技术领域
[0001] 本
发明涉及电熔锆刚玉砖冒口
砂模，特别是一种锆刚玉无缩孔砖的发热冒口铸造砂模。
背景技术
[0002] 锆刚玉电熔砖在我国发展几十年时间，其浇铸砂型原料都是以
硅砂为主原料，加入
水玻璃或者
树脂为粘接剂进行砂
型砂模的生产，硅砂的耐高温性能以及阻热效果更适应于电熔砖砂模制作，再加上其资源丰富，成本低的优点，至今仍然是电熔砖砂模的首选材料。
[0003] 浮法玻璃窑炉的使用寿命目前平均在8年左右，
马蹄焰日用玻璃窑炉的平均使用寿命在5年左右，玻璃窑炉的池壁砖是玻璃窑炉使用寿命的关键部位，从行业发展
角度，对目前的玻璃窑炉使用寿命有了更高的要求。国外的浮法玻璃窑炉使用寿命已达到12年，马蹄焰日用玻璃窑炉使用寿命可达到8年，对比之下我们有一定的差距。观察发现国内多个电熔砖生产厂家的池壁砖内部结构有个共同特征:池壁砖的毛坯砖连同冒口顺向解刨，发现内部晶相偏析严重，虽然电熔砖晶相偏析是电熔砖的特征，但偏析过于严重就影响到电熔砖的使用寿命。资料显示:电熔砖生产浇铸后，高温液体在砂模内，难溶物质锆成分向外移动快速结晶，易熔物质向内移，由于锆成分比重在电熔砖硅/
铝/锆之间最大，重
力作用下锆成分同时下移。这就是电熔砖的偏析现象。由于池壁转冒口部分体积大于砖体体积，冒口与砖体连接部分是一个热
节点，熔液
凝固速度较快，凝固后就形成了冒口内熔液对砖体补缩的通道受阻。这是池壁砖晶相严重偏析最大因素。如图1所示，池壁砖连同冒口的刨面显示四个区域：冒口顶端的空洞输送区域A、冒口与砖体连接处的半致密区B、砖体中间
位置的疏松区C、砖体最底部的致密区D。冒口与砖体连接部位的半致密区形成是因为此处高温溶液凝固速度过快导致，此处凝固后冒口内的溶液对砖体补缩的通道就不能畅通了。砖体中间的疏松区是电熔砖内在品质
缺陷，在玻璃窑炉使用中，玻璃液侵蚀到了砖体中间的疏松区后，将会
加速侵蚀池壁砖的疏松区部位，某
块池壁砖的中间部位疏松严重时，设置造成玻璃液过度侵蚀，发生玻璃液
泄漏的安全事故，为了使玻璃窑炉延长使用寿命、避免因池壁砖内部疏松严重造成的安全事故，池壁砖的内部疏松缺陷急待改善，池壁砖内部疏松问题的解决对电熔砖生产厂家、对玻璃生产厂家的发展之路有着决定性的意义。
发明内容
[0004] 针对上述情况，为克服
现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种锆刚玉无缩孔砖的发热冒口铸造砂模，可有效解决锆刚玉无缩孔砖浇铸过程中补缩效果不理想的问题。
[0005] 本发明解决的技术方案是，一种锆刚玉无缩孔砖的发热冒口铸造砂模，包括冒口砂型体，所述的冒口砂型体是由外而内的保温
面层、发热保温层和保温内层。
[0006] 一种锆刚玉无缩孔砖的发热冒口铸造砂模的制备方法，发热冒口铸造砂模包括冒口砂型体，冒口砂型体是由多块砂板拼装在一起构成的，每块砂板的制作方法包括以下步骤：
[0007] A、制作砂板模具，砂板模具是由
自下而上叠装在一起的保温面层模具体、发热保温层模具体和保温内层模具体构成的上部开口的中空结构，保温面层模具体经装在侧面上的第一活页与发热保温层模具体相连，发热保温层模具体经设置在第一活页正对侧的第二活页与保温内层模具体相连，构成首尾相连的翻转式活动三连板结构；
[0008] B、制作保温面层配料，保温面层配料是由重量百分比计的：硅砂50％、漂珠45％、改性水玻璃4％、
固化剂1％制成的，其中将硅砂、漂珠、改性水玻璃和固化剂在
搅拌机内搅拌2.5-3.5分钟，即得；
[0009] C、依次将保温内层模具体、发热保温层模具体从保温面层模具体的上口部翻开，将制作好的保温面层配料填充至保温面层模具体内，
压实；
[0010] D、制作发热保温层配料，发热保温层配料是由重量百分比计的：
铝粒18％、
氧化
铁粉6％、漂珠64％、改性水玻璃10％，固化剂2％制成的，其中将铝粒、氧化铁粉、漂珠、改性水玻璃和固化剂在搅拌机内搅拌2.5-3.5分钟，即得；
[0011] E、将发热保温层模具体翻转重新
叠加在保温面层模具体的上口部，同时将保温内层模具体从发热保温层模具体的上口部翻开，将制作好的发热保温层配料填充至发热保温层模具体内，压实；
[0012] F、制作保温内层配料，保温内层配料是由重量百分比计的：硅砂50％、漂珠45％、改性水玻璃4％、固化剂1％制成的，其中将硅砂、漂珠、改性水玻璃和固化剂在搅拌机内搅拌2.5-3.5分钟，即得；
