技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
煤粉，具体涉及一种环保型湿型铸造用煤粉及其制备方法。
背景技术
[0002] 湿型铸造是使用最广泛、最方便的造型方法，
湿型砂大约占所有砂型使用量的60%～70%。
[0003] 湿型砂是由原砂、粘土、附加物及
水按一定配比组成的。湿型铸造用煤粉是湿型砂中的附加物，是以煤为原料经
粉碎制成，其作用是防止
铸铁件产生粘砂和夹砂结疤，提高型砂溃散性。湿型砂中的煤粉含量通常为3%～8%。
[0004] 煤粉之所以具有防粘砂、抗夹砂的能
力，是由于煤粉中的挥发分能在高温下
热解成一层闪亮的
碳膜光亮碳涂覆在铸型-金属界面上，对金属起到物理屏障作用，同时它也不被铁水润湿，可阻止铁水的渗入，防止粘砂类
缺陷的产生。煤粉的另一个重要性质就是它在500～600℃发生
软化结焦，这种充填在砂粒孔隙之间的海绵状物质，可以吸收
石英砂在600℃左右发生的剧烈膨胀，从而减少由于型砂膨胀而产生的结疤缺陷。
[0005] 煤粉是黑色粉状物，制备型砂过程中，煤粉加料输送过程中，作业环境周围弥漫着煤粉微粒，存在严重的扬尘缺陷，使得操作环境恶劣。
[0006]
现有技术为了解决煤粉扬尘、黑、脏的问题，采用的办法是尽量减少煤粉的添加量、或者寻找煤粉的替代物，或者减少湿型砂原料的干混时间。但前两种方法存在替代物昂贵、效果不如煤粉的问题，干混时间减少会影响物料的分散均匀性。
[0007] 中国
专利文献CN 109604516A （
申请号 201910080433.5）公开了一种型砂添加剂，由以下份数的原料制成：高效煤粉60-80份、
褐煤粉5-25份、
纤维素5-15份、阿尔法
淀粉3-8份。其制备方法如下：（1）将褐煤粉加入到高效煤粉中，加热至80-85ºC保温混合10min，混合均匀得物料Ⅰ；（2）将步骤1中制得的物料降温至50-55ºC，将阿尔法淀粉加入物料Ⅰ保温混合10min，混合均匀得物料Ⅱ；（3）将
纤维素加入物料Ⅱ，充分混合均匀后制得型砂添加剂。该发明所要解决的问题是：现有型砂添加剂选用的原材料较多，配比复杂，加工成本较高，且现有型砂添加剂中添加有化工原料，工人长期
接触容易产生职业病，直接排放型砂废料容易污染环境。该发明记载的积极效果是：本发明选用高效煤粉、褐煤粉、纤维素为主要原料，阿尔法淀粉、玉米轴粉为辅料，选用的原材料较少，配比简单，加工成本低，工人长期接触不会产生职业病，同时型砂废料降低了环境污染，虽然改变了型砂添加剂的原料，却保持了型砂的强度、热
稳定性、透气性、溃散性，保持了铸件的成品率。
[0008] 该发明使用了纤维素、阿尔法淀粉，但在上述申请中，纤维素、阿尔法淀粉是作为一些功能性化工原料的替代物，省略那些化工原料的同时保持型砂的强度、
热稳定性、透气性、溃散性，保持了铸件的成品率；该申请所要解决的技术问题、解决问题的技术方案和得到的技术效果与下述本发明是截然不同的。
发明内容
[0009] 本发明所要解决的技术问题是提供一种扬尘量极低的环保型湿型铸造用煤粉及其制备方法。
[0010] 实现本发明第一目的的技术方案是一种环保型湿型铸造用煤粉，由原煤粉和防尘浆料组成，防尘浆料与原煤粉分散均匀，防尘浆料的重量为原煤粉重量的2%～8%。
[0011] 所述防尘浆料是聚乙烯醇、木糖醇、纤维素类化合物、α-淀粉、单糖或
二糖的溶液，或者是聚乙烯醇、木糖醇、纤维素类化合物、α-淀粉、单糖或二糖中的两种或两种以上的混合溶液。
[0012] 所述纤维素类为
羧甲基纤维素钠、羟甲基纤维素、甲基纤维素或羟丙基纤维素。
[0013] 所述单糖溶液为果糖糖浆或
葡萄糖糖浆。
[0015] 原煤粉是将原煤烘干、
破碎、筛分后得到的粉末。
