本發(fā)明涉及耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低成本耐久型鑄造用紙質(zhì)澆道管及其制備方法。

背景技術(shù)：

在當今現(xiàn)有技術(shù)中，鑄造領(lǐng)域通常廣泛使用的澆道管部件是采用陶、瓷等耐火材料所燒制而成。其制造過程為將原材料按一定規(guī)格要求制成坯體原料，經(jīng)混料、陳腐、練泥等工序制成管狀生坯，經(jīng)干燥、煅燒窯爐高溫燒制成耐火陶瓷澆道管部件。使用時埋入型砂內(nèi)成為鋼水進入型腔內(nèi)的通道。其基本功能是保證鋼水流動過程中不會造成沖砂、粘砂；鋼水冷卻后不粘鐵、不粘砂。其實質(zhì)是利用耐火材料的耐火性能將鐵水和型砂隔離，以達到上述目的。該技術(shù)存在制造過程復雜、能耗高、環(huán)境污染大、重量大、易損壞、切割粉塵大、堅硬固體廢棄物多，不易除去等缺陷。

中國發(fā)明專利申請200910117239.6公開了一種鑄造用紙質(zhì)澆道管及其制備工藝，該紙質(zhì)澆道采用廢紙紙漿作為纖維，但仍需加入成本較高的填充材料、粘結(jié)材料、增強劑和防潮劑，而且目前市場上的產(chǎn)品均為一次性使用的紙質(zhì)澆道管，需要經(jīng)常更換，耗時、耗工，不利于降低成本和提高生產(chǎn)效率，故有必要研究一種低成本的鑄造用紙質(zhì)澆道管及其制備方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種低成本耐久型鑄造用紙質(zhì)澆道管及其制備方法。

一種低成本耐久型鑄造用紙質(zhì)澆道管，包括以下重量百分比的成分：

廢紙漿 75-85%

回收耐火磚 6-10%

鋁礦渣 1-3%

苛化白泥渣 4-8%

石蠟 0.2-0.5%

石墨烯 0.02-0.05%

六偏磷酸鈉 0.5-1%

電熔鎂砂細粉 余量。

優(yōu)選的，所述的回收耐火磚的主要成分為剛玉和氧化鋁。

優(yōu)選的，所述的苛化白泥渣的含水量為8-20%。

我國是制漿造紙大國，目前采用化學制漿方法，化學制漿(分為燒堿法和亞硫酸鹽法)就是利用各種化學藥劑，在特定條件下將植物纖維原料中的大部分木素溶出來使之分散成紙漿。燒堿法主要用來生產(chǎn)某些草漿，如稻麥草、龍須草、蘆葦?shù)取喠蛩猁}法主要用來生產(chǎn)木漿，也有用于制竹漿和草漿。化學制漿方法，無論用何種原料都要產(chǎn)生黑液，黑液中含有大量的廢堿和有機物，是水體的嚴重污染源之一。國內(nèi)多數(shù)造紙廠不加任何處理便將黑液排放到河湖中，一方面浪費了大量的堿資源，另一方面嚴重污染了環(huán)境。堿回收是我國造紙工業(yè)環(huán)境治理的首選措施，它不僅有很好的經(jīng)濟效益，而且還有很好的社會效益，對改善環(huán)境有著非常重要的作用和意義。

我國造紙工業(yè)與歐美發(fā)達國家的本質(zhì)區(qū)別在于制漿種類。國外以木漿為主，我國木漿、非木漿(稻草、麥草、龍須草、蘆葦?shù)葹樵?造紙工藝約各占50％。造紙苛化白泥渣是指化學制漿法-燒堿法產(chǎn)生的制漿黑液經(jīng)提取、蒸發(fā)濃縮形成固含量50％～70％的堿和有機物，然后將濃縮液放在堿回收鍋爐中燃燒，燒去有機物，得到主要成分是碳酸鈉和硫化鈉的熔融物。熔融物溶于水中形成綠液，加入消化石灰，經(jīng)過苛化工藝使碳酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鈉，氫氧化鈣形成碳酸鈣沉淀。苛化后的懸濁液經(jīng)澄清、洗滌、過濾后的濾液再循環(huán)用于制漿，同時得到的沉淀物碳酸鈣經(jīng)過濃縮、真空脫水形成-苛化白泥渣。

