CN110698213A - 一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料及其制备方法，所述用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料，由以下质量份的原料制成：熔融石英粉70‑80份、氧化钙8‑10份，氧化镁6‑8份，氧化锰2‑3份，氧化钛3‑4份，五氧化二铌1‑2份，五氧化二钽1‑1.5份、粘合剂4‑6份。所述用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法，是将块状石英石破碎、经棒摩擦洗、水洗、分级脱泥、烘干，然后与氧化钙、氧化镁、氧化、氧化钛、五氧化二铌、五氧化二钽、粘合剂混合熔炼、破碎得到熔融石英混合砂，利用气流粉碎分级机进行粉碎分级，得到不同粒度段的熔融石英混合粉，级配后即为用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料。

Description

一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料的技术领域，特别涉及一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法。
背景技术
型壳制作是熔模精密铸造生产的关键工序之一，型壳内层的表面质量直接影响着最终铸件的表面质量，而涂料的性能与型壳表面质量密切相关。型壳中耐火材料约占其重量的90%。型壳耐火材料的合理选用对铸件的质量、成本和生产效率有重要的影响。常用的型壳耐火材料有：锆石英砂、熔融石英、铝-硅系材料、电熔刚玉等。
脱壳性容易脱壳和清理是熔融石英迅速崛起的最重要原因。但是由于现有的熔融石英粉存在着粒度分布范围窄、密度小、粒形为多角形等缺点，导致熔融石英粉-硅溶胶涂料的涂挂性、覆盖性以及流平性等达不到要求。目前，主要是在锆英粉-硅溶胶涂料中加入5~10% 的熔融石英粉来改善面层型壳的清砂脱壳性和透气性。虽有研究表明，通过对熔融石英粉进行颗粒级配及球化处理可以改善其在涂料中的使用性能，但仍存在着级配颗粒的均一性及稳定性难以控制，工艺过程复杂，成本高、纯度不够、颗粒级配不可控等问题，难以满足实际生产需要。
发明内容
发明的目的：为了解决上述问题，本发明公开一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法，克服熔融石英粉颗粒级配不可控的问题，简化生产工艺过程，降低成本，提高纯度。
技术方案：为了实现以上目的，本发明公开了一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料，所述用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料，由以下质量份的原料制成：熔融石英粉70-80份、氧化钙8-10份，氧化镁6-8份，氧化锰2-3份，氧化钛3-4份，五氧化二铌1-2份，五氧化二钽1-1.5份、粘合剂4-6份。
所述一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法，包括以下步骤：（1）破碎：将块状石英石破碎成4~16目的石英砂碎粒，挑拣去除长石、云母等明显的杂质和异物；（2）棒摩擦洗、水洗、分级脱泥：将石英砂碎粒采用棒磨水洗机擦洗外表面的泥土等杂质，在水力分级机上进行分级脱泥；（3）烘干：将洗涤后的石英砂碎粒放入烘箱进行烘干，温度为120~180℃，时间为2~4h，取出后冷却到室温；（4）混合：将石英砂碎粒与氧化钙、氧化镁、氧化、氧化钛、五氧化二铌、五氧化二钽、粘合剂通过高速分散机按照重量份混合得混合砂粒；（5）熔炼：将混合砂粒利用电炉进行熔炼，熔炼后取出快速冷却至室温得熔融石英混合块；（6）利用锤式破碎机将步骤（5）的熔融石英混合块破碎，然后采用反击式破碎机进一步破碎成粒径为2mm以内的熔融石英混合砂；（7）利用气流粉碎分级机进一步熔融石英混合砂进行粉碎分级，至少三级分级机组合粉碎分级，得到不同粒度段的熔融石英混合粉；（8）多粒度段的熔融石英混合粉级配后即为本发明的用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料。
进一步的，所述粘合剂为膨润土。
进一步的，所述步骤（5）的熔炼温度为1750~1850℃，熔炼时间为10~12h。
进一步的，所述步骤（7）的气流粉碎分级机组合了4级分级机。
进一步的，气流粉碎分级机的工作压力在0.8~1.0MPa范围内，分级机转速控制在5000~8000r/min范围内。
进一步的，所属步骤（7）的气流粉碎分级机的气流为空气气流，空气耗量40-60m3/min。
进一步的，所属步骤（7）的气流粉碎分级机组合了4级分级机，分级粒度分别设置为120目，200目，325目，400目，得到四个粒度段的熔融石英混合粉。
进一步的，所述步骤（9）精密铸造用熔融石英粉的级配重量比例为：400目占20~25%，325目占25~30%，200目占20~25%，120目占20~25%。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料，耐火度好、稳定性高，添加了氧化钙、氧化镁、氧化、氧化钛、五氧化二铌、五氧化二钽、粘合剂作为助烧剂对熔融石英进行改性，比单一成分熔融石英更加光滑，更为致密；（2）本发明采用气流粉碎分级，多股气流可多级分级、粉碎分级一体，提高了生产效率、降低了生产成本；（3）解决了级配颗粒均一、稳定性难以控制的问题，简化了工艺过程，降低了成本、纯度高、颗粒级配可控，满足实际生产需要，可广泛应用于精密造型材料。