[0016] 防尘浆料是聚乙烯醇、木糖醇、纤维素类化合物、α-淀粉、单糖或二糖的溶液时，聚乙烯醇溶液的浓度为15wt%～25wt%，纤维素类化合物的浓度为15wt%～50wt%，α-淀粉的浓度为50wt%～75wt%；木糖醇、单糖或二糖的浓度50 wt%～70wt%；防尘浆料是聚乙烯醇、木糖醇、纤维素类化合物、α-淀粉、单糖或二糖中的两种或两种以上的混合溶液时，混合溶液是由15wt%～25wt%的聚乙烯醇溶液、15wt%～50wt%的纤维素类化合物、50wt%～75wt%的α-淀粉、50 wt%～70wt%的木糖醇、50 wt%～70wt%的单糖、50 wt%～70wt%的二糖中的两种或两种以上的混合得到。
[0017] 实现本发明第二目的的技术方案是一种如上所述的环保型湿型铸造用煤粉的制备方法，包括以下步骤：①防尘浆料组分的预配制。
[0018] 将防尘浆料中的固体状组分分散于
溶剂中得到溶液待用，木糖醇、单糖和二糖制成糖浆待用。
[0019] ②将步骤①待用的组分混匀，得到防尘浆料。
[0020] ③将原煤烘干、破碎、筛分后得到原煤粉，将原煤粉投入搅拌器中；向搅拌器中加入步骤②得到的防尘浆料，混匀，出料冷却后
包装得到环保型湿型铸造用煤粉。
[0021] 防尘浆料为单一糖浆或糖浆组合物时，将原煤烘干、破碎、筛分后得到原煤粉，将原煤粉投入搅拌器中，向搅拌器中加入单一糖浆或糖浆组合物，混匀，出料冷却后包装得到环保型湿型铸造用煤粉。
[0022] 防尘浆料组分中含有聚乙烯醇时，步骤①中配制15wt%～25wt%的聚乙烯醇溶液待用；防尘浆料组分中含有纤维素类化合物时，步骤①中配制15wt%～50wt%的纤维素类化合物溶液待用；防尘浆料组分中含有α-淀粉时，步骤①中配制50wt%～75wt%的α-淀粉溶液待用。
[0023] 步骤①中木糖醇、单糖和二糖制成糖浆时，糖浆中糖的
质量分数为50 wt%～70wt%。
[0024] 本发明具有积极的效果：（1）本发明的湿型铸造用煤粉扬尘率低，与原砂、粘土等干混时基本不扬尘，解决了黑、脏的问题；改善了作业环境。
[0025] （2）本发明的湿型铸造用煤粉颗粒的表面包覆一层防尘浆料膜，在抑制扬尘的同时不会影响干混送料时煤粉的机械气流输送，不会影响湿型砂的流动性；保持煤粉功能的同时，浆料的成分还提高了湿型砂的性能:型砂复用性好，不会僵化，溃散性好；二次强度提高，提高铸件表面光洁度。
具体实施方式
[0026] （
实施例1）本实施例的环保型湿型铸造用煤粉由原煤粉和防尘浆料组成，防尘浆料在原煤粉中均匀分散，防尘浆料的重量为原煤粉重量的3%。所述原煤粉是将原煤烘干、破碎、筛分后得到的煤粉末。
[0027] 所述防尘浆料是20wt%聚乙烯醇水溶液、70wt%木糖醇糖浆、30%羧甲基纤维素钠水溶液和70wt%果糖糖浆的混合物，该混合物呈浆状；其中聚乙烯醇水溶液、木糖醇糖浆、羧甲基纤维素钠水溶液和果糖糖浆的质量比为3:3:2:2。
[0028] 所述木糖醇糖浆是木糖醇的醇水混合溶液，溶剂为醇水混合物，醇的具体种类由供应商的工艺决定，本实施例的木糖醇糖浆由70wt%木糖醇、15 wt%
乙醇、15wt%水组成。
[0029] 所述果糖糖浆的溶剂为醇水混合物，醇的具体种类由供应商的工艺决定，本实施例的果糖糖浆由70wt%果糖、15wt%乙醇、15wt%水组成。
[0030] 本实施例的环保型湿型铸造用煤粉的制备方法包括以下步骤：①防尘浆料中各组分的预配制。
[0031] 将20kg聚乙烯醇加入80kg水中，加热至70℃，使得聚乙烯醇完全溶解后，得到聚乙烯醇溶液待用。将30kg羧甲基纤维素钠溶解于70kg水中，得到羧甲基纤维素钠水溶液待用。
[0032] 对于防尘浆料中各组分，如果组分本身是液状（如糖浆），则直接待用；如果是如粉末等固体状，则将固体状组分先分散在水或其他溶剂中，得到溶液再待用。
[0033] ②按照聚乙烯醇溶液、木糖醇糖浆、羧甲基纤维素钠溶液和果糖糖浆的质量比为3:3:2:2，将步骤①预配的聚乙烯醇水溶液、羧甲基纤维素钠水溶液和木糖醇、果糖糖浆混匀，得到防尘浆料。
[0034] ③将原煤烘干、破碎、筛分后得到原煤粉，将1000kg原煤粉投入搅拌器中。向搅拌器中加入步骤②得到的30kg防尘浆料，混匀，出料冷却后包装得到环保型湿型铸造用煤粉。
