2.2 非石英質(zhì)原砂及耐火材料

19.鋯砂的主要性狀是什么?其有何用途?

鋯英石是火成巖的副礦物,是巖漿中結(jié)晶較早的礦物,因而通常晶體尺寸較小,外觀呈無(wú)色或者不同程度的棕色、黃色及綠色,其密度通常為4.6～4.7g/cm³,莫氏硬度為7.5,具有強(qiáng)的雙折射而且呈正光性。鋯英石屬四方晶系,結(jié)晶習(xí)性一般為四方柱和四方雙錐的聚形。

鋯英石化學(xué)成分為硅酸鋯(ZrSiO₄),理論含ZrO₂67.2%、SiO₂32.8%,但天然鋯英石總含有一定量的鉿,大約在1%左右,并通常與鈦鐵礦、獨(dú)居石和金紅石伴生。除金紅石和(或)鈦鐵礦外,與鋯英石伴生的其他礦物還有斜鋯石、銳鈦礦、燒綠石、獨(dú)居石、磷釔石、錫石等。鋯英石中其他常見的元素還有Fe、Sn、Nb和Ta。

鋯英石的燒結(jié)溫度與熔化溫度之間的范圍寬,具有比硅砂高的導(dǎo)熱性和小的熱膨脹性；在高溫狀態(tài)下表現(xiàn)為中性至弱酸性,與堿性渣及熔融的酸氧化物(SiO₂)反應(yīng)緩慢,適應(yīng)性很廣。

鋯英石主要用于鋼鐵、玻殼、化學(xué)制品、耐火材料、陶瓷和鑄造行業(yè)。其中在耐火材料工業(yè)中,鋯英石的用途主要有三種:一是制造鋯英石質(zhì)耐火材料,如玻璃窯的鋯英石磚,盛鋼桶用鋯英石磚、搗打料和澆注料等；二是添加到其他材料中來(lái)改善其性能,如合成堇青石中添加鋯英石可拓寬堇青石的燒結(jié)范圍而又不影響其熱震穩(wěn)定性,在高鋁磚中添加鋯英石制造抗剝落高鋁磚,熱震穩(wěn)定性大大提高；三是用于提取ZrO₂。

在鑄造行業(yè),鋯英石砂又稱鋯砂。鋯砂(粉)通常用做大型鑄鋼件厚壁處和各種合金鋼鑄件的面砂,以及抗粘砂的涂料、涂膏。

20.鋯砂在全世界的產(chǎn)地及消費(fèi)情況如何?

地球上已知的含鋯礦物50余種,其中常見的有20余種,主要工業(yè)用鋯礦物有鋯英石、斜鋯石、含鉿鋯石和異性石等。在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的是鋯英石。世界上已探明的鋯英石儲(chǔ)量超過(guò)6000萬(wàn)t(以ZrO₂計(jì)),主要產(chǎn)地為澳大利亞、南非和美國(guó),其他主要出產(chǎn)國(guó)還有中國(guó)、印度、馬來(lái)西亞、越南、斯里蘭卡和泰國(guó)。

20世紀(jì)70年代以來(lái),世界鋯砂生產(chǎn)格局發(fā)生了明顯變化。70年代初,澳大利亞是全球最大的鋯砂生產(chǎn)國(guó),產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的50%以上,美國(guó)居第2位,占20%～30%,而南非產(chǎn)量所占比例很小。但是70年代末以來(lái),南非理查德灣大力發(fā)展鋯砂生產(chǎn),從而使南非的鋯砂產(chǎn)量超過(guò)美國(guó)而居全球第2位。澳大利亞和南非兩國(guó)總產(chǎn)量已占全球的80%。

在澳大利亞,20世紀(jì)80年代以前,鋯英石的采選主要在東海岸；從70年代中期開始開采西海岸鋯英石,現(xiàn)在主要產(chǎn)地在西海岸。

目前,世界上有12家主要的鋯砂生產(chǎn)企業(yè),年產(chǎn)鋯砂超過(guò)100萬(wàn)t,約占世界總產(chǎn)量的80%。而全球4大主要生產(chǎn)企業(yè)——艾盧卡資源公司、里奧廷多公司、BHP比利頓公司和英美公司則控制著世界3/4的鋯砂供應(yīng)量。

