CN112338133A - 一种水玻璃固化剂及其制备的电熔锆刚玉砖砂型材料 - Google Patents

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龙沾卫
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Abstract

本发明公开了一种水玻璃固化剂及其制备的电熔锆刚玉砖砂型材料，该固化剂包括质量比为6‑8:2‑4的磷酸硅和磷酸二氢铝粉。本发明固化剂是将磷酸硅和磷酸二氢铝，按照一定的比例混合、焙烧，使其性能达到一种协同作用，从而使砂型粘接材料水玻璃的固化时间在要求的时间内完成。本发明砂型耐水性好、砂型强度高、最终溃散性好，并且能够解决毛坯砖砖面的气孔缺陷、水纹缺陷和颜色缺陷。同时本发明所用材料为环保无污染材料，解决了刺激气味的恶劣工作环境。实验证明，本发明制作的水玻璃固化剂可使砂型初凝时间缩短至20分钟，起模时间为30分钟，砂型强度可达到1.3Mpa。本发明原料价廉，成本低，制作工艺简单，具有良好的社会和经济效益。

Description

一种水玻璃固化剂及其制备的电熔锆刚玉砖砂型材料
技术领域
本发明涉及一种水玻璃固化剂，具体涉及一种水玻璃固化剂，及用其制备的电熔锆刚玉砖砂型材料。
背景技术
当前电熔锆刚玉砖的砂型主材料是硅砂，粘接剂是水玻璃、呋喃树脂，固化剂是有机酯和强酸固化剂。但由于水玻璃中含有金属钠离子，吸收空气中的水分使砂型强度损失或者变形，并且在生产过程中自硬化水玻璃砂型的材料成本高生产环节多，同时造成毛坯砖表层有水纹疤皮的缺陷，降低电熔砖品质，因此水玻璃的使用受到了局限。
呋喃树脂砂型高温浇铸时散发刺鼻气味，同时散发的二氧化碳气体在砖的表层侵蚀深处可达10-30毫米，并且会在砖的表层形成密集的闭口气孔，影响电熔砖在玻璃窑炉的使用寿命，无论是环保因素或是品质缺陷，呋喃树脂砂型的粘接剂亟待改善。
新型水玻璃固化剂磷酸硅的诞生解决了以上大部分缺陷，但是水玻璃固化剂磷酸硅的初凝时间是2小时左右，终凝时间5.5小时左右，初凝时间太慢，起模时间长，严重影砂型制作效率，这是电熔砖水玻璃砂型使用磷酸硅固化剂的一个致命缺陷，因此需要改善磷酸硅固化剂的初凝时间，以达到提升砂型制作效率的目的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种水玻璃固化剂，及用其制备的电熔锆刚玉砖砂型材料，该固化剂能够改善砂型粘接剂水玻璃的固化时间。
为了实现上述目的，本发明的技术方案之一是：
一种水玻璃固化剂，包括质量比为6-8:2-4的磷酸硅和磷酸二氢铝粉。
优选的，水玻璃固化剂，包括质量比为7:3的磷酸硅和磷酸二氢铝粉。
本发明的技术方案之一是：一种水玻璃固化剂的制备方法，按比例称取磷酸硅和磷酸二氢铝粉，混合均匀后放入搪瓷反应釜内，通入蒸汽并加热升温至100-110℃，保温1-2h，即可。
本发明的技术方案之一是：一种电熔锆刚玉砖砂型材料，包括质量比为100:5-6:9-12的原砂、水玻璃和水玻璃固化剂。
优选的，电熔锆刚玉砖砂型材料，包括质量比为100:5:10的原砂、水玻璃和水玻璃固化剂。
水玻璃模数为2.2-2.6。
本发明的技术方案之一是：一种电熔锆刚玉砖砂型材料的制备方法，先将原砂和水玻璃固化剂进行混合，混合均匀后，加入水玻璃，搅拌均匀，即可。
本发明的有益效果：