[0035] 为了测试本实施例煤粉的扬尘指标，按照下述方法进行测试：（1）扬尘对比测试。
[0036] 测试对象：本实施例的环保型湿型铸造用煤粉（简称环保煤粉）10kg，原煤粉10kg。
[0037] 测试方法：在光滑平整的地面取一个点，以该点为圆心，画4个同心圆，这4个圆从内到外的直径分别为2m、4m、6m、8m。将直径2m的圆所在区域作为投料区，将直径4m的圆和直径2m的圆之间的区域作为扬尘1区，将直径6m的圆和直径4m的圆之间的区域作为扬尘2区，将直径8m的圆和直径6m的圆之间的区域作为扬尘3区。
[0038] 在圆心上方设置可升降挂钩，将煤粉装袋（编织袋）后，袋口朝上挂在挂钩上，袋底与地面的距离为2m。
[0039] 在袋底上划一长刀，煤粉从2m处下落，收集扬尘1区、扬尘2区和扬尘3区的煤粉并称重。
[0040] 测试结果：环保煤粉在扬尘1区收集到80g粉末，扬尘2区和扬尘3区未收集到。
[0041] 原煤粉分散在扬尘1区、扬尘2区和扬尘3区，3区共收集到原煤粉1650g。
[0042] 结果显示，本实施例的煤粉相比于原煤粉，扬尘量大大降低。
[0043] （2）气流输送测试。
[0044] 取10kg本实施例的煤粉，测试是否能依靠气流输送进入搅拌器。
[0045] 结果显示，本实施例的煤粉可以顺利通过气流输送进入搅拌器。
[0046] （3）干混扬尘测试。
[0047] 按照现有技术的干混方法，将湿型砂原料中的原砂、粘土和本实施例的煤粉干混，观察扬尘量。
[0048] 现场观察发现，相比于之前黑、脏、扬尘的状况，本实验中目测未发现黑色扬尘。
[0049] （实施例2）本实施例的环保型湿型铸造用煤粉其余与实施例1相同，不同之处在于：
本实施例的环保型湿型铸造用煤粉中，防尘浆料的重量为原煤粉重量的4%。
[0050] 所述防尘浆料是工业级70wt%木糖醇糖浆。
[0051] 制备时，将1000kg原煤粉投入搅拌器中，向搅拌器中加入40kg木糖醇糖浆，混匀，出料冷却后包装得到环保型湿型铸造用煤粉。
[0052] 按照实施例1记载的方法对本实施例的煤粉进行测试，测试结果如下：（1）扬尘试验。
[0053] 测试结果：环保煤粉在扬尘1区收集到75g，扬尘2区和扬尘3区未收集到。
[0054] （2）气流输送测试。
[0055] 结果显示，本实施例的煤粉可以顺利通过气流输送进入搅拌器。
[0056] （3）干混扬尘测试。
[0057] 本实验中干混时，现场目测未发现黑色扬尘。
[0058] （实施例3）本实施例的环保型湿型铸造用煤粉其余与实施例1相同，不同之处在于：
本实施例的环保型湿型铸造用煤粉中，防尘浆料的重量为原煤粉重量的5%。
[0059] 所述防尘浆料是50wt%～75wt%（本实施例中为70wt%）的α-淀粉水溶液、70wt%果糖糖浆（果糖糖浆中的溶剂为醇水混合物，其中水质量分数12wt%，醇质量分数18wt%，醇为甲醇、乙醇或异丙醇或其他醇，由供应商的工艺决定）的混合物，该混合水溶液呈浆状；70wt%α-淀粉水溶液、70wt%果糖糖浆的质量比为1:1。
[0060] 制备方法参考实施例1煤粉的制备方法，在预配制阶段，将α-淀粉溶于热水中待用。
[0061] 对本实施例的煤粉进行测试，测试结果如下：（1）扬尘试验测试结果：本实施例的环保煤粉在扬尘1区收集到40g，扬尘2区和扬尘3区未收集到。
[0062] （2）气流输送测试。
[0063] 结果显示，本实施例的煤粉可以顺利通过气流输送进入搅拌器。
[0064] （3）干混扬尘测试。
[0065] 本实验中干混时，现场目测未发现黑色扬尘。
[0066] （实施例4）本实施例的环保型湿型铸造用煤粉其余与实施例1相同，不同之处在于：
本实施例的环保型湿型铸造用煤粉中，防尘浆料的重量为原煤粉重量的5%。
[0067] 所述防尘浆料是30wt%羧甲基纤维素钠水溶液、65wt%的α-淀粉水溶液的混合物；羧甲基纤维素钠水溶液、α-淀粉水溶液的质量比为1:1。