一種低成本耐久型鑄造用紙質(zhì)澆道管的制備方法，包括以下步驟：

A、將廢紙和水制成廢紙漿，并調(diào)節(jié)濃度為3-5%；

B、按照比例將廢紙漿、回收耐火磚、鋁礦渣、苛化白泥渣、石蠟和一半重量的六偏磷酸鈉混合后，攪拌均勻；

C、將調(diào)好的漿放入成型機中，成圓筒狀；并將圓筒狀的紙漿毛坯放入整形模具，熱壓整形；

D、將石墨烯、電熔鎂砂細粉和剩余的六偏磷酸鈉混合均勻后干法研磨，過250目篩，得到耐火表面涂層；

E、在整形后的紙漿脫模后內(nèi)側(cè)均勻涂抹步驟D的耐火表面涂層；

F、1200-1300℃高溫烘干，即可。

優(yōu)選的，所述的步驟E中，所述的耐火表面涂層的厚度不低于2mm。

本方案相比于傳統(tǒng)方案的有益之處在于：

1、本發(fā)明的原料中加入了回收耐火磚、鋁礦渣和苛化白泥渣，成本比市場產(chǎn)品的成本低10-20%，但產(chǎn)品的強度與市場產(chǎn)品并沒有明顯的區(qū)別，可以滿市場需求；

2、加入的回收耐火磚起到增強劑和耐火材料的作用；

3、加入堿性的苛化白泥渣起與石蠟相互配合起到粘結(jié)劑的作用，效果良好；

4、在傳統(tǒng)的紙質(zhì)澆道管內(nèi)側(cè)涂抹一層耐火表面涂層，從而提高紙質(zhì)澆道管的耐久性；

5、選用的耐火表面涂層的主要成分為石墨烯、六偏磷酸鈉和電熔鎂砂細粉，其中六偏磷酸鈉的作用為粘合劑，即增加耐火表面涂層與原紙質(zhì)澆道管的粘結(jié)效果，將六偏磷酸鈉分成兩份分別加入耐火表面涂層與原紙質(zhì)澆道管，效果更好；電熔鎂砂細粉本身具備非常好的耐火性能，同時在高溫加熱過程中與原紙質(zhì)澆道管的氧化鋁成分生成鋁鎂尖晶石結(jié)構(gòu)，進一步提高表面涂層的耐火性能和強度，使表面可耐1600℃以上的高溫；加入石墨烯并將其與電熔鎂砂細粉共磨是為了增加電熔鎂砂細粉的分散效果，從而增強電熔鎂砂細粉與氧化鋁的反應(yīng)效果。

6、本發(fā)明的紙質(zhì)澆道管制備工藝簡單，成本低廉，耐久性好，一般可以使用10次以上，使用后只需簡單清理，無需經(jīng)常更換，可以大大提高生產(chǎn)效率。