本发明固化剂是将磷酸硅和磷酸二氢铝，按照一定的比例混合、焙烧，使其性能达到一种协同作用，从而使砂型粘接材料水玻璃的固化时间在要求的时间内完成。且磷酸硅和磷酸二氢铝中磷酸的存在，使电熔砖浇铸溶液流动时的表面张力降低，良好的流动性使电熔砖表层平整度和光滑度有明显改善，从而消除电熔砖表层水纹，提高电熔砖品质。本发明砂型的优势明显，具体表现在砂型的耐水性好、砂型强度高、最终溃散性好，并且能够解决毛坯砖砖面的气孔缺陷、水纹缺陷和颜色缺陷。同时本发明所用材料为环保无污染材料，解决了刺激气味的恶劣工作环境。实验证明，本发明制作的水玻璃固化剂可使砂型初凝时间缩短至20分钟，起模时间为30分钟，砂型强度可达到1.3Mpa。本发明原料价廉，成本低，制作工艺简单，具有良好的社会和经济效益。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
水玻璃模数为2.2-2.6。
实施例1
一种水玻璃固化剂，包括质量比为7:3的磷酸硅和磷酸二氢铝粉。其制备方法为：按比例称取磷酸硅和磷酸二氢铝粉，混合均匀后放入搪瓷反应釜内，通入蒸汽并加热升温至110℃，保温1h，即可。
一种电熔锆刚玉砖砂型材料，包括质量比为100:5:10的原砂(硅砂)、水玻璃和水玻璃固化剂。其制备方法为：先将原砂和水玻璃固化剂进行混合，混合均匀后，加入水玻璃，搅拌均匀，即可。
实施例2
一种水玻璃固化剂，包括质量比为6:2的磷酸硅和磷酸二氢铝粉。其制备方法为：按比例称取磷酸硅和磷酸二氢铝粉，混合均匀后放入搪瓷反应釜内，通入蒸汽并加热升温至100℃，保温2h，即可。
一种电熔锆刚玉砖砂型材料，包括质量比为100:6:12的原砂(硅砂)、水玻璃和水玻璃固化剂。其制备方法同实施例1。
实施例3
一种水玻璃固化剂，包括质量比为8:4的磷酸硅和磷酸二氢铝粉。其制备方法为：按比例称取磷酸硅和磷酸二氢铝粉，混合均匀后放入搪瓷反应釜内，通入蒸汽并加热升温至105℃，保温1h，即可。
一种电熔锆刚玉砖砂型材料，包括质量比为100:5:9的原砂(硅砂)、水玻璃和水玻璃固化剂。其制备方法同实施例1。
新型水玻璃固化剂磷酸硅的主要问题是其初凝时间太慢(2小时左右)，短时间内无法达到起模强度，而如果过早起模则砂型强度低，会出现不能支撑自重而变形，甚至塌箱的情况，因此现有砂型起模时间至少超过2小时，这就造成制作砂型时间长且大量的砂型模具被占用，严重影砂型制作效率。本发明固化剂是将磷酸硅和磷酸二氢铝，按照一定的比例混合、焙烧，使其性能达到一种协同作用，从而使砂型粘接剂水玻璃的固化时间在要求的时间内完成。这种砂型的优势明显，具体表现在砂型的耐水性好、砂型强度高、最终溃散性好，并且能够解决毛坯砖砖面的气孔缺陷、水纹缺陷和颜色缺陷。同时本发明所用材料为环保无污染材料，解决了刺激气味的恶劣工作环境。实验证明，与加入相同质量固化剂磷酸硅的水玻璃砂型相比，本发明制作的水玻璃固化剂(实施例1)可使砂型初凝时间缩短至20分钟，起模时间为30分钟，砂型强度可达到1.3Mpa。本发明原料价廉，成本低，制作工艺简单，具有良好的社会和经济效益。

Claims (7)

1.一种水玻璃固化剂，其特征在于，包括质量比为6-8:2-4的磷酸硅和磷酸二氢铝粉。
2.根据权利要求1所述的水玻璃固化剂，其特征在于，包括质量比为7:3的磷酸硅和磷酸二氢铝粉。
3.一种如权利要求1或2所述水玻璃固化剂的制备方法，其特征在于，按比例称取磷酸硅和磷酸二氢铝粉，混合均匀后放入搪瓷反应釜内，通入蒸汽并加热升温至100-110℃，保温1-2h，即可。
4.一种利用权利要求1所述固化剂制备的电熔锆刚玉砖砂型材料，其特征在于，包括质量比为100:5-6:9-12的原砂、水玻璃和水玻璃固化剂。
5.根据权利要求4所述的电熔锆刚玉砖砂型材料，其特征在于，包括质量比为100:5:10的原砂、水玻璃和水玻璃固化剂。
6.根据权利要求4所述的电熔锆刚玉砖砂型材料，其特征在于，水玻璃模数为2.2-2.6。
7.一种权利要求4-6所述砂型材料的制备方法，其特征在于，先将原砂和水玻璃固化剂进行混合，混合均匀后，加入水玻璃，搅拌均匀，即可。
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