[发明专利]一种橄榄石陶粒砂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于橄榄石资源综合利用技术领域，具体涉及一种用于高锰钢铸造的橄榄石陶粒砂的制备方法。

背景技术

目前，高锰钢铸造多采用镁砂、橄榄石矿砂、石英砂为造型砂或填充砂。镁砂使用效果好，但价格较高，且易水化，不易储存，使用较少；橄榄石矿砂含有结晶水，使用过程中会导致颗粒破损、铸件粘砂，从而降低反复利用率；石英砂在不同温度下的晶型转变会导致其颗粒粉化，严重降低反复使用率。 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种价格低廉、寿命长、反复利用率高的橄榄石陶粒砂及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种用于高锰钢铸造的橄榄石陶粒砂的制备方法，包括以下步骤：（1）配料：以重量份计称取80~90份橄榄石粉、2~5份轻烧MgO粉、5~15份微硅粉，加入搅拌机内混合均匀；

（2）造球：将步骤（1）得到的混合物加入成球机，用喷雾器将预先配制好的水溶液喷洒到成球机内的混合料上，使混合物滚动成球；

（3）筛分：将成球的混合物用70目的振动筛过筛，除去粒度小于70目的粉末；

（4）烧结：将过筛剩下的球置于烧结窑内焙烧，烧结温度为1350~1500℃，烧结时间为2.5－3.5小时；

（5）分级：将烧后的球用振动筛过筛，得到多个粒度区间的用于高锰钢铸造的橄榄石陶粒砂。

所述的橄榄石粉的MgO含量≥40wt%、粒度＜300目；轻烧MgO粉的MgO含量≥80wt%、粒度＜300目；微硅粉的SiO₂含量≥90wt%、粒度＜3μm。

烧结温度为1400~1450℃。

步骤（2）中的水溶液为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和木质素磺酸钙与水的混合溶液，以重量比计：三聚磷酸钠：六偏磷酸钠：木质素磺酸钙＝1：1：3，溶液浓度为5~15%。

 本发明提供的用于高锰钢铸造的橄榄石陶粒砂的制备方法，通过1000℃以上的高温预先除去橄榄石中的结晶水，从而减少材料的破损粉化；随着温度的升高，微硅粉、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠促进材料烧结，堵塞橄榄石脱水后留下的孔隙，从而降低造型砂配入粘结剂的用量；轻烧MgO粉与微硅粉在高温下反应生成高温相—Mg₂SiO₂，可提高材料的耐火度；材料呈球形，表面光滑，流动性好、透气性好。

本发明提供的橄榄石陶粒砂具有耐火度高（耐火度>1800℃）、流动性好、透气性好、强度高等特点，不仅价格低廉，远低于镁砂，而且使用寿命长、反复利用率高。

具体实施方式

实施例1

以重量份计称取90份橄榄石粉、5份轻烧MgO粉、5份微硅粉，加入搅拌机内混合均匀；再该混合物加入成球机，用喷雾器将预先配制好的水溶液（三聚磷酸钠50g、六偏磷酸钠50g、木质素磺酸钙150g、水2500g）喷洒到成球机内的混合料上，使混合物滚动成球；将成球的混合物用70目的振动筛过筛，除去粒度<70目的粉末。

将过筛剩下的球置于烧结窑内焙烧，烧结温度为1350℃，烧结时间为3.5小时。

将出窑的球用振动筛过筛，分为6~12目、12~18目、20~40目和40~70目等多个粒度区间的陶粒砂产品，即得到橄榄石陶粒砂。

实施例2

以重量份计称取85份橄榄石粉、4份轻烧MgO粉、11份的微硅粉，加入搅拌机内混合均匀；再该混合物加入成球机，用喷雾器将预先配制好的水溶液（三聚磷酸钠50g、六偏磷酸钠50g、木质素磺酸钙150g、水3600g）喷洒到成球机内的混合料上，使混合物滚动成球；将成球的混合物用70目的振动筛过筛，除去粒度<70目的粉末。

将过筛剩下的球置于烧结窑内焙烧，烧结温度为1400℃，烧结时间为3小时。

实施例3

以重量份计称取80份橄榄石粉、2份轻烧MgO粉、5份微硅粉，加入搅拌机内混合均匀；再该混合物加入成球机，用喷雾器将预先配制好的水溶液（三聚磷酸钠50g、六偏磷酸钠50g、木质素磺酸钙150g、水3000g）喷洒到成球机内的混合料上，使混合物滚动成球；将成球的混合物用70目的振动筛过筛，除去粒度<70目的粉末。

将过筛剩下的球置于烧结窑内焙烧，烧结温度为1450℃，烧结时间为2.5小时。

实施例4：