇道管部件切割要采用电锯，不易切割且粉尘量大，污染环境；

5、提高了型砂质量，铸造用纸质浇道管为承插式连接形式，连接严密，能有效地避免砂子进入浇道被带入铸件；而陶瓷浇道对接接口缝隙大，砂子容易进入浇道而被带入铸件；

6、陶瓷浇道管部件对砂处理设备磨损量大，使用铸造用纸质浇道管减少了砂对设备的磨损，延长了其使用寿命

7、省工、省时，使用陶瓷浇道管部件、切管一般需要2-3人，使用铸造用纸质浇道管只需1人；

8、陶瓷浇道管部件对型砂灼烧量影响比较大，而使用铸造用纸质浇道管能提高型砂的质量；

本发明使用防水防潮剂目的是防止产品在存放过程中遇水遇潮而产生变质、变形。防水剂、增强剂抛弃传统水玻璃等污染环境的产品，而采用硫酸铝、聚乙稀醇、聚丙稀、聚乙稀的任意一种或任意两种的组合或者聚丙烯酰胺、改性淀粉、羧甲基纤维素的任意一种或任意两种的组合，这些有机物在高温下会燃烧挥发，不会对铸造用型砂造成污染。同时具有价格最低,来源最广,无毒、无害。

同时本发明还增加了助滤剂，便于吸附成型，助熔剂便于填料均化，提高了各种物料均匀分布，有助于提高产品的质量。

本发明粘结剂使用的目的是增强各种物料颗粒之间的粘结。本发明采用酚醛树脂等有机粘结剂作为热固化粘结剂，它们在使用过程中无需加入固化剂。它可以提高铸件的表面粗糙度，使用时产生的可燃气体少，它们具有抑制燃烧的效果，热分解（即碳化后）残碳率较高，铸造浇注时能形成碳化保护膜而使得铸件表面良好。克服了以水玻璃为代表的无机粘结剂使用时需要加入固化剂的弊端.

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的铸造用纸质浇道管采用下述原料制成，包括：采用下述原料制成，包括：有机纤维、无机纤维、烧结耐火材料、粘结剂、防水防潮剂、增强剂、助滤剂及助熔剂。

其中，所述有机纤维为废纸或木浆板。

所述粘结剂为酚醛树脂、改性淀粉、羧甲基纤维、聚乙稀醇、聚丙烯酰胺的任意一种或任意两种的组合。

所述烧结耐火材料为粘土、蒙脱石、膨润土、高铝粉、长石、石英、石墨的任意种组合。

所述无机纤维为碳纤维、硅酸铝纤维、岩棉的任意一种或任意种的组合。

所述防水防潮剂为硫酸铝、聚乙稀醇、聚丙稀、聚乙稀的任意一种或任意两种的组合。

所述增强剂为聚丙烯酰胺、改性淀粉、羧甲基纤维素的任意一种或任意两种的组合。

所述助滤剂为滑石粉、聚丙烯酰胺的任意一种或其两种的组合。

所述助熔剂为氧化钠、氟铝酸钠的任意一种或其两种的组合。

所述铸造用纸质浇道管采用下述重量比原料制成，包括：木浆板3-7、碳纤维1-3、硅酸铝纤维1-3、岩棉1-3、粘土2-4、蒙脱石0-1、膨润土0-1、高铝粉0-1、长石0-1、石英0-1份、石墨0-1份、粘结剂0-3、防水防潮剂0-2、增强剂0-3、助滤剂0-2及助熔剂0-3。

为了保证所述铸造用纸质浇道管强度和刚度，管外表面轴向和径向均设有加强筋；部件一端设有承插口，便于管部件能紧密连接，有效地避免砂子进入浇道被带入铸件，并在一定长度处设有切断槽。

本发明还公开了一种铸造用纸质浇道管的制造方法，包括如下步骤：

一、称量；将上述材料按照质量份数称量。

二、制浆、调浆：将废纸或木浆板、碳纤维等有机和无机纤维按造纸生产工艺制成1-5%浓度的纸浆。将其制成的纸浆料中再加入烧结耐火村料、粘结剂、防水防潮剂和增强剂和助滤剂、助熔剂，调节纸浆浓度至0-1.0%的成型浆料。

三、成型模具机械成型成浆池中的浆料经过成型模具机械成型生产出含水70-80%左右的铸造用纸质浇道管湿纸坯体。

四、烘干，含水70-80%左右的铸造用纸质浇道管湿纸坯体经过烘干使其水分降低40-50%。

五、整型模具和热压整型，烘干后的铸造用纸质浇道管湿纸坯体通过整型模具热压整型即成为铸造用纸质浇道管。

六、自然冷却至室温，检验包装入库。

优选的，所述成型模具包括网模、上模与下模组成的背腔、气室和模具支座，所述模具以网模是模具的主体，上模分布小孔较密，孔径为2.5-3.5mm，圆周阵列分布，行间距、列间距均为3.5-5.0mm，下模分布小孔分布较疏，孔径为1.5-2.5mm，圆周阵列分布，行间距、列间距均5.0-6.5mm。

