[发明专利]宝珠砂的生产方法

说明书

本发明公开了一种宝珠砂的生产方法，包括选择三氧化二铝质量分数在60％以上的铝矿；将所述铝矿加入到电弧炉中，将铝矿加热到2000摄氏度以上熔融；对电弧炉中流出的熔融液体施加空气压，将液体原料破碎冷却，得到粗宝珠砂；根据粒径对粗宝珠砂进行筛分得到宝珠砂产品。本发明方法得到的宝珠砂耐火温度大于1800摄氏度；外形近乎球状，有很好的流动性和填充性能，不但经济且浇注后铸型也不易破坏；可以防止由于型砂膨胀而产生的铸造缺陷，可以提高复杂铸件的尺寸精度；具有高强度、低破损的性质，回收再利用率高，且粉尘量很小；与铬铁矿砂、锆英砂相比，价格便宜。

技术领域

本发明涉及铸造砂，具体涉及宝珠砂的生产方法。

背景技术

铸造在中国是一种古老传统的制造业，一直是一个严重污染环境的部门，也已在民间形成了不良的口碑。在铸造生产中，材料和能源的投入占到产值的55％-70％。我国铸造行业每年的排污物总量为：废渣300万吨、废砂1650万吨和废气110亿立方米。目前大量使用的人造铸造砂主要产自于天然的硅砂或人工破碎的硅砂，它们在造型浇注过程中受热容易破碎，成为垃圾、污染环境，危害生产工人的健康(二氧化硅粉尘容易产生硅肺病)，对于砂型铸造来讲，没生产一吨铸件，大约生产1.3-1.5吨的废砂。因此，研究一种能够改善铸件质量并减少环境的污染，改善产业工人的劳动环境的铸造材料已经变得十分重要了。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宝珠砂的生产方法，解决现有技术铸造砂对环境污染大、受热容易破碎的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种宝珠砂的生产方法，包括选料、高温熔融、造粒、筛分，其中，

选料：选择三氧化二铝质量分数在60％以上的铝矿；

高温熔融：将所述铝矿加入到电弧炉中，将铝矿加热到2000摄氏度以上熔融；

造粒：对电弧炉中流出的熔融液体施加空气压，将液体原料破碎冷却，得到粗宝珠砂；

筛分：根据粒径对粗宝珠砂进行筛分得到宝珠砂产品。

通过控制空气压，利用强风将液体原料破碎、冷却后，得到球形或接近球形、表面光滑的沙粒。

作为优选的，所述电弧炉以三相交流电为电源，电弧炉的炉腔顶部开口，底端侧壁上设有出液口，炉腔内有三个穿过炉腔侧壁且竖直设置的电极，所述电极均与电源电连接，相比于传统水平设置的电极加热的体积更大，有利于炉腔内的物料充分混合，得到的宝珠砂产品各理化性质更均一，受各批次铝矿原料成分的差异影响较小。

作为优选的，三个所述电极在水平面上的投影呈三角形，电极顶端位于炉腔高度的1/2-2/3处、底端高于炉腔底部。电极位于炉腔液面以下，将融融的铝矿加热，炉腔上部有缸进入吕强的固体铝矿，可以进行预热。

作为优选的，所述炉腔的侧壁和底面均设有用于承载冷却水的夹层，所述夹层底端设有冷却水入口，顶端设有冷却水出口。由于炉腔需要长时间的处于高温状态，会大大缩减电弧炉的寿命，因此在炉腔的周围设有夹层为电弧炉降温，降低高温对电弧炉的损害，延长电弧炉的寿命。

作为优选的，所述冷却水入口处设有压力控制装置，通过控制冷却水的压力控制冷却水的循环速度，从而控制电弧炉侧壁和底面的降温速度。

作为优选的，所述电极为石墨电极并与电极进给装置相连。由于电极在使用过程中会有一定的损耗，因此需要一个电极进给装置不断地将电极深入液面。