实施例1
一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料，所述用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料，由以下质量份的原料制成：熔融石英粉75份、氧化钙9份，氧化镁7份，氧化锰3份，氧化钛3份，五氧化二铌1份，五氧化二钽1份、粘合剂5份。
所述一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法，包括以下步骤：（1）破碎：将块状石英石破碎成4~16目的石英砂碎粒，挑拣去除长石、云母等明显的杂质和异物；（2）棒摩擦洗、水洗、分级脱泥：将石英砂碎粒采用棒磨水洗机擦洗外表面的泥土等杂质，在水力分级机上进行分级脱泥；（3）烘干：将洗涤后的石英砂碎粒放入烘箱进行烘干，温度为180℃，时间为2h，取出后冷却到室温；（4）混合：将石英砂碎粒与氧化钙、氧化镁、氧化、氧化钛、五氧化二铌、五氧化二钽、粘合剂通过高速分散机按照重量份混合得混合砂粒；（5）熔炼：将混合砂粒利用电炉进行熔炼，熔炼后取出快速冷却至室温得熔融石英混合块；（6）利用锤式破碎机将步骤（5）的熔融石英混合块破碎，然后采用反击式破碎机进一步破碎成粒径为2mm以内的熔融石英混合砂；（7）利用气流粉碎分级机进一步熔融石英混合砂进行粉碎分级，至少三级分级机组合粉碎分级，得到不同粒度段的熔融石英混合粉；（8）多粒度段的熔融石英混合粉级配后即为本发明的用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料。
进一步的，所述粘合剂为膨润土。
进一步的，所述步骤（5）的熔炼温度为1750~1850℃，熔炼时间为10h。
进一步的，气流粉碎分级机的工作压力在0.8~1.0MPa范围内，分级机转速控制在5000~8000r/min范围内。
进一步的，所属步骤（7）的气流粉碎分级机的气流为空气气流，空气耗量40-60m3/min。
进一步的，所属步骤（7）的气流粉碎分级机组合了4级分级机，分级粒度分别设置为120目，200目，325目，400目，得到四个粒度段的熔融石英混合粉。
进一步的，所述步骤（9）精密铸造用熔融石英粉的级配重量比例为： 400目占20~25%，325目占25~30%，200目占20~25%，120目占20~25%。
实施例2
一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料，所述用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料，由以下质量份的原料制成：熔融石英粉80份、氧化钙10份，氧化镁8份，氧化锰2份，氧化钛3份，五氧化二铌1份，五氧化二钽1份、粘合剂6份。
所述一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法，包括以下步骤：（1）破碎：将块状石英石破碎成4~16目的石英砂碎粒，挑拣去除长石、云母等明显的杂质和异物；（2）棒摩擦洗、水洗、分级脱泥：将石英砂碎粒采用棒磨水洗机擦洗外表面的泥土等杂质，在水力分级机上进行分级脱泥；（3）烘干：将洗涤后的石英砂碎粒放入烘箱进行烘干，温度为140℃，时间为3h，取出后冷却到室温；（4）混合：将石英砂碎粒与氧化钙、氧化镁、氧化、氧化钛、五氧化二铌、五氧化二钽、粘合剂通过高速分散机按照重量份混合得混合砂粒；（5）熔炼：将混合砂粒利用电炉进行熔炼，熔炼后取出快速冷却至室温得熔融石英混合块；（6）利用锤式破碎机将步骤（5）的熔融石英混合块破碎，然后采用反击式破碎机进一步破碎成粒径为2mm以内的熔融石英混合砂；（7）利用气流粉碎分级机进一步熔融石英混合砂进行粉碎分级，至少三级分级机组合粉碎分级，得到不同粒度段的熔融石英混合粉；（8）多粒度段的熔融石英混合粉级配后即为本发明的用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料。
进一步的，所述粘合剂为膨润土。
进一步的，所述步骤（5）的熔炼温度为1750~1850℃，熔炼时间为12h。
进一步的，气流粉碎分级机的工作压力在0.8~1.0MPa范围内，分级机转速控制在5000~8000r/min范围内。
进一步的，所属步骤（7）的气流粉碎分级机的气流为空气气流，空气耗量40-60m3/min。
进一步的，所属步骤（7）的气流粉碎分级机组合了4级分级机，分级粒度分别设置为120目，200目，325目，400目，得到四个粒度段的熔融石英混合粉。
进一步的，所述步骤（9）精密铸造用熔融石英粉的级配重量比例为：400目占20~25%，325目占25~30%，200目占20~25%，120目占20~25%。
实施例3
一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料，所述用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料，由以下质量份的原料制成：熔融石英粉70份、氧化钙8份，氧化镁6份，氧化锰3份，氧化钛4份，五氧化二铌2份，五氧化二钽1.5份、粘合剂4份。