所述整型模具包括上下合模的外模具和管内用的囊式内模具，所述外模具管内表面设有径向和轴向沟槽以利于热压整型时水蒸汽的逸出。

本发明还公开了三种铸造用纸质浇道管的制造方法的实施例，具体如下：

实施例1：

秤取有机纤维(旧报纸、旧书刊、废旧纸箱等）或木浆板：3-7份、无机纤维：碳纤维1-3份、硅酸铝纤维1-3份，经水力碎浆制成1-5%粗浆，粗浆除渣后再经磨浆制成1-3%纸浆，入调浆池。再往调浆池内加入烧结性耐火材料：粘土2-3份、蒙脱石0-1份、长石0-1份；粘结剂：酚醛树脂、改性淀粉、羧甲基纤维、聚乙稀醇、聚丙稀酰胺等之一种或两种0-3份；防水防潮剂：硫酸铝、聚乙稀醇、聚丙稀、聚乙稀等之一或两种0-2份；增强剂：聚丙烯酰胺、改性淀粉、羧甲基纤维之一种或两种0-3份；助滤剂：滑石粉、聚丙烯酰胺等之一种或两种0-2份；助熔剂：氧化钠、氟硅酸钠之一种或两种0-3份制成0-1.0%的浆料，入成浆池备用。成浆池内的浆料进入成型模具浆池内，成型机械通过真空吸附制成含水70-80%的铸造用纸质浇道管湿纸坯体，铸造用纸质浇道管湿纸坯体经烘干使湿纸坯体含水量为40-50%的铸造用纸质浇道管干纸坯体，它通过整型外模具和坯体管内用的囊式内模具充空气挤压纸管热压整型即成为铸造用纸质浇道管，经自然冷却至室温，检验包装入库。

实施例2：

秤取有机纤维(旧报纸、旧书刊、废旧纸箱等）或木浆板：3-7份、无机纤维：碳纤维1-3、硅酸铝纤维1-3，经水力碎浆制成1-5%粗浆，粗浆除渣后再经磨浆制成1-3%纸浆，入调浆池。再往调浆池内加入烧结性耐火材料：长石2-3份、石英0-1份；粘结剂：酚醛树脂、改性淀粉、羧甲基纤维、聚乙稀醇、聚丙稀酰胺等之一种或两种0-3份；防水防潮剂：硫酸铝、聚乙稀醇、聚丙稀、聚乙稀等之一或两种0-2份；增强剂：聚丙烯酰胺、改性淀粉、羧甲基纤维之一种或两种0-3份；助滤剂：滑石粉、聚丙烯酰胺等之一种或两种0-2份；助熔剂：氧化钠、氟硅酸钠之一种或两种0-3份制成0-1.0%的浆料，入成浆池备用。成浆池内的浆料进入成型模具浆池内，成型机械通过真空吸附制成含水70-80%的铸造用纸质浇道管湿纸坯体，铸造用纸质浇道管湿纸坯体经烘干使湿纸坯体含水量为40-50%的铸造用纸质浇道管干纸坯体，它通过整型外模具和坯体管内用的囊式内模具充空气挤压纸管热压整型即成为铸造用纸质浇道管，经自然冷却至室温，检验包装入库。

实施例3：

秤取有机纤维(旧报纸、旧书刊、废旧纸箱等）或木浆板：3-7份、无机纤维：碳纤维1-3、岩棉纤维1-3，经水力碎浆制成1-5%粗浆，粗浆除渣后再经磨浆制成1-3%纸浆，入调浆池。再往调浆池内加入烧结性耐火材料：粘土2-3份、膨润土0-1份、高铝微粉0-1份；粘结剂：酚醛树脂、改性淀粉、羧甲基纤维、聚乙稀醇、聚丙稀酰胺等之一种或两种0-3份；防水防潮剂：硫酸铝、聚乙稀醇、聚丙稀、聚乙稀等之一或两种0-2份；增强剂：聚丙烯酰胺、改性淀粉、羧甲基纤维之一种或两种0-3份；助滤剂：滑石粉、PVM（聚丙烯酰胺）等之一种或两种0-2份；助熔剂：氧化钠、氟硅酸钠之一种或两种0-3份制成0-1.0%的浆料，入成浆池备用。成浆池内的浆料进入成型模具浆池内，成型机械通过真空吸附制成含水70-80%的铸造用纸质浇道管湿纸坯体，铸造用纸质浇道管湿纸坯体经烘干使湿纸坯体含水量为40-50%的铸造用纸质浇道管干纸坯体，它通过整型外模具和坯体管内用的囊式内模具充空气挤压纸管热压整型即成为铸造用纸质浇道管，经自然冷却至室温，检验包装入库。

