一種生產熔鑄耐火材料的複合砂型成型工藝的製作方法

2023-05-02 14:26:56

專利名稱：一種生產熔鑄耐火材料的複合砂型成型工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於熔鑄耐火材料的技術領域，更具體地說，本發明涉及一種生產熔鑄耐火材料的複合砂型成型エ藝。
背景技術：
熔鑄耐火材料製品是玻璃エ業熔窯重要的內襯材料，熔鑄耐火材料生產使用的模型目前主要有石墨模、樹脂結合的石英砂砂模和水玻璃結合的石英砂砂模3種。石墨模價格昂貴加工難度大；樹脂結合的石英砂砂模具有在常溫下自硬特性，易於製作整體砂模，產品外觀尺寸精度高，但是該砂型技術含量高，成本高於水玻璃；水玻璃結合的石英砂砂模技術含量低容易製造、成本低，但其缺點是砂模的尺寸精度差，造成產品加工餘量大，外觀質量差。
目前，國內熔鑄耐火材料生產企業普遍採用水玻璃結合的石英砂砂型，這也是造成我國熔鑄耐火材料製品長期以來外觀質量明顯低於國外產品、市場競爭力明顯低於國外產品的重要因素之一。另外，水玻璃砂含有大量溶劑物質，難以被再生利用，砂型為一次性使用，毎年要產生大量エ業垃圾，造成資源浪費和環境汙染。真空負壓成型エ藝是ー種不用粘結劑、水和其它添加剤，僅用幹砂、塑料薄膜密封、抽負壓進行造型的技術，具備鑄件尺寸精確、輪廓清晰、節能環保等方面的優點，而且該エ藝被國內外鋳造界譽為「二十一世紀的鑄造技木」和「鑄造エ業的緑色革命」。然而鑄鐵等金屬材料的鋳造技術和熔鑄耐火材料技木，由於材料組成、溫度等方面存在顯著差異，因而將真空負壓成型エ藝運用於熔鑄耐火材料行業仍有諸多問題亟待解決。發明專利CN101143460 B公開了ー種利用負壓空型生產熔鑄耐火材料的方法。公開號為CN101823122A的專利申請文件公開了ー種熔鑄耐火材料製品的負壓造型エ藝。但是上述熔鑄耐火製品エ藝過程中存在著工藝流程複雜、易塌箱、效率低、製品容易開裂等方面的缺陷。

發明內容
為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明的目的在於提供ー種生產熔鑄耐火材料的複合砂型成型エ藝，本發明的複合砂型成型エ藝很好的解決了負壓成型エ藝應用於熔鑄耐火材エ藝中所存在的易塌箱、製品容易開裂的技術難題。本發明的複合砂型冒ロ採用非真空成型エ藝，而本體採用負壓成型エ藝製作。如此，既能發揮冒ロ砂型高效簡便、節能、高溫性能優異等方面的特性，又充分利用負壓成型的環保節能、製品外觀質量優異等方面的優點；而且在製備的過程中將樹脂結合劑按適宜的比例混入到填充材料中，充分發揮樹脂結合劑常溫自硬的特點，對膜壁在常溫及高溫均能起到支撐作用，從而能夠在較低的真空壓カ下實施澆鑄，解決了負壓成型エ藝易塌箱、製品容易開裂的技術難題，並且進ー步提高了製品的質量。為了實現上述目的，本發明採用了以下技術方案ー種生產熔鑄耐火材料的複合砂型成型エ藝，其特徵在於所述的複合砂型成型エ藝包括以下步驟(I)按照製品的外形製作模壁多孔並且中空的模型；(2)將步驟(I)所得的模型放置在帶有真空抽氣室的型板上，並將軟化的こ烯-醋酸こ烯酯共聚物薄膜覆蓋的外表面上實施抽真空操作，使得所述薄膜緊貼在所述模型的模壁上，其中所述的こ烯-醋酸こ烯酯共聚物中醋酸こ烯的含量為25-35wt% ； (3)將步驟(2)得到的緊貼有所述薄膜的模型放置到帶有真空抽氣室的保溫箱內，填入保溫材料並振實，實施對專用保溫箱抽真空操作，翻轉專用保溫箱並取出模型，放置過渡板及冒ロ，罩上保溫罩並以幹型砂充填冒ロ四周即得到所述的複合砂型，其中所述的保溫材料包括O. 1-5. Owt%的呋喃樹脂或者酚醛樹脂，以及95-99. 9 wt%的石英砂或氧化招空心球。其中，所述的冒ロ採用耐熱金屬、樹脂結合的砂型板、水玻璃結合的砂型板或者保溫發熱體製成。其中，所述的保溫發熱體，例如可以是含有2. 2-3. 5 wt%的矽纖維、72_85wt%的石英砂、2. 5-5. 0wt%的鋁粉、2. 5-6. 0wt%的三氧化ニ鐵、I. 2-2. 5的ニ氧化錳、O. 8-1. 5wt%的呋喃樹脂和O. 6-1. 5wt%的酚醛樹脂。其中，所述的模型是指採用木材、樹脂或金屬製成的模壁多孔並且中空的模型。進一步優選地，所述的模型是指採用鋁或鋁合金製成的模壁多孔並且中空的模型。其中，所述的こ烯-醋酸こ烯酯共聚物薄膜通過將其加熱至60_79°C來軟化。其中，所述的保溫材料包括I. 8wt%的酚醛樹脂、I. 2wt%的硬脂酸、I. 5wt%的ニ甲基矽油、I. 2wt%的丙烯酸改性松香和餘量的石英砂。其中，在步驟(2)和步驟(3)中，所述的抽真空操作是指將所述模型內的壓カ抽至O.01-0. 038 MPa。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果
