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
【专利摘要】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%。
【专利说明】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】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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 %。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] -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。
[0007] 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。
[0008] 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】
[0009] 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。
[0010] 为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：
[0011] 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：
[0012] 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：
[0013] 1、分拣
[0014] 将回收的旧型壳进行分拣，去除杂质。
[0015] 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：蜡模一喷涂硅溶胶一挂氧化锆（或氧化铝）一烘干（以上为每一 层）一沾浆液一挂锆英砂（或氧化铝）一烘干（以上为第二层）一沾浆液一挂莫来石细颗 粒一烘干（以上为第三层）一沾楽液一挂莫来石粗颗粒一烘干（以上为第四层一挂楽液封 浆一烘干一蒸气脱蜡）。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；
[0016] 2、去水
[0017] 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°C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。
[0018] 3、除铁，一次破碎，加工成颗粒料
[0019] 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；
[0020] 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；
[0021] 5、耐火度检测；对所获的颗粒料进行耐火度检测；
[0022] 6、分类处理
[0023] 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：
[0024] 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°C，目数 为30目一80目；
[0025] 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°C，目数为 30-80 目；
[0026] 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°C，目数为 16-30 目。
[0027] 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
[0028] 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°C，烘干时间2-3小时。
[0029] 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。
[0030] 3.不同材质的冒口套相关技术性能的比较
[0031] 常见几种类型保温冒口套的性能指标及应用特点
[0032]
【权利要求】
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°C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 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) 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 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°C，目数为30 目一80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°C，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°C，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°C，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。
【文档编号】B09B3/00GK104150924SQ201410377968
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】谭世明 申请人:汉川市石金科技有限公司