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展,各行業(yè)對(duì)鋯砂的用量不斷增加,我國(guó)鋯砂總用量(進(jìn)口量加自產(chǎn)量)已超過(guò)40萬(wàn)t,取代歐洲成為世界最大的鋯砂消費(fèi)體。

21.我國(guó)鋯砂生產(chǎn)及市場(chǎng)價(jià)格情況如何?

我國(guó)的鋯砂生產(chǎn)包括采礦、粗選、精選和中礦加工。根據(jù)近年的調(diào)研和海南提供的資料,估計(jì)國(guó)內(nèi)鋯砂生產(chǎn)(含加工)能力在30萬(wàn)t左右。近年國(guó)內(nèi)自選和加工總量為8萬(wàn)～10萬(wàn)t,其中進(jìn)口粗砂加工量約為5萬(wàn)～6萬(wàn)t；自采自選加工量,海南和廣西兩地自產(chǎn)精礦將達(dá)8萬(wàn)～9萬(wàn)t,中國(guó)礦產(chǎn)所屬公司加工量將達(dá)8萬(wàn)t以上。國(guó)內(nèi)鋯砂生產(chǎn)廠家主要集中在海南、兩廣和福建沿海,其中海南文昌產(chǎn)量占絕大部分。

據(jù)英刊報(bào)道,英國(guó)市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)羅斯基爾公司最近發(fā)表報(bào)告預(yù)測(cè),盡管目前各大鋯礦公司都在計(jì)劃新增和擴(kuò)大鋯砂生產(chǎn)能力,以及新建礦山將陸續(xù)建成投產(chǎn),但今后若干年,由于市場(chǎng)需求仍持續(xù)大幅增長(zhǎng),因此,世界鋯砂供應(yīng)量仍趨短缺。由于國(guó)際鋯砂生產(chǎn)增勢(shì)不能滿足需求的增長(zhǎng),勢(shì)必引起市場(chǎng)價(jià)格的上漲。

2004年夏秋,由于國(guó)內(nèi)最大的鋯砂進(jìn)口代理權(quán)終止,造成供貨渠道不暢,供貨合同不能順利執(zhí)行,市場(chǎng)混亂,搶購(gòu)風(fēng)潮大起。海南鋯砂在市場(chǎng)供應(yīng)不足的情況下,趁機(jī)漲價(jià),使進(jìn)口鋯砂價(jià)格最高漲至12000元/t,國(guó)產(chǎn)鋯砂甚至達(dá)到12500元/t。進(jìn)入2011年,鋯砂(粉)價(jià)格再次大幅攀升,一度達(dá)19000元/t,局部甚至出現(xiàn)無(wú)貨可供的情況。

價(jià)格一旦上漲到消費(fèi)者難以承受的高點(diǎn)時(shí),勢(shì)必要選用鋯砂的替代產(chǎn)品。但是在鑄造行業(yè)所需鋯砂至今還未找到替換品,因此,只能承受鋯砂價(jià)格上漲的壓力。然而鑄造工作者仍在努力尋找鋯砂的替代品。

22.鋯砂精礦是如何選礦的?

在鋯砂海濱砂礦中,脈石礦物和其他伴生礦物占絕大部分,一般在選別鋯砂精礦時(shí),也將鈦鐵礦、金紅石和其他重礦物加以回收。

鋯砂伴生礦物的性質(zhì)各不相同(見表2-16),需用重選、磁選、浮選、電選等各種方法加以選別。選礦工藝流程與伴生的有益礦物種類有關(guān),其原則流程見表2-17。

表2-16 鋯英石及伴生礦物的性質(zhì)

表2-17 鋯英石選礦的原則流程

鋯英石精礦和其他重礦物精礦的選礦通常是由兩個(gè)工藝階段構(gòu)成:濕法選礦和干法礦物分離。選礦工藝的復(fù)雜程度(流程段數(shù))取決于粗精礦中各種礦物的含量和對(duì)精礦產(chǎn)品的技術(shù)要求。

23.鋯砂精礦的主要性能指標(biāo)是什么?