[0013] G、将保温内层模具体翻转叠加在保温面层模具体的上口部，将制作好的保温内层配料填充至保温内层模具体内，压实，静置24小时后
拆模即得砂板；
[0014] H、在砂板保温内层的表面涂3mm厚隔离涂料，静置三天以上；
[0015] I、将步骤H中制作好的砂板按冒口的结构拼装在一起，并用常规粘接剂粘合即得冒口砂型体。
[0016] 所述的步骤H中的隔离涂料是由涂抹在砂板保温内层表面的底层涂料和涂抹在底层表面的面层涂料组成的；
[0017] 所述的底层涂料包括重量百分比计的组分：第一混合涂料50％、水50％；其中，所述的第一混合涂料包括重量百分比计的组分：
石墨粉93％、
冰晶石4％、
膨润土3％；具体制备方法为：将石墨粉、
冰晶石、膨润土混合在一起，得到第一混合涂料，再将第一混合涂料加入水中混合均匀，即得；
[0018] 所述的面层涂料包括重量百分比计的组分：第二混合涂料66％、水34％；其中，所述的第二混合涂料包括重量百分比计的组分：氧化铝粉90％、冰晶石4.5％、氧化铁粉1.5％、膨润土1％、黄原胶3％；具体制备方法为：将氧化铝粉、冰晶石、氧化铁粉、膨润土和黄原胶混合在一起，得到第二混合涂料，再将第二混合涂料加入水中混合均匀，即得；
[0019] 所述的底层涂料和面层涂料的厚度均为1.5mm。
[0020] 使用时，将冒口砂型体拼装在砖体砂型上，冒口砂型体的下口部与砖体砂型的上口部正对，电熔砖浇铸液从冒口砂型体的上口部进入。
[0021] 本发明全封闭保温冒口砂型结构新颖独特简单合理，通过对冒口砂型体结构的改善，使之浇铸后的电熔砖溶液减缓
散热速度，保证液态时间延长，使之保温效果更好，高温溶液散热速度更慢，让高温溶液有足够的时间对砖体进行补缩，从而使池壁砖容重明显增加，提高了池壁砖的内在品质，并且大大降低了生产成本，经济效益显著。
附图说明
[0022] 图1为现有池壁砖冒口砂型使的剖面主视图，其种A、B、C、D表示池壁砖连同冒口的剖面显示4个区域。
[0023] 图2为本发明的主视图。
[0024] 图3为本发明冒口砂型体的局部剖视图。
[0025] 图4为本发明使用状态的剖视图。
[0026] 图5为本发明砂板模具的主视图。
[0027] 图6为本发明砂板模具的俯视图。
[0028] 图7为本发明保温面层模具体的立体图。
具体实施方式
[0029] 以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
[0030] 如图2-6所示，本发明包括冒口砂型体1，所述的冒口砂型体1是由外而内的保温面层1a、发热保温层1b和保温内层1c。
[0031] 为保证使用效果，所述的保温面层1a的厚度为10mm，发热保温层1b的厚度为20mm，保温内层1c的厚度为10mm；
[0032] 所述的冒口砂型体1是由上部的直管段11和下部的变径段12构成的上下开口的中空结构，变径段12的大口端与直管段11的下口部相连；
[0033] 所述的冒口砂型体1设置在砖体砂型2上，砖体砂型2为上部开口的中空结构，其内腔构成砖体的成型空间，冒口砂型体1的内腔构成砖体的补缩空间，变径段12的下口部与砖体砂型2的上口部正对；
[0034] 一种锆刚玉无缩孔砖的发热冒口铸造砂模的制备方法，发热冒口铸造砂模包括冒口砂型体，冒口砂型体是由多块砂板拼装在一起构成的，每块砂板的制作方法包括以下步骤：
[0035] A、制作砂板模具，砂板模具是由自下而上叠装在一起的保温面层模具体3a、发热保温层模具体3b和保温内层模具体3c构成的上部开口的中空结构，保温面层模具体3a经装在侧面上的第一活页4a与发热保温层模具体3b相连，发热保温层模具体3b经设置在第一活页正对侧的第二活页4b与保温内层模具体3c相连，构成首尾相连的翻转式活动三连板结构；
[0036] B、制作保温面层配料，保温面层配料是由重量百分比计的：硅砂50％、漂珠45％、改性水玻璃4％、固化剂1％制成的，其中将硅砂、漂珠、改性水玻璃和固化剂在搅拌机内搅拌2.5-3.5分钟，即得；
[0037] C、依次将保温内层模具体、发热保温层模具体从保温面层模具体的上口部翻开，将制作好的保温面层配料填充至保温面层模具体内，压实；
