[发明专利]稻壳保温冒口套材料

说明书

本发明属于铸造保温材料。

目前，国内外通用铸造冒口套的材料是：1、用石英砂做骨架材料，用硅酸铝做保温材料制成的耐火纤维保温冒口套;2、用矿渣棉和纸浆等材料做保温材料，用石英砂做骨架制成的冒口套;3、用水玻璃70砂或水玻璃硅砂制做的普通冒口套。其成型工艺中有的用酚醛树脂，有的用尿醛树脂，有的用乌落托品做粘结剂。用上述材料制做冒口套所共有的缺点是：1、使用乌落托品做粘结剂一般都有毒性，特别是烘干工艺中挥发出强烈的氨气，对人的呼吸系统刺激很大，对眼睛和皮肤的刺激则更强烈。长期在这种环境中操作的人员多有咽喉不适，声音嘶哑和面部起红斑等疾病;2、所需的原材料比较昂贵，特别是树脂类型粘结剂，不但价高，且货源紧张;3、普通砂型冒口，由于冒口材料和铸型材料完全相同，因此，两者的传热性能也相同。保温效果不明显，加之冒口周围热损失大，普通材料的冒口补缩效率很低。

本发明的目的就在于，提供一种新型的保温冒口套材料，减少操作环境的污染，降低成本、节约钢水、提高铸件质量。

实现本发明的关键是：保温冒口套用石英砂做骨架材料，还含有碳化稻壳与粉碎稻壳混合物，膨润土、复合粘结剂（Na₂Sio₃与Na₃Po₄混合物）。其各组份基本构成是碳化稻壳或碳化稻壳与粉碎稻壳混合物45～50%、石英砂28～35%、膨润土12～5%、Na₂Sio₃14%、Na₃Po₄1%。选择上述材料的依据是：稻壳，特别是碳化稻壳导热系数小，比重小，富含二氧化硅。在燃烧的条件下形成薄壳状结构，构成多层次的热阻隔作用，即形成多层互不相通的蜂窝状组织结构，阻碍热传导和热辐射，有效地防止热辐射损失，同时它又是一项废物利用，原料易得。加膨润土的作用是增加湿强度（干燥前变形与易碎程度）。采用Na₃Po₄高温粘结剂是为保证在高温下有足够的凝结强度。采用精制石英砂和模数2.2的粘结剂组成的冒口材料比使用普通石英砂及粘结剂具有结构紧密、耐高温、粘结强度高、成型效果好、无污染、对人体无刺激等特点。

本发明的主要优点是：

1、无毒、不污染操作环境;

2、补缩效果好、节钢显著、降低铸件成本;

3、可提高铸件成品率2～10%;

4、原料来源广泛，是一项废物利用;

5、重量轻、体积小、保温效果好;

6、表面光滑、不粘沙，可提高切割和机加效益。

下面介绍本发明的几个具体实施例：

例1、冒口套组成材料配比（重量比）为：碳化稻壳50%、精制石英砂28%、膨润土7%、模数为2.2的Na₂Sio₃14%Na₃Po₄1%。制作方法是：按上述配比称取物料，先将碳化稻壳、石英砂、膨润土放入搅拌器中。复合粘结剂的配制过程是：先将称取的Na₃Po₄研细，用80～90℃的水溶解后倒入已称取好的Na₂Sio₃中。将配好的复合粘结剂再倒入搅拌器中充分混合，再将搅拌均匀的混合物料放入碾砂机中，碾砂10～12分钟后，放出混合物料浸润35～45分钟，而后放入模具中进行造型。人工和机械紧实均可，再将半成品自然晾晒或低温烘干。低温烘干过程是，先在80℃下烘干两小时，再在130℃下烘干。低温烘干过程是，先在80℃下烘干两小时，再在130℃下烘干4小时。

例2、冒口套组成材料配比（重量比）为：碳化稻壳32%粉碎稻壳（粉碎到20目以下）15%、石英砂28%、膨润土10%、Na₂Sio₃14%、Na₃Po₄1%。制做过程如例1。

采用冒口套是为消除铸件在凝固过程中产生缩孔、缩松等缺陷，满足补缩要求而采取的一种工艺措施。冶金行业中铸钢、铸铁、铸铝、铸铜生产中需大量的保温冒口套。