鋯砂精礦的主要性能指標(biāo)包括化學(xué)成分、粒度及放射性等。經(jīng)選礦而得到的鋯砂精礦雜質(zhì)含量已大大降低。

(1)化學(xué)成分 表2-18為世界各地鋯砂精礦的典型化學(xué)成分。鋯砂用于耐火材料和鑄造造型材料時(shí),其中的鈦鐵礦、CaO、MgO的主要危害是降低荷重軟化溫度和耐火度；TiO₂降低熱震穩(wěn)定性(TiO₂來(lái)源于金紅石或銳鈦礦等)；Al₂ O₃和Fe₂ O₃(來(lái)自于鈦鐵礦)對(duì)耐火度、荷重軟化溫度、熱震穩(wěn)定性都有一定影響。雜質(zhì)含量多時(shí),鋯英石的分解溫度與燒結(jié)溫度也明顯降低。因此,用于耐火材料和鑄造行業(yè)的鋯英石從化學(xué)成分上一般應(yīng)控制w(ZrO₂)≥63%,w(Al₂O₃)<1.5%,w(TiO₂)<4%,w(CaO)、w(MgO)≤1%,越低越好,w(Fe₂O₃)≤1%。

表2-18 國(guó)內(nèi)外幾種鋯砂的典型化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)

(續(xù))

(2)粒度 鋯砂熔點(diǎn)高,在巖漿中結(jié)晶較早,因而結(jié)晶尺寸一般較小。鋯砂礦是河床或海濱堆積的砂礦,粒度通常在0.3mm以下。鋯砂精礦的粒度分布見表2-19。

表2-19 鋯砂精礦的粒度分布

(3)放射性 近年來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題日益受到國(guó)內(nèi)外關(guān)注。中國(guó)海關(guān)、質(zhì)檢、商檢管理部門已開始關(guān)注鋯砂中的放射性劑量。最近我國(guó)海關(guān)發(fā)布公告,擬將進(jìn)口鋯砂中的放射性劑量準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)豁免水平提高,U、Ra、Th系列中的任何一種核素的濃度不得超過(guò)1Bq/g,K活度濃度不得超過(guò)10Bq/g。凡屬天然放射性核素活度濃度超標(biāo),但確需進(jìn)口的礦物,需提供國(guó)家相關(guān)政府部門出具的批準(zhǔn)文件方可放行。

鋯砂本身不具有放射性,但鋯砂基本上是鈦鐵礦選礦的副產(chǎn)品,同時(shí)伴生有金紅石、獨(dú)居石[化學(xué)式為Ce(PO₄)或Ce、La、Th、U(PO₄)],又名磷鈰鑭礦,是一種稀土磷酸鹽。同時(shí)還含有少量磷釔礦[化學(xué)式為Y(PO₄)或Y、Th、U(PO₄)],這是鋯砂中放射性Th、U的來(lái)源。鋯砂和獨(dú)居石的密度、粒度大小相近,都不具備導(dǎo)電性,僅磁性略有差異,因此就目前的選礦技術(shù)而言難以將它們徹底分開。我國(guó)鋯砂精礦中通常含少量或微量的獨(dú)居石。

