[发明专利]熔铸莫来石砖的生产工艺

摘要

本发明公开了熔铸莫来石砖的生产工艺，包括以下步骤（1）、选取原料并配料；（2）、对原料进行熔融；（3）、浇注；（4）、热处理，分为结晶和退火两个阶段；①结晶，②退火，即铸件制品的冷却；（5）、对铸件制品进行机械加工。本发明为了解决制品的开裂问题，经多次试验，通过使用高纯原材料，调整熔融工艺，以及对模具制作工艺进行改良，并采取先进的保温退火办法，从而有效解决了制品产生的裂纹问题。

主权项

熔铸莫来石砖的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤，（1）、选取原料并配料：选用优质高铝矾土、优质铁矾土、进口优质氧化铝及粘土为原料；确保原料中的铝硅系数，即配料中Al2O3和SiO2质量比为2.3‑2.9；还原剂加入量视原料中Fe203含量而定，确保还原lkg的铁使用0.2‑0.25kg的活性炭，即在配料中加入适量木屑；将原料加入到双螺旋混料机中搅拌均匀；（2）、熔融：将搅拌均匀的原料加入全自动控制的三相电弧炉，采用低电压、高电流电力制度，一般电压为150～190V， 电流强度达1600～2000A，熔融温度在1900～2200℃之间；（3）、浇注：将熔液注入预设定形状和尺寸的模型中，经冷却成为有一定形状和尺寸的结构致密、组织均一的铸件制品，铸件制品应具有精确的尺寸，以便使加工量最小；浇注用模型是以纯度较高的石英砂，即型砂SiO2的含量>98.5%，并加入占总重量5‑8％的结合剂，混合成型后再干燥而成；（4）、热处理，分为结晶和退火两个阶段；①结晶：对于熔铸莫来石制品，铸件制品内部的莫来石结晶呈纤维状或细小晶粒，均匀分布；决定晶粒大小的主要因素是冷却速度；从Al2O3‑SiO2系平衡图的研究可知，莫来石为一致熔融化合物，从熔液中直接凝固析晶，并不预先析出刚玉；但是当熔液中含有一定数量的熔剂时，熔融物在冷却时首先析出刚玉，而莫来石晶体要在1750～1800℃以下才开始稳定地析出；应保持在熔融物开始析晶到1800℃之间的温度范围内迅速冷却，而在低于莫来石开始析晶的温度，给予适当的保温时间，充分的缓慢冷却，以使早期析出的刚玉晶粒有足够时间与熔液作用形成莫来石，从而使制品中的莫来石有最大的含量；②退火，即铸件制品的冷却；析晶后铸件制品在冷却过程中，由于各部分散热不均匀，使铸件制品内部存在温度梯度，产生很大应力，会造成开裂或缺棱、缺角的废品；冷却速度越大，废品产生的倾向也越大；因此，铸件必须缓慢冷却，自然退火是依靠模型外部的良好隔热层，采用蛭石作隔热保温材料层；冷却速度由隔热层的厚度来调整；缓冷温度范围，主要是在1800～1100℃，缓冷速度一般控制在60～70℃／h；（5）、对铸件制品进行机械加工：由于模型的形状不够精确，并且在浇铸时上下收缩不一致，会产生缩孔，以及铸口及表面皱折，均需进行切割加工，才能使用；但由于铸件硬度很大，加工很困难，通常采用酚醛树脂结合的粗粒金刚石砂轮进行切割。