人造砂制造工艺、人造砂回收工艺及磁性人造砂制造技术

本发明专利技术提供一种人造砂造型工艺，包括如下步骤：将人造砂原料中加入含铁量为3%

【技术实现步骤摘要】
人造砂制造工艺、人造砂回收工艺及磁性人造砂


[0001]本专利技术涉及铸造领域，尤其是一种人造砂制造工艺、人造砂回收工艺及磁性人造砂。

技术介绍

[0002]市面上绝大多数的砂型（包括外模和砂芯）采用无磁性的石英砂作为原料，利用有机粘结剂制粘结成外模和砂芯，由于有机粘结剂的环保效果差、毒性强，铁水浇铸时会产生较多的VOCs有机气体，影响环境。
[0003]为了不产生或少产生VOCs有机气体，市面上开始推广使用无机粘结剂制造无机无磁性砂芯；但是铸造厂流水化生产线要求砂芯与外模匹配并准时送达，需要砂芯提前储存在库中，使用时才取出与砂型匹配，而无机粘结剂易吸水，使得长时间存放的无机砂芯容易吸潮，从而生产的铸件会出现尺寸精度差、表面粗糙度差等缺陷；另外，无机粘结剂制成的无机无磁性砂芯溃散性差，温度高时易碎，温度低时易粘连，既不利于浇铸，也不利于落砂，故难以推广。
[0004]所以，需要一种新的人造砂制造工艺和人造砂回收工艺，组合使用无机粘结剂和有机粘结剂，制得无机外模和有机砂芯，组合使用时既能降低VOCs有机气体的排放量，又能提高铸件的浇铸质量。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供一人造砂制造工艺、人造砂回收工艺及磁性人造砂，制得有机砂芯保证精度，无机外模溃散性好，利于砂型和砂芯的落砂回收。本专利技术采用的技术方案是：一种人造砂造型工艺，包括如下步骤：将人造砂原料中加入含铁量为3%
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30%的铁元素，而后造粒制得磁性人造砂；将磁性人造砂进行磁性分选，分选出含铁量＞30%的强磁性人造砂、含铁量为5%
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30%的中磁性人造砂、含铁量＜5%的弱磁性人造砂；将弱磁性人造砂或无磁性天然石英砂与无机粘结剂、固化剂混合得到无机人造砂，用于制备无机外模；将中磁性人造砂与有机粘结剂、固化剂混合得到有机人造砂，用于制备有机砂芯；铸造时，将有机砂芯放入无机外模内，合模成完整的砂型。
[0006]进一步地，所述的人造砂原料为铝矾土、氧化铝粉或矾土，制得的磁性人造砂分别为磁性宝珠砂、磁性金刚陶粒砂或磁性莫来石砂。
[0007]进一步地，所述铁元素为铁粉、Fe3O4或铁粉与Fe3O4的混合物。
[0008]一种人造砂回收工艺，包括人造砂造型工艺，还包括如下步骤：使用后的砂型经落砂、振动破碎，得到无机人造砂和有机人造砂的混合砂，然后对混合砂进行磁性分选，分选出有机中磁性人造旧砂、无机弱磁性人造旧砂或无机无磁性天
然石英旧砂；分别回收无机无磁性天然石英旧砂、无机弱磁性人造旧砂和有机中磁性人造旧砂，重新投入到人造砂造型工艺当中循环使用。
[0009]进一步地，有机中磁性人造旧砂通过机械法再生工艺或热法再生工艺进行回收。
[0010]进一步地，无机无磁性人造旧砂或无机弱磁性人造旧砂通过湿法再生工艺进行回收。
[0011]进一步地，所述磁性分选所使用的设备为磁选分离滚筒；其中，磁选分离滚筒的表面磁性为1000Gs
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8000Gs。
[0012]一种磁性人造砂，由人造砂造型工艺制得。
[0013]本专利技术的优点：基于磁性的人造砂角形系数小，表面光滑，不仅与无机/有机粘结剂结合效果好，还有利于降低无机/有机粘结剂和固化剂的加入量，从而降低生产成本，减少废气污染，改善铸造环境；同样的，粘结剂使用量与现有的砂件加工工艺相比大大减少，铸件使用后残留的粘接剂量低，更利于溃散，利于旧砂的再生。
[0014]所以，本申请能够组合使用无机粘结剂和有机粘结剂，制得无机外模和有机砂芯，组合使用时既能降低VOCs有机气体的排放量，又能提高铸件的浇铸质量，砂芯易溃散回收。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0017]请参阅附图1，本专利技术首先提供一种人造砂造型工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1：将人造砂原料中加入含铁量为3%
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30%的铁元素，而后造粒制得磁性人造砂；S2：将磁性人造砂进行磁性分选，分选出含铁量＞30%的强磁性人造砂、含铁量为5%