一般鋯砂含量越低,其P₂O₅含量就越高,獨(dú)居石的含量也會(huì)越高,其放射性強(qiáng)度也就越大。

澳砂和南非砂一般含Th0.01%～0.02%,含U0.02%～0.03%,Th、U總和不超過(guò)0.05%；放射性比活度Th為0.1～1.0Bq/g,U為2.0～4.0Bq/g。如果按國(guó)標(biāo)規(guī)定,屬于豁免水平,裝卸、保管、運(yùn)輸和操作鋯砂的場(chǎng)所,可視為非放射性。按照國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)制定的輻射源安全防護(hù)國(guó)際基本標(biāo)準(zhǔn),主體放射性小于1Bq/g的礦物也可豁免。凡符合這一規(guī)定的主體,都屬國(guó)際公認(rèn)的豁免范圍。國(guó)產(chǎn)鋯砂除山東榮成鋯放射性水平接近澳砂外,其他地區(qū)的鋯砂放射性水平都比澳砂高一個(gè)數(shù)量級(jí)。

總之,目前國(guó)內(nèi)外對(duì)鋯砂Th、U含量及放射性劑量的要求、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和解釋不一致,亟待統(tǒng)一。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,如果海關(guān)仍然執(zhí)行現(xiàn)有較為嚴(yán)格的管理辦法,勢(shì)必會(huì)使鋯砂進(jìn)口量大幅下降,并將直接影響國(guó)內(nèi)鋯砂價(jià)格及下游產(chǎn)品的成本和價(jià)格。而我國(guó)對(duì)國(guó)外鋯砂的依賴程度很高,國(guó)產(chǎn)鋯砂中Th、U呈細(xì)粒晶嵌布狀態(tài),且獨(dú)居石的選別比較困難,國(guó)內(nèi)礦尚不能大量取代進(jìn)口礦。

24.鑄造用鋯砂的技術(shù)指標(biāo)是什么?

根據(jù)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 9223—1999《鑄造用鋯砂》規(guī)定,鑄造用鋯砂按其化學(xué)成分分為4個(gè)等級(jí),分級(jí)情況見表2-20。鑄造用鋯砂按其粒度組成分為3個(gè)規(guī)格,見表2-21。鑄造用鋯砂的酸耗值不大于5。

表2-20 鋯砂按化學(xué)成分分級(jí)(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)

表2-21 鋯砂按粒度分組

注:峰值質(zhì)量分?jǐn)?shù)為粒度集中的相連三個(gè)篩號(hào)中,中間篩號(hào)上余留量。

航空行業(yè)對(duì)熔模鑄造用鋯英粉的化學(xué)成分、粒度作了規(guī)定,見表2-22和表2-23,其水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)小于0.3%。

表2-22 熔模鑄造用鋯英粉化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)

表2-23 熔模鑄造用鋯英粉粒度 (單位:目)

25.鉻鐵礦砂的性狀是什么?在世界上的產(chǎn)地有哪些?

鉻鐵礦也稱鉻礦。鉻鐵礦以黑色的塊狀、粒狀或糜棱狀產(chǎn)出,有時(shí)可見到細(xì)小的八面體結(jié)晶。鉻鐵礦具有半金屬光澤,無(wú)解理,性脆,密度取決于尖晶石組成和雜質(zhì)的性質(zhì),一般在4.2～4.8g/cm³之間。鉻鐵礦為非磁性或弱磁性,含鐵量高者磁性較強(qiáng)。莫氏硬度為5.5～6,耐火度大于1900℃。自然界中天然鉻鐵礦的成分復(fù)雜,變化也較大。工業(yè)上經(jīng)常說(shuō)到的鉻鐵礦實(shí)際上多是由六種尖晶石組成的混晶,一般化學(xué)式可以表示為(Mg,Fe)O·(Cr,Al,Fe)₂O₃。工業(yè)上也通常把鉻鐵礦、鉻尖晶石、富鉻尖晶石和硬鉻尖晶石等類似礦物統(tǒng)稱為鉻鐵礦。

鉻鐵礦砂有很好的抗堿性渣的作用,不與氧化鐵等發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在耐火材料工業(yè)中主要用于生產(chǎn)鎂鉻質(zhì)原料和耐火磚。鉻鐵礦砂的熱導(dǎo)率比硅砂大好幾倍,而且在熔融金屬澆注的過(guò)程中鉻鐵礦本身發(fā)生固相燒結(jié),從而有利于防止熔融金屬的滲透。在鑄造行業(yè)鉻鐵礦砂主要用做大型鑄鋼件和各種合金鋼鑄件的型、芯面砂和抗粘砂涂料、涂膏,具有極好的抗侵蝕能力。鉻鐵礦砂還是制備鉻和所有含鉻化合物的唯一資源。