实施例4：

秤取有机纤维(旧报纸、旧书刊、废旧纸箱等）或木浆板：3-7份、无机纤维：碳纤维1-3、硅酸铝纤维1-2份、岩棉1-2份；经水力碎浆制成1-5%粗浆，粗浆除渣后再经磨浆制成1-3%纸浆，入调浆池。再往调浆池内加入烧结性耐火材料：粘土2-3份、蒙脱石0-1份、石英0-1份；粘结剂：酚醛树脂、改性淀粉、羧甲基纤维、聚乙稀醇、聚丙稀酰胺等之一种或两种0-3份；防水防潮剂：硫酸铝、PVA(聚乙稀醇）、聚丙稀、聚乙稀等之一或两种0-2份；增强剂：聚丙烯酰胺、改性淀粉、羧甲基纤维之一种或两种0-3份；助滤剂：滑石粉、聚丙烯酰胺等之一种或两种0-2份；助熔剂：氧化钠、氟硅酸钠之一种或两种0-3份制成0-1.0%的浆料，入成浆池备用。成浆池内的浆料进入成型模具浆池内，成型机械通过真空吸附制成含水70-80%的铸造用纸质浇道管湿纸坯体，铸造用纸质浇道管湿纸坯体经烘干使湿纸坯体含水量为40-50%的铸造用纸质浇道管干纸坯体，它通过整型外模具和坯体管内用的囊式内模具充空气挤压纸管热压整型即成为铸造用纸质浇道管，经自然冷却至室温，检验包装入库。

相较于现有技术，本发明提供的铸造用纸质浇道管及其制造方法是依照纸浆模塑工艺技术制成的铸造用纸质浇道管与一直以来所使用耐火材料陶瓷浇道管部件相比具有重量轻、易于操作、铸件浇铸后废弃物少且易于处理、省工、省时、节能环保、不污染环境、环境保护友好等优点。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种铸造用纸质浇道管，其特征在于，采用下述原料制成，包括：有机纤维、无机纤维、烧结耐火材料、粘结剂、防水防潮剂、增强剂、助滤剂及助熔剂；其中，

所述有机纤维为废纸或木浆板；

所述粘结剂为酚醛树脂、改性淀粉、羧甲基纤维、聚乙稀醇、聚丙烯酰胺的任意一种或任意两种的组合；

所述烧结耐火材料为粘土、蒙脱石、膨润土、高铝粉、长石、石英、石墨的任意种组合。

2.根据权利要求1所述的铸造用纸质浇道管，其特征在于，所述无机纤维为碳纤维、硅酸铝纤维、岩棉的任意一种或任意种的组合。

3.根据权利要求1所述的铸造用纸质浇道管，其特征在于，所述防水防潮剂为硫酸铝、聚乙稀醇、聚丙稀、聚乙稀的任意一种或任意两种的组合。

4.根据权利要求1所述的铸造用纸质浇道管，其特征在于，所述增强剂为聚丙烯酰胺、改性淀粉、羧甲基纤维素的任意一种或任意两种的组合。

5.根据权利要求1所述的铸造用纸质浇道管，其特征在于，所述助滤剂为滑石粉、聚丙烯酰胺的任意一种或其两种的组合。

6.根据权利要求1所述的铸造用纸质浇道管，其特征在于，所述助熔剂为氧化钠、氟铝酸钠的任意一种或其两种的组合。

7.根据权利要求2所述的铸造用纸质浇道管，其特征在于，所述铸造用纸质浇道管采用下述重量比原料制成，包括：木浆板3-7、碳纤维1-3、硅酸铝纤维1-3、岩棉1-3、粘土2-4、蒙脱石0-1、膨润土0-1、高铝粉0-1、长石0-1、石英0-1份、石墨0-1份、粘结剂0-3、防水防潮剂0-2、增强剂0-3、助滤剂0-2及助熔剂0-3。

8.一种铸造用纸质浇道管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供有机纤维、无机纤维、烧结耐火材料、粘结剂、防水防潮剂、增强剂、助滤剂及助熔剂，将所需物料称重；

将按比例调配好的物料制浆与调浆；

通过成型模具对调浆后的物料机械成型，形成纸质浇道管的湿纸坯体；

对纸质浇道管的湿纸坯体进行烘干；

通过整型模具对烘干后的纸质浇道管热压整型，即成为铸造用纸质浇道管；

自然冷却至室温，检验包装入库。

9.根据权利要求8所述的铸造用纸质浇道管的制造方法，其特征在于，所述成型模具包括网模、上模与下模组成的背腔、气室和模具支座，所述模具以网模是模具的主体，上模分布小孔较密，孔径为2.5-3.5mm，圆周阵列分布，行间距、列间距均为3.5-5.0mm，下模分布小孔分布较疏，孔径为1.5-2.5mm，圆周阵列分布，行间距、列间距均5.0-6.5mm。

10.根据权利要求8所述的铸造用纸质浇道管的制造方法，其特征在于，所述整型模具包括上下合模的外模具和管内用的囊式内模具，所述外模具管内表面设有径向和轴向沟槽以利于热压整型时水蒸汽的逸出。