[发明专利]一种铸造用烧结陶粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铸造用烧结陶粒及其制备方法，包括硅微粉、铝土矿熟料、粘土熟料、钛铁矿和高铁铝土矿；所述铝土矿熟料中的Al₂O₃含量≥65％；所述粘土熟料中的Al₂O₃含量30％～40％；经冶炼处理的钛铁矿中的MnO₂含量≤1％，MgO含量≤2％；所述高铁铝土矿中的Fe₂O₃含量≥28％；所述铸造用烧结陶粒的密度为1.90～2.15g/cm³。本发明克服了现有技术的陶粒砂存在烧结温度≤1400℃、密度低空隙率大导致铁液或钢液易侵蚀、仅适合以覆膜砂为工艺的小件生产，无法广泛的应用于铸造行业等问题，提供了一种铸造用烧结陶粒。本发明的陶粒具有高密度、高耐火度及耐钢液和铁液侵蚀，符合铸造用砂要求，可大范围在铸造行业推广应用，具有良好的环保性能和较大的经济效应。

技术领域

本发明涉及铸造领域，具体涉及一种铸造用烧结陶粒及其制备方法。

背景技术

铸造常用砂以硅砂、铬铁矿砂、锆砂、宝珠砂、陶粒砂等为主。硅砂资源丰富，但使用过程中粉化严重，固体废弃物排放量巨大，车间二氧化硅粉尘含量高导致工人矽肺病得病率高。铬铁矿砂和锆砂资源稀缺，价格昂贵，再生率低，使用成本较高，仅能作为特殊用砂使用，铸造行业急需新型材料替代传统铸造用砂。

发明专利CN105344919A公开了一种铸造用陶粒砂，该陶粒砂的主要特征在于成分包括二氧化硅，二氧化硅的重量含量为55wt％以上。该发明中，陶粒砂三氧化二铝的含量明显低于现有技术中所采用的陶粒砂，采用无铝或低铝矿产作为原材料，降低生产成本。同时，该发明的陶粒砂耐火度较普通陶粒砂要低，适用于浇注温度低于1600℃的铸件造型。该发明以降低陶粒砂中三氧化二铝含量的方法达到降低生产成本和陶粒砂耐火度，但众所周知，实际生产中，铸造用砂要求很高的耐火度，从而避免粘砂缺陷的产生。该发明专利以牺牲产品质量为代价降低了生产成本的做法会影响铸件质量。

发明专利CN103724003A公开了一种制备陶粒砂的方法，该方法通过加入低熔点氧化钾或氧化钠矿物助剂，降低陶粒砂耐火度。此方法生产陶粒砂仅适用于石油支撑剂，无法用作铸造用砂。

发明专利CN103212665A公开了一种超高密度陶粒支撑剂及其制备方法，包含质量百分比为75％～85％的铝土矿，5％～18％的氧化铝微粉，1％～3％的锰矿，其余为添加物，此烧结陶粒添加1％-3％的锰矿为助熔剂，在降低生产过程中的成本时也降低了产品的耐火度。

在其他公知的方法中，陶粒砂均存在烧结温度≤1450℃和密度低空隙率大导致铁液或钢液易侵蚀等问题，仅适合以覆膜砂为工艺的小件生产，无法广泛的应用于铸造行业，尤其是大型铸钢件。

发明内容

本发明克服了现有技术的陶粒砂存在烧结温度≤1400℃、密度低空隙率大导致铁液或钢液易侵蚀、仅适合以覆膜砂为工艺的小件生产，无法广泛的应用于铸造行业等问题，提供了一种铸造用烧结陶粒及其制备方法。本发明的陶粒具有高密度、高耐火度及耐钢液和铁液侵蚀，符合铸造用砂要求，可大范围在铸造行业推广应用，具有良好的环保性能和较大的经济效应。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：

一种铸造用烧结陶粒，包括硅微粉、铝土矿熟料、粘土熟料、钛铁矿和高铁铝土矿；按重量组份，硅微粉含量5～15份，铝土矿熟料含量50～80份，粘土熟料含量1～3份，钛铁矿含量1～10份，高铁铝土矿含量2～10份。

进一步的，所述硅微粉中的SiO₂含量≥90％；所述铝土矿熟料中的Al₂O₃含量≥65％；所述粘土熟料中的Al₂O₃含量30％～40％。

进一步的，经冶炼处理的钛铁矿中的MnO₂含量≤1％，MgO含量≤2％。。