世界上主要的鉻鐵礦產(chǎn)地有南非、哈薩克斯坦、土耳其、印度、菲律賓、津巴布韋、馬達(dá)加斯加、巴基斯坦、芬蘭、古巴、俄羅斯、希臘、阿爾巴尼亞等地。我國(guó)鉻鐵礦資源貧乏,礦石品位較低,主要分布在華北、西北和西藏等地。在鑄造行業(yè),目前僅有商南造型材料廠生產(chǎn)鉻鐵礦砂,年產(chǎn)量?jī)H數(shù)百噸。西藏的鉻鐵礦雖已開采,但運(yùn)輸困難。為滿足國(guó)內(nèi)鑄造生產(chǎn)的需要,近10年來(lái)國(guó)內(nèi)一直從南非進(jìn)口鉻鐵礦砂。

26.鉻鐵礦如何精選加工?其化學(xué)成分是什么?

鉻鐵礦在世界上的儲(chǔ)量是很有限的,高品位的礦石更少。鉻鐵礦中的脈石礦物,特別是含SiO₂的橄欖石、蛇紋石、綠泥石、滑石等對(duì)耐火材料是十分有害的,而且鉻鐵礦的成分不穩(wěn)定,即使是同一礦區(qū)的礦石也是如此。這樣顯然不適合制造高質(zhì)量的耐火材料。根據(jù)鉻鐵礦中脈石的分布特點(diǎn),用簡(jiǎn)單的選礦方法即能使脈石含量大大降低。現(xiàn)代耐火材料已越來(lái)越多地使用經(jīng)選礦加工的鉻鐵礦(鉻精礦)。

世界各主要生產(chǎn)國(guó)的鉻精礦化學(xué)成分列于表2-24中。可見經(jīng)磁選、重選或酸浸工藝處理,基本上分離出了全部硅酸鹽和其他脈石礦物(表現(xiàn)為SiO₂、CaO等含量極低)。表中我國(guó)西藏鉻鐵礦為僅經(jīng)螺旋分級(jí)和水力分級(jí)重選而提純的精礦,故雜質(zhì)含量稍高。

表2-24 鉻精礦的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)

① 未作FeO分析,全鐵以Fe₂O₃表示。

27.鉻鐵礦的主要用途及技術(shù)條件是什么?

鉻鐵礦主要用于冶煉金屬鉻,從而制造不銹鋼及各種合金,冶金用鉻鐵礦的消耗量占鉻鐵礦總量的80%以上；在化學(xué)工業(yè)中,主要用于制造重鉻酸鈉,它是電鍍鉻的基本原料,化學(xué)工業(yè)用鉻鐵礦占10%左右；其余的用于制造鎂鉻質(zhì)耐火材料和鑄造造型材料等。

根據(jù)用途,鉻鐵礦大致劃分為三級(jí):耐火材料級(jí)、冶金級(jí)和化學(xué)級(jí)。名義上耐火材料級(jí)鉻鐵礦含Cr₂O₂44%～45%,冶金級(jí)含Cr₂O₃大于46%,化學(xué)級(jí)一般約含Cr₂O₃34%～35%,但在實(shí)際使用時(shí)往往跨級(jí),并無(wú)嚴(yán)格區(qū)分。礦石的價(jià)格也決定于鐵和SiO₂的含量。表2-25為世界上按鉻精礦特征成分對(duì)鉻精礦進(jìn)行的分級(jí)和各自的應(yīng)用范圍。

表2-25 世界鉻精礦的分級(jí)及用途

用于耐火材料的鉻鐵礦最好有高的Cr∶Fe比值,并含有較少的SiO₂。表2-26為我國(guó)耐火材料用鉻鐵礦的技術(shù)條件(YB/T 5265—2007),分別對(duì)Cr₂O₃、SiO₂、CaO和Fe₂O₃的含量和粒度作出規(guī)定。

