小議鑄造合型用封箱條的生產(chǎn)工藝

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本文通過對鑄造合型用封箱條所用材料及生產(chǎn)工藝的試驗(yàn)研究，利用天然植物油脂為粘結(jié)劑，增加硅線石粉為耐火填料，制得具有優(yōu)良使用性能及環(huán)境友好性能的鑄造合型用封箱條。

材料篩選實(shí)驗(yàn)及制備方法

1實(shí)驗(yàn)設(shè)備

三輥研磨機(jī)，S120，常州自力化工機(jī)械有限公司；三輥研磨機(jī)，3GM-3，河北秦皇島撫安縣化工設(shè)備廠；擠條機(jī)，TCN，山東曲阜市天陽機(jī)械制造有限公司；攪拌機(jī)，SHY，江門三特儀器設(shè)備有限公司；電子天平，DF-10K，常熟百靈天平儀器有限公司。

2實(shí)驗(yàn)方法

試驗(yàn)通過混合粘結(jié)油脂的熬制、耐火粉料和纖維物等各組分的分散、物料碾壓及產(chǎn)品的成型各步驟研制得到一種無環(huán)境污染、不損害操作人員身體健康的，具有高粘性、高耐火度、良好可塑性及存放性的鑄造合型用封箱條。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

粘結(jié)油脂的篩選實(shí)驗(yàn)。目前的封箱條多采用礦物油脂或是合成樹脂作為粘結(jié)劑，由于澆注時(shí)的高溫，澆注燃燒后礦物油或有機(jī)合成樹脂會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，形成毒性黑煙，危害操作人員健康，并造成環(huán)境污染。本項(xiàng)目采用天然植物油脂經(jīng)熬制聚合后作為粘結(jié)劑，具有優(yōu)良的使用性能和環(huán)境友好性能。實(shí)驗(yàn)先后采用豆油、棉籽油、桐油、菜籽油進(jìn)行試驗(yàn)，各種油脂單獨(dú)實(shí)驗(yàn)或組合搭配實(shí)驗(yàn)，在其它組分保持不變的情況下，進(jìn)行產(chǎn)品性能對比實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過性能對比及經(jīng)濟(jì)性考慮，選擇桐油、豆油以2∶1的質(zhì)量比混合，熬制后作為粘結(jié)劑。

熬制溫度及時(shí)間實(shí)驗(yàn)。為了使混合油脂具有一定的粘性，需要對混合油脂進(jìn)行熬制，以增加油脂的分子量，提高產(chǎn)品的延展性及強(qiáng)度?；旌险辰Y(jié)油脂熬制是將桐油及豆油按2∶1的質(zhì)量比混合后在一定溫度下熬制，冷卻后再加入一定量的豆油作為防干劑，放置備用?；旌嫌椭局茰囟鹊母叩团c分子聚合度的大小有關(guān)，直接影響產(chǎn)品的延展性。產(chǎn)品的存放性主要取決于防干劑的加入量，同時(shí)油脂熬制溫度對存放性也有一定的影響。使用經(jīng)不同的溫度及時(shí)間熬制后的混合油脂為粘結(jié)劑，制成試驗(yàn)品進(jìn)行性能對比實(shí)驗(yàn)，考慮產(chǎn)品性能及經(jīng)濟(jì)性，選擇(280±10)℃下熬制30min。冷卻后再加入總油量2%的豆油作為防干劑，此時(shí)混合油脂滿足實(shí)驗(yàn)需要?；旌嫌椭局茰囟?、防干劑用量和產(chǎn)品性能關(guān)系分別見表1，表2。

混合油脂粘結(jié)劑用量實(shí)驗(yàn)。粘結(jié)劑的用量關(guān)系到產(chǎn)品的基本性能，合適的粘結(jié)劑用量獲得較好的產(chǎn)品性能。粘結(jié)劑用量的多少，直接關(guān)系到產(chǎn)品的粘性的大小，決定了產(chǎn)品的施工性能的好壞，而且粘結(jié)劑成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于填料的成本。因此，選擇合適的粘結(jié)劑用量，可在保證產(chǎn)品性能的前提下，降低產(chǎn)品材料成本。粘結(jié)劑用量與產(chǎn)品性能關(guān)系見表3。經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)，粘結(jié)劑用量為產(chǎn)品總質(zhì)量20%時(shí)，獲得最高的產(chǎn)品性價(jià)比。

填料篩選實(shí)驗(yàn)。產(chǎn)品中需要加入填料作為骨架，填料的加入可使產(chǎn)品具有較高的強(qiáng)度和填充性能，產(chǎn)品的耐火度也需要以耐火材料為基礎(chǔ)。先后使用高鋁粉、高嶺土、硅線石粉、鈉基膨潤土、鋰基膨潤土、滑石粉、石膏粉、硅土等材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。經(jīng)制得產(chǎn)品性能實(shí)驗(yàn)，選擇硅線石粉、高嶺土、鈉基膨潤土以1∶1∶1的質(zhì)量比例作為填料，填料量占產(chǎn)品總質(zhì)量的60%，此時(shí)產(chǎn)品耐火度，可塑性、硬度及密封性能滿足需要。所用硅線石粉、高嶺土均為粒度在270~325目之間的粉料。

石棉絨用量實(shí)驗(yàn)。纖維物的使用主要是利用其纖維結(jié)構(gòu)增加封箱條的內(nèi)部拉聚力，使產(chǎn)品具有一定的延展性，以方便施工。為了提高產(chǎn)品的韌性及延展性能，產(chǎn)品中加入了纖維類物質(zhì)，以增加產(chǎn)品的內(nèi)部拉聚力。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，選擇天然蛇紋石石棉絨作為纖維類物質(zhì)加入產(chǎn)品中，石棉絨加入量和產(chǎn)品拉聚強(qiáng)度關(guān)系見表4。所用石棉絨為纖維長度＜5mm的天然蛇紋石石棉絨。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，石棉絨加入量為產(chǎn)品總質(zhì)量20%時(shí)，產(chǎn)品性能良好。

制備方法。為了避免石棉絨漂浮進(jìn)入空氣中影響人體健康，先將石棉絨按比例加入熬制好的粘結(jié)油脂中，攪拌分散均勻，再將各填料組分按比例加入到粘結(jié)油脂中。填料的混合選用攪拌機(jī)攪拌10min，使各組分分散混合均勻。用三輥研磨機(jī)將分散均勻的物料進(jìn)一步碾壓分散，確保各組分被粘結(jié)油脂充分浸潤并成均勻細(xì)膩膏狀物，便于擠條。將碾壓均勻的物料通過擠條機(jī)機(jī)筒壁和螺桿的作用，連續(xù)地?cái)D壓制成所需要一定直徑的條狀封箱條。

研制產(chǎn)品的性能測試及對比

由于封箱條產(chǎn)品目前尚沒有國家、企業(yè)等各級標(biāo)準(zhǔn)要求及檢測方法，使用性能采用目視對比法，耐火度及發(fā)氣量借用鑄造輔材國標(biāo)方法進(jìn)行。所研制產(chǎn)品的性能指標(biāo)是與目前市場上性能優(yōu)異的同類產(chǎn)品進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)，結(jié)果見表5。（本文作者：劉新杰、張東梅、張冰冰、曹晨 單位：中國一拖集團(tuán)有限公司工藝材料研究所、洛陽理工學(xué)院）