具體實施方式

實施例1：

一種低成本耐久型鑄造用紙質(zhì)澆道管，包括以下重量百分比的成分：

廢紙漿 78%

回收耐火磚 6%

鋁礦渣 2%

苛化白泥渣 7%

石蠟 0.3%

石墨烯 0.03%

六偏磷酸鈉 0.8%

電熔鎂砂細粉 余量。

所述的回收耐火磚的主要成分為剛玉和氧化鋁。

所述的苛化白泥渣的含水量為15%。

一種低成本耐久型鑄造用紙質(zhì)澆道管的制備方法，包括以下步驟：

A、將廢紙和水制成廢紙漿，并調(diào)節(jié)濃度為4%；

B、按照比例將廢紙漿、回收耐火磚、鋁礦渣、苛化白泥渣、石蠟和一半重量的六偏磷酸鈉混合后，攪拌均勻；

C、將調(diào)好的漿放入成型機中，成圓筒狀；并將圓筒狀的紙漿毛坯放入整形模具，熱壓整形；

D、將石墨烯、電熔鎂砂細粉和剩余的六偏磷酸鈉混合均勻后干法研磨，過250目篩，得到耐火表面涂層；

E、在整形后的紙漿脫模后內(nèi)側(cè)均勻涂抹步驟D的耐火表面涂層；

F、1250℃高溫烘干，即可。

所述的步驟E中，所述的耐火表面涂層的厚度為2.2-2.5mm。

實施例2：

一種低成本耐久型鑄造用紙質(zhì)澆道管，包括以下重量百分比的成分：

廢紙漿 85%

回收耐火磚 6%

鋁礦渣 1%

苛化白泥渣 4%

石蠟 0.2%

石墨烯 0.05%

六偏磷酸鈉 0.5%

電熔鎂砂細粉 余量。

所述的回收耐火磚的主要成分為剛玉和氧化鋁。

所述的苛化白泥渣的含水量為20%。

一種低成本耐久型鑄造用紙質(zhì)澆道管的制備方法，包括以下步驟：

A、將廢紙和水制成廢紙漿，并調(diào)節(jié)濃度為3%；

B、按照比例將廢紙漿、回收耐火磚、鋁礦渣、苛化白泥渣、石蠟和一半重量的六偏磷酸鈉混合后，攪拌均勻；

C、將調(diào)好的漿放入成型機中，成圓筒狀；并將圓筒狀的紙漿毛坯放入整形模具，熱壓整形；

D、將石墨烯、電熔鎂砂細粉和剩余的六偏磷酸鈉混合均勻后干法研磨，過250目篩，得到耐火表面涂層；

E、在整形后的紙漿脫模后內(nèi)側(cè)均勻涂抹步驟D的耐火表面涂層；

F、1300℃高溫烘干，即可。

所述的步驟E中，所述的耐火表面涂層的厚度不低于2.4-2.6mm。

實施例3：

一種低成本耐久型鑄造用紙質(zhì)澆道管，包括以下重量百分比的成分：

廢紙漿 75%

回收耐火磚 10%

鋁礦渣 3%

苛化白泥渣 8%

石蠟 0.5%

石墨烯 0.02%

六偏磷酸鈉 1%

電熔鎂砂細粉 余量。

所述的回收耐火磚的主要成分為剛玉和氧化鋁。

所述的苛化白泥渣的含水量為8%。

一種低成本耐久型鑄造用紙質(zhì)澆道管的制備方法，包括以下步驟：

A、將廢紙和水制成廢紙漿，并調(diào)節(jié)濃度為5%；

B、按照比例將廢紙漿、回收耐火磚、鋁礦渣、苛化白泥渣、石蠟和一半重量的六偏磷酸鈉混合后，攪拌均勻；

C、將調(diào)好的漿放入成型機中，成圓筒狀；并將圓筒狀的紙漿毛坯放入整形模具，熱壓整形；

D、將石墨烯、電熔鎂砂細粉和剩余的六偏磷酸鈉混合均勻后干法研磨，過250目篩，得到耐火表面涂層；

E、在整形后的紙漿脫模后內(nèi)側(cè)均勻涂抹步驟D的耐火表面涂層；

F、1200℃高溫烘干，即可。

所述的步驟E中，所述的耐火表面涂層的厚度不低于2.3-2.7mm。

對比實施例1

將實施例1中的耐火表面涂層去除，其余條件不變。

對比實施例2

將實施例1中的石墨烯去除，其余條件不變。

將實施例1和對比實施例1中的紙質(zhì)澆道管的耐久性和強度做對比，實施例1的紙質(zhì)澆道管比對比實施例1中的紙質(zhì)澆道管使用次數(shù)增加10次以上，強度也平均增加了45%；

將實施例1和對比實施例2中的紙質(zhì)澆道管的耐久性和強度做對比，實施例1的紙質(zhì)澆道管比對比實施例2中的紙質(zhì)澆道管使用次數(shù)增加6-8次，強度也平均增加了18%；此檢測數(shù)據(jù)只針對上述檢測樣品。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。