[0068] 对本实施例的煤粉进行测试，测试结果如下：（1）扬尘试验测试结果：本实施例的环保煤粉在扬尘1区收集到41g，扬尘2区和扬尘3区未收集到。
[0069] （2）气流输送测试。
[0070] 结果显示，本实施例的煤粉可以顺利通过气流输送进入搅拌器。
[0071] （3）干混扬尘测试。
[0072] 本实验中干混时，现场目测未发现黑色扬尘。
[0073] （实施例5）本实施例的环保型湿型铸造用煤粉其余与实施例1相同，不同之处在于：
本实施例的环保型湿型铸造用煤粉中，防尘浆料的重量为原煤粉重量的5%。
[0074] 所述防尘浆料是50%工业蔗糖糖浆。
[0075] 制备方法参考实施例2。
[0076] 对本实施例的煤粉进行测试，测试结果如下：（1）扬尘试验测试结果：本实施例的环保煤粉在扬尘1区收集到40g，扬尘2区和扬尘3区未收集到。
[0077] （2）气流输送测试。
[0078] 结果显示，本实施例的煤粉可以顺利通过气流输送进入搅拌器。
[0079] （3）干混扬尘测试。
[0080] 本实验中干混时，现场目测未发现黑色扬尘。
[0081] （实施例6）本实施例的环保型湿型铸造用煤粉其余与实施例1相同，不同之处在于：
本实施例的环保型湿型铸造用煤粉中，防尘浆料的重量为原煤粉重量的7%。
[0082] 所述防尘浆料是30wt%羟甲基纤维素钠水溶液、65wt%蔗糖糖浆的混合物，该混合水溶液呈浆状；羟甲基纤维素钠水溶液、蔗糖糖浆的质量比为2：1。
[0083] 对本实施例的煤粉进行测试，测试结果如下：（1）扬尘试验测试结果：本实施例的环保煤粉在扬尘1区收集到28g，扬尘2区和扬尘3区未收集到。
[0084] （2）气流输送测试。
[0085] 结果显示，本实施例的煤粉可以顺利通过气流输送进入搅拌器。
[0086] （3）干混扬尘测试。
[0087] 本实验中干混时，现场目测未发现黑色扬尘。
[0088] （实施例7）本实施例的环保型湿型铸造用煤粉其余与实施例1相同，不同之处在于：
本实施例的环保型湿型铸造用煤粉中，防尘浆料的重量为原煤粉重量的8%。
[0089] 所述防尘浆料是70wt%果糖糖浆。
[0090] 对本实施例的煤粉进行测试，测试结果如下：（1）扬尘试验测试结果：本实施例的环保煤粉在扬尘1区收集到0g，扬尘2区和扬尘3区未收集到。
[0091] （2）气流输送测试。
[0092] 结果显示，本实施例的煤粉可以顺利通过气流输送进入搅拌器。
[0093] （3）干混扬尘测试。
[0094] 本实验中干混时，现场目测未发现黑色扬尘。
[0095] （实施例8）本实施例的环保型湿型铸造用煤粉其余与实施例1相同，不同之处在于：
本实施例的环保型湿型铸造用煤粉中，防尘浆料的重量为原煤粉重量的5%。
[0096] 所述防尘浆料是70wt%的α-淀粉的水溶液。
[0097] 对本实施例的煤粉进行测试，测试结果如下：（1）扬尘试验测试结果：本实施例的环保煤粉在扬尘1区收集到42g，扬尘2区和扬尘3区未收集到。
[0098] （2）气流输送测试。
[0099] 结果显示，本实施例的煤粉可以顺利通过气流输送进入搅拌器。
[0100] （3）干混扬尘测试。
[0101] 本实验中干混时，现场目测未发现黑色扬尘。
[0102] （实施例9）本实施例的环保型湿型铸造用煤粉其余与实施例1相同，不同之处在于：
本实施例的环保型湿型铸造用煤粉中，防尘浆料的重量为原煤粉重量的6%。
[0103] 所述防尘浆料是30wt%羟甲基纤维素钠的水溶液。
[0104] 对本实施例的煤粉进行测试，测试结果如下：（1）扬尘试验测试结果：本实施例的环保煤粉在扬尘1区收集到27g，扬尘2区和扬尘3区未收集到。
[0105] （2）气流输送测试。
[0106] 结果显示，本实施例的煤粉可以顺利通过气流输送进入搅拌器。
[0107] （3）干混扬尘测试。
[0108] 本实验中干混时，现场目测未发现黑色扬尘。
[0109] 以上各实施例及应
用例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。