所述一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法，包括以下步骤：（1）破碎：将块状石英石破碎成4~16目的石英砂碎粒，挑拣去除长石、云母等明显的杂质和异物；（2）棒摩擦洗、水洗、分级脱泥：将石英砂碎粒采用棒磨水洗机擦洗外表面的泥土等杂质，在水力分级机上进行分级脱泥；（3）烘干：将洗涤后的石英砂碎粒放入烘箱进行烘干，温度为180℃，时间为2h，取出后冷却到室温；（4）混合：将石英砂碎粒与氧化钙、氧化镁、氧化、氧化钛、五氧化二铌、五氧化二钽、粘合剂通过高速分散机按照重量份混合得混合砂粒；（5）熔炼：将混合砂粒利用电炉进行熔炼，熔炼后取出快速冷却至室温得熔融石英混合块；（6）利用锤式破碎机将步骤（5）的熔融石英混合块破碎，然后采用反击式破碎机进一步破碎成粒径为2mm以内的熔融石英混合砂；（7）利用气流粉碎分级机进一步熔融石英混合砂进行粉碎分级，至少三级分级机组合粉碎分级，得到不同粒度段的熔融石英混合粉；（8）多粒度段的熔融石英混合粉级配后即为本发明的用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料。
进一步的，所述粘合剂为膨润土。
进一步的，所述步骤（5）的熔炼温度为1750~1850℃，熔炼时间为11h。
进一步的，气流粉碎分级机的工作压力在0.8~1.0MPa范围内，分级机转速控制在5000~8000r/min范围内。
进一步的，所属步骤（7）的气流粉碎分级机的气流为空气气流，空气耗量40-60m3/min。
进一步的，所属步骤（7）的气流粉碎分级机组合了4级分级机，分级粒度分别设置为120目，200目，325目，400目，得到四个粒度段的熔融石英混合粉。
进一步的，所述步骤（9）精密铸造用熔融石英粉的级配重量比例为： 400目占20~25%，325目占25~30%，200目占20~25%，120目占20~25%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料，其特征在于：所述用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料，由以下质量份的原料制成：熔融石英粉70-80份、氧化钙8-10份，氧化镁6-8份，氧化锰2-3份，氧化钛3-4份，五氧化二铌1-2份，五氧化二钽1-1.5份、粘合剂4-6份。
2.根据权利要求1所述的一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）破碎：将块状石英石破碎成4~16目的石英砂碎粒，挑拣去除长石、云母等明显的杂质和异物；（2）棒摩擦洗、水洗、分级脱泥：将石英砂碎粒采用棒磨水洗机擦洗外表面的泥土等杂质，在水力分级机上进行分级脱泥；（3）烘干：将洗涤后的石英砂碎粒放入烘箱进行烘干，温度为120~180℃，时间为2~4h，取出后冷却到室温；（4）混合：将石英砂碎粒与氧化钙、氧化镁、氧化、氧化钛、五氧化二铌、五氧化二钽、粘合剂通过高速分散机按照重量份混合得混合砂粒；（5）熔炼：将混合砂粒利用电炉进行熔炼，熔炼后取出快速冷却至室温得熔融石英混合块；（6）利用锤式破碎机将步骤（5）的熔融石英混合块破碎，然后采用反击式破碎机进一步破碎成粒径为2mm以内的熔融石英混合砂；（7）利用气流粉碎分级机进一步熔融石英混合砂进行粉碎分级，至少三级分级机组合粉碎分级，得到不同粒度段的熔融石英混合粉；（8）多粒度段的熔融石英混合粉级配后即为本发明的用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料。
3.根据权利要求1所述的一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料，其特征在于：所述粘合剂为膨润土。
4.根据权利要求2所述的一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述熔炼的温度为1750~1850℃，熔炼的时间为10~12h。
5.根据权利要求2所述的一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法，其特征在于：步骤（7）所述气流粉碎分级机组合了4级分级机。
6.根据权利要求2所述的一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法，其特征在于：步骤（7）所述气流粉碎分级机的工作压力为0.8~1.0MPa，分级机转速控制在5000~8000r/min。
7.根据权利要求2所述的一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法，其特征在于：步骤（7）所述气流粉碎分级机的气流为空气气流，空气耗量40-60m3/min。
8.根据权利要求5所述的一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法，其特征在于：步骤（7）所述气流粉碎分级机组合了4级分级机，分级粒度分别设置为120目，200目，325目，400目，得到四个粒度段的熔融石英混合粉。
9.根据权利要求8所述的一种用于精密铸造型壳的熔融石英耐火材料的制备方法，其特征在于：步骤（8）所述熔融石英混合粉的级配重量比例为：400目占20~25%，325目占25~30%，200目占20~25%，120目占20~25%。
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