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30%的中磁性人造砂、含铁量＜5%的弱磁性人造砂；S3：将弱磁性人造砂或无磁性天然石英砂与无机粘结剂、固化剂混合得到无机人造砂，用于制备无机外模；将中磁性人造砂与有机粘结剂、固化剂混合得到有机人造砂，用于制备有机砂芯；铸造时，将有机砂芯放入无机外模内，合模成完整的砂型。
[0018]可选的，所述的人造砂原料为铝矾土、氧化铝粉或矾土，制得的磁性人造砂分别为磁性宝珠砂、磁性金刚陶粒砂或磁性莫来石砂。
[0019]为方便理解，以下介绍几种磁性人造砂的生产工艺；现有技术中的宝珠砂是以优质铝矾土为原料，经过高温煅烧、电熔、造粒、筛分得到的；在此基础上，通过在铝矾土中均匀加入铁氧化物，再经过高温煅烧、电熔、造粒、筛分，得到磁性宝珠砂；现有技术中的金刚陶粒砂是采用α相转化率较低（例如α相转化率为80%
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90%）的氧
化铝粉为主要原料，配以复合烧结剂，经过球磨、造粒、煅烧、抛光、筛分，得到氧化铝微珠，即为金刚陶粒砂；在此基础上，通过在氧化铝粉中与复合烧结剂一起均匀加入铁氧化物，再经过球磨、造粒、煅烧、抛光、筛分，得到磁性金刚陶粒砂；现有技术中的莫来石砂是以矾土为原料，经过破碎、研磨、造浆、造粒、煅烧、筛分得到的；在此基础上，在研磨和造浆的过程中均匀加入铁氧化物，再经过造粒、煅烧、筛分，得到磁性莫来石砂。
[0020]下面以磁性金刚陶粒砂为例，简述基于磁性人造砂的砂型的有益效果；传统铸造用的天然石英砂，由于其耐火度不高，热膨胀系数大，导致铸件表面粘砂现象明显，铸件精度不高，并且石英砂粒形态不规则，角形系数大，所以制成外模或砂芯时所需要使用的粘结剂和固化剂量大大提高；磁性金刚陶粒砂的耐火度与镁砂、铬铁矿砂相当，其耐火度可达1850℃，高于天然石英砂，所以制成的磁性外模或砂芯在铸造过程中，使铸件表面粘砂倾向减少，并且磁性人造砂的热膨胀性低，满足铸件精度要求；磁性金刚陶粒砂的莫氏硬度能够达到7.8，再生循环时不宜破碎，回收再利用率高，排放量小，大大降低了生产成本；磁性金刚陶粒砂粒形为球形，角形系数≤1.1，表面光滑且粒形良好，从而粘结剂和固化剂的加入量能够降低40%
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50%，不仅降低生产成本，还减少有机气体的产生，有利于改善铸造环境；磁性金刚陶粒砂球形态制作的外模，同样有利于浇铸过程中的排气，减少铸件的气孔倾向；另外，由于粘结剂和固化剂的加入量降低，使得铸件浇铸后，砂型残留的粘结剂低，有利于溃散，有利于旧砂再生。
[0021]在人造砂磁性分选过程中，优选含铁量为5%
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28%的中磁性人造砂；更优选含铁量为8%
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25%本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人造砂造型工艺，其特征在于，包括如下步骤：将人造砂原料中加入含铁量为3%
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30%的铁元素，而后造粒制得磁性人造砂；将磁性人造砂进行磁性分选，分选出含铁量＞30%的强磁性人造砂、含铁量为5%
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30%的中磁性人造砂、含铁量＜5%的弱磁性人造砂；将弱磁性人造砂或无磁性天然石英砂与无机粘结剂、固化剂混合得到无机人造砂，用于制备无机外模；将中磁性人造砂与有机粘结剂、固化剂混合得到有机人造砂，用于制备有机砂芯；铸造时，将有机砂芯放入无机外模内，合模成完整的砂型。2.根据权利要求1所述的人造砂造型工艺，其特征在于：所述的人造砂原料为铝矾土、氧化铝粉或矾土，制得的磁性人造砂分别为磁性宝珠砂、磁性金刚陶粒砂或磁性莫来石砂。3.根据权利要求2所述的人造砂造型工艺，其特征在于：所述铁元素为铁粉、Fe3O4或铁粉与Fe3O4的混合物。4.一种人造砂回收工艺，其特征在于：包括权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱以松，周光照，
申请(专利权)人：无锡锡南铸造机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：