①製品的冒ロ部分不需要抽真空，可以實現常溫自硬及同規格的標件批量製作，提高了生產效率。②本發明的抽真空可以在較低的壓カ下就能滿足生產的需要，同時澆鑄保壓的時間也大大縮短，從而有利於節約能源，另外冒ロ材質選擇上選用保溫發熱體可節能在30%以上。③複合砂型エ藝的採用既能保證複合砂型的常溫強度，又能保證高溫澆鑄不垮箱，有力地保證了製品外觀及內在質量的優越性。


圖I :本發明ー個具體實施例所述的負壓成型部分結構剖面 圖2 :本發明ー個具體實施例所述的複合砂型結構剖面 圖中各附圖標記所表示的含義分別為1_模型、2-真空抽氣室、3-薄膜、4-通氣孔、5-保溫箱、6-保溫材料、7-過渡板、8-冒ロ、9-保溫罩、10-幹型砂、11-連接ロ、12-模型通氣孔。
具體實施例方式以下將結合附圖和具體實施例對本發明的技術方案做進ー步的說明。
實施例I :
本實施例示例性地闡述生產熔鑄鋯剛玉製品250X400X 1200mm的複合砂型。參照附圖1-2所示，所述複合砂型通過以下步驟製備
冒ロ 8採用保溫發熱體製作型板(含有2. 2-3. 5 wt%的矽纖維、72-85wt%的石英砂、
2.5-5. Owt%的鋁粉、2. 5-6. Owt%的三氧化ニ鐵、I. 2-2. 5的ニ氧化錳、O. 8-1. 5wt%的呋喃樹脂和O. 6-1. 5wt%的酚醛樹脂)，根據エ藝設定的圖紙形狀，將400 (高)X 400 X 40mm (厚)(2塊)及400 (高)X250X40 mm (厚)(2塊)保溫發熱體板，採用直徑2mm的鋼絲緊固拼裝在一起。將根據製品形狀製作中空的負壓成型模型I (外形尺寸250X400X1200 mm)(採用金屬模型，例如鋁或鋁合金模型)，與真空抽氣室2連接，並將採用軟化加熱裝置對EVA薄膜3 (醋酸こ烯含量在32wt%的EVA塑料薄膜)進行軟化，覆蓋於模型I的外表面，通過真空抽氣室2與模型I連接的通氣孔4及模型通氣孔12將專用模型I內及專用薄膜3與專用模型I之間的空氣抽走，模型內壓カ控制在O. 035 MPa,使得軟化的EVA薄膜3能夠貼緊在模型I外表面上；
將緊貼有EVA薄膜3的模型I置於負壓成型保溫箱5內，並將保溫材料6 (粒度在50目，O. 1-5. 0wt%的呋喃樹脂或者酚醛樹脂，以及95-99. 9 wt%的石英砂或氧化鋁空心球)填入保溫箱5內，進行振實操作，以確保保溫材料6能夠緊密接觸EVA薄膜3 ；
啟動真空泵通過連接ロ 11對保溫箱5進行抽真空操作，使得保溫箱5箱內形成負壓(壓カ控制在O. 038MPa)，進ー步硬化EVA薄膜3，並釋放專用模型I內的真空狀態，保持保溫箱5與專用薄膜3之間部分的負壓狀態，將模型I取出。翻轉帶有EVA薄膜3的保溫箱5，放置過渡板7及製作好的保溫發熱體冒ロ 8，並放置保溫罩9及以幹型砂10充填冒ロ 8四周，即可得到本實施例所述的複合砂型。
實施例2
本實施例示例性地闡述生產熔鑄鋯剛玉製品250X400X 1200mm的複合砂型，參照附圖1-2所示，所述複合砂型通過以下步驟製備
冒ロ 8採用樹脂砂型冒ロ 8 (呋喃樹脂3wt%，石英砂97wt%)，根據エ藝設定的圖紙形狀，將採用樹脂砂型製作的冒ロ 8內部形狀為600 (高)X400X250mm，冒ロ 8四周壁厚為30mmo將根據製品形狀製作中空的負壓成型模型I (外形尺寸250X400X1200 mm)，與真空抽氣室2連接，並將採用軟化加熱裝置對EVA薄膜3 (こ酸こ烯含量在32wt%的EVA塑料薄膜)進行軟化，覆蓋於模型I的外表面，通過真空抽氣室2與模型I連接的通氣孔4及模型通氣孔12將專用模型I內及專用薄膜3與專用模型I之間的空氣抽走，模型內壓カ控制在O. 030MPa,使得軟化的EVA薄膜3能夠貼緊在模型I外表面上；
將緊貼有EVA薄膜3的模型I置於負壓成型保溫箱5內，並將保溫材料6 (所述的保溫材料包括I. 8wt%的酹醒樹脂、I. 2wt%的硬脂酸、I. 5wt%的ニ甲基娃油、I. 2wt%的丙烯酸改性松香和餘量的石英砂)填入保溫箱5內，進行振實操作，以確保保溫材料6能夠緊密接觸EVA薄膜3 ；