表2-26 我國(guó)耐火材料用鉻鐵礦的技術(shù)條件

根據(jù)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 6984—1993《鑄造用鉻鐵礦砂》規(guī)定,鉻鐵礦砂按其物化性能分為2級(jí),見表2-27。按其粒度組成分為3級(jí),見表2-28。

表2-27 鉻鐵礦砂按物化性能分級(jí)

表2-28 鉻鐵礦砂按粒度分組

28.橄欖石砂有哪些基本性質(zhì)?

橄欖石名稱包括好幾種礦物,鑄造用的橄欖石砂主要是鎂橄欖石(Mg₂SiO₄)與鐵橄欖石(Fe₂SiO₄)的固溶礦物(Mg,Fe)₂SiO₄。橄欖石固溶體組成礦物的性質(zhì)見表2-29。鎂橄欖石的耐火度為1910℃,鐵橄欖石砂的耐火度為1700～1800℃。隨著固溶體中鐵橄欖石含量的提高,也就是FeO含量的增加,其熔點(diǎn)下降,鑄造用的高耐火度橄欖石砂中FeO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不大于10%。

表2-29 橄欖石固溶體組成礦物的性質(zhì)

橄欖石通常也含有它的熱液作用蝕變的產(chǎn)物(含水鎂硅酸鹽)——蛇紋石[3Mg₆·(Si₄O₁₀)·(OH)8]。橄欖石隨著蛇紋石化程度的增加,即隨蛇紋石含量的增加其熔點(diǎn)下降,灼燒減量和發(fā)氣量增大。鑄造用橄欖石砂蛇紋石的含量越少越好,一般質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于20%。橄欖石砂可以通過(guò)淘洗、重力分選或高溫煅燒來(lái)提高其質(zhì)量。

橄欖石砂的密度為3.2～3.6g/cm³,莫氏硬度為6～7,熱膨脹量較硅砂小,且均勻膨脹,無(wú)相變,橄欖石砂不含游離SiO₂,故無(wú)硅塵危害,且不與鐵和錳發(fā)生氧化反應(yīng),故具有較強(qiáng)的抗金屬氧化物侵蝕的能力,是一種較好的造型材料。

橄欖石砂可用做中型鑄鋼件,特別是高錳鋼鑄件的面砂。消失模鑄造生產(chǎn)高錳鋼鑄件如爐箅、道岔等,國(guó)內(nèi)外多采用橄欖石砂。

29.鑄造用鎂橄欖石砂的技術(shù)指標(biāo)是什么?

根據(jù)JB/T 6985—1993《鑄造用鎂橄欖石砂》規(guī)定,鎂橄欖石砂按其物化性能分為3級(jí),見表2-30。按其粒度分為5級(jí),見表2-31。

表2-30 鎂橄欖石砂按物化性能分級(jí)

表2-31 鎂橄欖石砂按粒度分級(jí)

30.什么是鋁-硅系耐火材料?

鋁-硅系耐火材料是以氧化鋁及二氧化硅為主要組成的鋁硅酸鹽,除主要成分Al₂O₃及SiO₂外,還有少量其他成分,如Fe₂O₃、TiO₂、CaO、MgO、Na₂O、K₂O等,這些都稱為雜質(zhì)。鋁-硅系耐火材料的耐火度高,熱震穩(wěn)定性和高溫化學(xué)穩(wěn)定性都比較好,線膨脹系數(shù)比硅及剛玉小,已被廣泛用做熔模鑄造制殼耐火材料。這類材料主要有高嶺石類耐火粘土(生料及熟料)和高鋁質(zhì)耐火材料。

31.高嶺石類耐火材料有哪些種類?其主要化學(xué)成分是什么?

