隨著鑄件產量在我國的逐年上升,對于鑄造覆蓋劑的用量也大幅度提升,而珍珠巖覆蓋劑作為一種高效覆蓋劑被廣泛使用。在珍珠巖覆蓋劑的使用性能中,其膨脹性能占主導作用,因此對于珍珠巖覆蓋劑的膨脹性能的研究具有十分重要的意義。珍珠巖膨脹的內在動力是存在于其內部的水,只有適當?shù)暮坎庞欣谡渲閹r的膨脹,過多或過少均不利于其膨脹,而在珍珠巖原礦中存在過多的水,于是有必要通過預處理工藝除去珍珠巖原礦中多余的水。本文先通過正交實驗探討了在預處理過程中預熱溫度、預熱時間和篩分粒度三個主要因素對于珍珠巖終膨脹倍數(shù)影響程度的大小,結果顯示篩分粒度和預熱溫度影響為顯著,預熱時間其次,三者之間的交互作用影響不大;通過單因素實驗進一步確定了本實驗條件下的預處理工藝參數(shù):預熱溫度750℃,預熱時間10s,篩分粒度0.9mm～1.7mm。之后,進一步從水的作用機制、微孔作用機制和粘度作用機制三個方面來說明珍珠巖膨化性能。其中,在水的作用機制中,用DTA差熱分析及付里葉紅外光譜FTIR的方法探討了珍珠巖原礦中水的存在形式,得出在珍珠巖中,含少量結晶水,可忽略。水主要存在形式是裂隙水和包裹在玻璃質中的結構水,結構水

處理球墨鑄鐵時,用珍珠巖原礦粉作鐵水的覆蓋劑已被越來越多的鑄造車間所使用,但不能令人滿意的是,使用珍珠巖原礦粉極易粘包,在一定程度上影響了鐵水的球化效果。近來我們通過實驗,找到了一種防止珍珠巖粘包的辦法,具體做法是,在爐前球化處理時,每隔1～2包后,將稀土鎂合金放傳統(tǒng)的草木灰鐵水覆蓋劑在使用過程中,爐前煙塵很大,工作環(huán)境極為惡劣。聚渣、擋渣效果也不理想。珍珠巖鐵水覆蓋劑,雖改善了爐前工作環(huán)境,但粘包掛渣相當嚴重,給清理修復工作帶來困難。在生產實踐中,我們將珍珠巖和沖天爐煙塵進行混合處理,研制成了混合型珍珠巖-煙塵鐵水覆蓋劑,取得了聚渣、擋渣、保溫、遮光、環(huán)境污染少、粘包掛渣輕等綜合效果。

在此基礎上,首先采用單因數(shù)試驗法研究了覆蓋劑中各組分對覆蓋劑發(fā)熱和保溫效果的影響。結果表明,當酸化石墨含量為8-18wt%,珍珠巖含量為12-20wt%,發(fā)熱劑在10wt%左右時,覆蓋劑的發(fā)熱保溫性能良好,成本較低。隨后,利用正交試驗法進一步優(yōu)化了新型鑄鋼冒口覆蓋劑的配比,得到新型鑄鋼冒口覆蓋劑的配比為：鋁粉4-8wt%、粉煤灰25-35wt%、珍珠巖15-18wt%、酸化石墨14-18wt%,碳粉10-15wt%、觸發(fā)劑2-3wt%、其他18-22wt%。生產試驗進一步證明,新型鑄鋼冒口覆蓋劑具有發(fā)熱和保溫的雙重作用,能夠明顯地提高冒口的補縮能力,降低冒口的有效高度,節(jié)約鋼水,提高鑄件的

珍珠巖具有表觀密度輕、導熱系數(shù)低、化學穩(wěn)定性好、吸濕能力小、無毒無味諸多優(yōu)良性能,廣泛應用于鑄造、保溫材料和建筑等多個領域。珍珠巖在鑄造生產時可用作集渣劑或覆蓋劑,在建筑行業(yè)可制成保溫隔熱吸音板,上述應用主要基于珍珠巖具有較好的高溫膨脹性能。珍珠巖膨脹的原因是其內部含有的水分,只有含水量合適才可獲得較高膨脹倍數(shù),因此需要對珍珠巖原礦進行加熱預處理。本文以天梯礦業(yè)某珍珠巖原礦為研究對象,開展了珍珠巖原礦加熱預處理工藝研究,研制了新型膨脹珍珠巖集渣劑和覆蓋劑,對珍珠巖的工業(yè)應用具有重大的意義。以珍珠巖高溫膨脹性能為指標,開展了不同珍珠巖原礦普通加熱和微波加熱預處理工藝研究,綜合研究了不同預處理溫度和時間、膨脹溫度和時間、珍珠巖粒度和加熱預處理方式對珍珠巖的高溫膨脹性能的影響。結果表明:不同目數(shù)的珍珠巖在350℃下預熱10min后,在1100℃高溫下焙燒20s能達到膨脹效果,粗粒度珍珠巖的膨脹倍數(shù)較大;與普通加熱預處理珍珠巖相比,微波加熱預處理工藝可縮短珍珠巖預處理時間、但降低了珍珠巖的高溫膨脹性,針對不同使用要求可選擇不同的預處理工藝;基于上述研究結果,設計了珍珠巖預處理生產線。