啟動真空泵通過連接ロ 11對保溫箱5進行抽真空操作，使得保溫箱5箱內形成負壓(壓カ控制在O. 035 MPa)，進ー步硬化EVA薄膜3，並釋放專用模型I內的真空狀態，保持保溫箱5與專用薄膜3之間部分的負壓狀態，將模型I取出。翻轉帶有EVA薄膜3的保溫箱5，放置過渡板7及製作好的保溫發熱體冒ロ 8，並放置保溫罩9及以幹型砂10充填冒ロ 8四周，即可得到本實施例所述的複合砂型。本發明的具體實施方式
僅用於對本發明的技術方案做進ー步的闡述和說明，任何 人均不能依據實施例限定本發明的範圍，凡在本發明的權利要求書要求保護的範圍內所做出的等同的變形和改變的實施方式均在本發明所要求保護的範圍內。
權利要求
1.一種生產熔鑄耐火材料的複合砂型成型工藝，其特徵在於所述的複合砂型成型工藝包括以下步驟 (1)按照製品的外形製作模壁多孔並且中空的模型； (2)將步驟(I)所得的模型放置在帶有真空抽氣室的型板上，並將軟化的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物薄膜覆蓋的外表面上實施抽真空操作，使得所述薄膜緊貼在所述模型的模壁上，其中所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯的含量為25-35wt% ； (3)將步驟(2)得到的緊貼有所述薄膜的模型放置到帶有真空抽氣室的保溫箱內，填入保溫材料並振實，實施對專用保溫箱抽真空操作，翻轉專用保溫箱並取出模型，放置過渡板及冒口，罩上保溫罩並以幹型砂充填冒口四周即得到所述的複合砂型，其中所述的保溫材料包括0. 1-5. 0wt%的呋喃樹脂或者酚醛樹脂，以及95-99. 9 wt%的石英砂或氧化鋁空心球。
2.權利要求I所述的一種生產熔鑄耐火材料的複合砂型成型工藝，其特徵在於所述的冒口採用耐熱金屬、樹脂結合的砂型板、水玻璃結合的砂型板或者保溫發熱體製成。
3.權利要求2所述的一種生產熔鑄耐火材料的複合砂型成型工藝，其特徵在於所述的保溫發熱體含有2. 2-3. 5 wt%的矽纖維、72-85wt%的石英砂、2. 5_5. 0wt%的鋁粉、.2.5-6. 0wt%的三氧化二鐵、I. 2-2. 5的二氧化錳、0. 8-1. 5wt%的呋喃樹脂和0. 6-1. 5wt%的酚醛樹脂。
4.權利要求I所述的一種生產熔鑄耐火材料的複合砂型成型工藝，其特徵在於所述的模型是指採用木材、樹脂或金屬製成的模壁多孔並且中空的模型。
5.權利要求4所述的一種生產熔鑄耐火材料的複合砂型成型工藝，其特徵在於所述的模型是指採用鋁或鋁合金製成的模壁多孔並且中空的模型。
6.權利要求I所述的一種生產熔鑄耐火材料的複合砂型成型工藝，其特徵在於所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物薄膜通過將其加熱至60-79 °C來軟化。
7.權利要求I所述的一種生產熔鑄耐火材料的複合砂型成型工藝，其特徵在於所述的保溫材料含有I. 8wt%的酚醛樹脂、I. 2wt%的硬脂酸、I. 5wt%的二甲基矽油、I. 2wt%的丙烯酸改性松香和餘量的石英砂。
8.權利要求7所述的一種生產熔鑄耐火材料的複合砂型成型工藝，其特徵在於在步驟(2)和步驟(3)中，所述的抽真空操作是指將所述模型內的壓力抽至0. 01-0. 038 MPa。
全文摘要
本發明涉及一種生產熔鑄耐火材料的複合砂型成型工藝，包括模型的製備—覆膜—模型抽真空—入箱—保溫材料填箱—振實—保溫箱抽真空—拔模—翻型—放置冒口—冒口四周填保溫材料等步驟。本發明的複合砂型成型工藝很好的解決了負壓成型工藝應用於熔鑄耐火材工藝中所存在的易塌箱、製品容易開裂的技術難題。將本發明的成型工藝製備得到的複合砂型用於熔鑄耐火材料的製備，既節能環保，又提高了製品外觀質量。
文檔編號B28B1/54GK102672794SQ201210184410
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月6日 優先權日2012年6月6日
發明者馮中起, 張鑫, 羅凱, 羅峰, 陳龍, 龍希成 申請人:瑞泰科技股份有限公司, 都江堰瑞泰科技有限公司