(1)粘土質(zhì)耐火材料 粘土質(zhì)耐火材料通常是指Al₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約30%～46%,礦物組成以高嶺石為主的耐火粘土,其分子式為Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O。純高嶺石為白色,密度為2.6g/cm³,熔融溫度為1750～1787℃。在熔模鑄造中通常是將耐火粘土加入加固層涂料中以提高水玻璃型殼的常溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度,這類型殼不必裝箱填砂,可單殼進(jìn)行焙燒、澆注,故常稱做高強(qiáng)度型殼。

常用粘土一般可分為軟質(zhì)粘土和硬質(zhì)粘土兩類。

(2)耐火粘土熟料 耐火粘土熟料是將高嶺石類生粘土(多為硬質(zhì)粘土),經(jīng)高溫煅燒再破碎而成的。其主要相組成為莫來(lái)石和玻璃相,有時(shí)還有少量的方石英。相組成與原材料中的Al₂O₃含量、煅燒溫度和保溫時(shí)間有一定關(guān)系。隨著Al₂O₃含量增加、煅燒溫度提高以及煅燒時(shí)間延長(zhǎng),其莫來(lái)石的含量增多。

耐火粘土熟料一般Al₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%左右,SiO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50%左右,并存在少量Fe₂O₃、MgO、Na₂O、K₂ O等雜質(zhì),已在精鑄中廣泛地使用。幾種常用高嶺石類耐火粘土熟料見表2-32。此外,丁蜀匣缽、山東焦寶石及河北古冶礬土也屬此類耐火粘土熟料。

表2-32 幾種常用高嶺石類耐火粘土熟料

航空行業(yè)規(guī)定的熔模鑄造用上店土砂(粉)的化學(xué)成分見表2-33,其他性能為耐火度≥1750℃,體積密度≥2.4g/cm²,w(水分)≤0.3%,砂中w(粉塵)≤0.3%,w(莫來(lái)石)≤45%,w(方英石)≤15%～20%。

表2-33 熔模鑄造用上店土砂(粉)的化學(xué)成分

32.什么是鋁礬土耐火熟料?其主要化學(xué)成分和相組成是什么?

鋁礬土的主要礦物組成是含水氧化鋁及高嶺石,含水氧化鋁主要有水鋁石α_- Al₂O₃·H₂O、波美石γ-Al₂O₃·H₂O和三水鋁石Al₂O₃·3H₂ O等。我國(guó)鋁礬土蘊(yùn)藏量大,且分布很廣,河北、河南、山西、山東、湖南、貴州、遼寧等地都有大量鋁礬土礦。

鋁礬土耐火熟料砂的主要礦物成分為莫來(lái)石(3Al₂O₃·2SiO₂),它是鋁礬土經(jīng)過(guò)高溫(1300～1500℃)煅燒而得的燒結(jié)塊再經(jīng)過(guò)破碎、篩選而成,其耐火度隨Al₂O₃含量的增加和煅燒溫度的增高而提高。高鋁礬土煅燒的鋁礬土砂,當(dāng)Al₂O₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)71.8%時(shí),其耐火度大于1800℃。上述熟料中Fe₂O₃、CaO、MgO等雜質(zhì)的存在均影響其耐火度。鋁礬土熟料的相組成見表2-34。

表2-34 鋁礬土熟料的相組成

鋁礬土耐火熟料的優(yōu)點(diǎn)是熱膨脹量小、高溫下體積穩(wěn)定、耐火度高、抗渣性好、鐵及其氧化物對(duì)它們的浸潤(rùn)性都比石英低。耐火熟料是一種典型的兩性氧化物,根據(jù)成分不同,在高溫時(shí)有時(shí)呈現(xiàn)顯著的堿性,有時(shí)也呈現(xiàn)中性。

33.鋁礬土耐火熟料的主要技術(shù)指標(biāo)是什么?