[0038] D、制作发热保温层配料，发热保温层配料是由重量百分比计的：铝粒18％、氧化铁粉6％、漂珠64％、改性水玻璃10％，固化剂2％制成的，其中将铝粒、氧化铁粉、漂珠、改性水玻璃和固化剂在搅拌机内搅拌2.5-3.5分钟，即得；
[0039] E、将发热保温层模具体翻转重新叠加在保温面层模具体的上口部，同时将保温内层模具体从发热保温层模具体的上口部翻开，将制作好的发热保温层配料填充至发热保温层模具体内，压实；
[0040] F、制作保温内层配料，保温内层配料是由重量百分比计的：硅砂50％、漂珠45％、改性水玻璃4％、固化剂1％制成的，其中将硅砂、漂珠、改性水玻璃和固化剂在搅拌机内搅拌2.5-3.5分钟，即得；
[0041] G、将保温内层模具体翻转叠加在保温面层模具体的上口部，将制作好的保温内层配料填充至保温内层模具体内，压实，静置24小时后拆模即得砂板；
[0042] H、在砂板保温内层的表面涂3mm厚隔离涂料，静置三天以上；
[0043] I、将步骤H中制作好的砂板按冒口的结构拼装在一起，并用常规粘接剂粘合即得冒口砂型体。
[0044] 使用时，将冒口砂型体拼装在砖体砂型上，冒口砂型体的下口部与砖体砂型的上口部正对，电熔砖浇铸液从冒口砂型体的上口部进入。
[0045] 所述的步骤H中的隔离涂料是由涂抹在砂板保温内层表面的底层涂料和涂抹在底层涂料表面的面层涂料组成的；
[0046] 所述的底层涂料包括重量百分比计的组分：第一混合涂料50％、水50％；其中，所述的第一混合涂料包括重量百分比计的组分：石墨粉93％、冰晶石4％、膨润土3％；具体制备方法为：将石墨粉、冰晶石、膨润土混合在一起，得到第一混合涂料，再将第一混合涂料加入水中混合均匀，即得；
[0047] 所述的面层涂料包括重量百分比计的组分：第二混合涂料66％、水34％；其中，所述的第二混合涂料包括重量百分比计的组分：氧化铝粉90％、冰晶石4.5％、氧化铁粉1.5％、膨润土1％、黄原胶3％；具体制备方法为：将氧化铝粉、冰晶石、氧化铁粉、膨润土和黄原胶混合在一起，得到第二混合涂料，再将第二混合涂料加入水中混合均匀，即得。
[0048] 所述的底层涂料和面层涂料的厚度均为1.5mm。
[0049] 所述的漂珠为轻质漂珠，轻质漂珠是一种能浮于水面的
粉煤灰空心球，呈灰白色，壁薄中空，容重418.8kg/m3，粒径约0.1毫米，表面封闭而光滑，热导率小，耐火度≥1610℃；
[0050] 所述的改性水玻璃为市售产品，如青岛迪科铁路设备有限公司生产的改性水玻璃，作为粘接剂，可以使冒口砂模不用烘干程序，有十五分钟后自硬的效果。
[0051] 所述的固化剂为市售产品，如山东青岛迪科公司的有机脂固化剂，又如湖北荆州泰盟生产的有机脂固化剂，用于缩短改性水玻璃的粘接时间。
[0052] 本发明涂料经多次试验均得到了相同或相近似的结果，以下为相同条件下生产同规格电熔砖的对比情况：
[0053] 试验组和对照组均生产规格为1400mm×300mm×400mm池壁砖各10块，试验组和对照组采用相同的砖体砂型、相同配方的浇铸液、保温箱及生产条件，唯一的区别在于试验组采用本发明冒口砂型，对照组采用传统的冒口砂型，浇铸成型后的砖体情况对比如下：
[0054] 表1成本对照表
[0055] 试验组 对照组
冒口重量 490kg 665.7kg
冒口砂型成本 310元 110元
使用浇铸液总重量 10635kg 12974kg
使用浇铸液总成本 53175 64870
[0057] 试验组 对照组
池壁砖平均容重 3.88 3.74
冒口平均容重 2.9 3.18
空洞输送区域平均锆含量 29.1％ 30.8％
半致密区平均锆含量 32.5％ 31.5％
疏松区平均锆含量 32.45％ 31.32％
致密区平均锆含量 34.2％ 33.51％
[0058] 有上述情况可以清楚看出：池壁砖容重明显增加，达到甚至超出外资品牌的池壁砖致
密度，疏松区平均锆含量提高了1.13％，明显提高了池壁砖的内在品质，避免了池壁砖内部疏松造成玻璃液过度侵蚀，发生玻璃液泄漏的安全事故，延长了玻璃窑炉的使用寿命；从成本来看十块砖增加2000元的冒口成本，但是浇铸液总重量大大降低，比传统浇铸方式少用浇铸液2339kg，每吨溶液成本5000元，共计节约资金2.339×5000＝11695元，也就是说生产10块池壁砖节约资金11695-2000＝9695元，经济效益显著，对行业发展而言并且具有更好的推动意义和社会价值。