YB/T 5179—2005規(guī)定了高鋁礬土熟料的技術(shù)條件,見表2-35。鋁礬土熟料的化學(xué)成分見表2-36。

表2-35 高鋁礬土熟料的技術(shù)條件

表2-36 鋁礬土熟料的化學(xué)成分

注:A/S是Al₂O₃/SiO₂比值的簡(jiǎn)寫。

鋁礬土熟料可以用做大型鑄鋼件的型、芯面砂、涂料和涂膏。近年來(lái),熔模鑄型殼已廣泛應(yīng)用鋁礬土粉(砂)作耐火材料,主要用于配制型殼的加固層涂料及撒砂材料。它在一定范圍內(nèi)代替了石英和剛玉材料,在澆注不銹鋼、耐熱高合金鋼時(shí)還可用于配制表面層涂料。

34.什么是莫來(lái)石?在熔模鑄造中應(yīng)用較為廣泛的莫來(lái)石技術(shù)指標(biāo)是什么?

莫來(lái)石是Al₂O₃-SiO₂二元體系中長(zhǎng)壓下唯一穩(wěn)定存在的二元化合物,化學(xué)式為3 Al₂O₃·2SiO₂,理論組成Al₂ O₃71.8%,SiO₂28.2%。天然莫來(lái)石礦物非常稀少,莫來(lái)石通常用燒結(jié)法或電熔法等人工合成。合成莫來(lái)石是一種優(yōu)質(zhì)的耐火原料,具有膨脹均勻、熱震穩(wěn)定性極好、荷重軟化點(diǎn)高、高溫蠕變小、硬度大、耐蝕性好等特點(diǎn)。近年來(lái)在鑄造行業(yè),特別是熔模鑄造生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛。

天然鋁礬土精礦燒結(jié)所得莫來(lái)石和電熔莫來(lái)石的技術(shù)條件分別見表2-37和表2-38。鋁礬土基電熔莫來(lái)石和高純電熔莫來(lái)石的典型性能列于表2-39中。

表2-37 天然鋁礬土精礦燒結(jié)莫來(lái)石

(續(xù))

表2-38 電熔莫來(lái)石的技術(shù)條件

注:產(chǎn)品粒度小于0.088mm時(shí),M75中的w(Fe₂O₃)≤0.5%,M70中的w(Fe₂O₃)≤1.2%。

表2-39 電熔莫來(lái)石的典型性能

(續(xù))

35.剛玉砂有哪兩大類?其主要性能是什么?

剛玉是高純度的Al₂O₃,它是高鋁礬土經(jīng)粉碎、洗滌后在電爐內(nèi)于2000～2400℃高溫下熔煉而制得的,或以優(yōu)質(zhì)氧化鋁粉經(jīng)電熔再結(jié)晶而制成。純剛玉是白色菱面體形結(jié)晶(α-Al₂O₃),其Al₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)99%～99.5%。鑄造用的剛玉砂有白剛玉和棕剛玉兩種,其Al₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)前者大于等于97%,后者大于等于92.5%。白剛玉和棕剛玉性能比較見表2-40。

表2-40 白剛玉與棕剛玉性能比較

剛玉的密度為3.85～3.9g/cm³,莫氏硬度大于9,熔點(diǎn)為2000～2050℃,熱導(dǎo)率大,熱膨脹小且均勻,高溫時(shí)體積穩(wěn)定且不易龜裂。剛玉屬兩性氧化物,在高溫下常呈弱堿性或呈中性,抗酸堿的作用能力強(qiáng),在氧化劑、還原劑或各種金屬液的作用下不發(fā)生變化,鋁、錳、鐵、錫、硅、鈷、鎳等都不與它發(fā)生反應(yīng)。因此,在鑄造行業(yè),剛玉適用于制作大型鑄鋼件,特別是合金鋼鑄件的型、芯面砂、涂膏和涂料。用電熔剛玉制造的熔模鑄造型殼,其尺寸穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性及高溫化學(xué)穩(wěn)定性均優(yōu)越,是熔模鑄造良好的耐火材料。電熔剛玉價(jià)格昂貴、資源短缺,目前僅用做耐熱高合金鋼、不銹鋼及鎂合金等鑄件的造型材料。

36.剛玉的技術(shù)指標(biāo)是什么?

根據(jù)GB/T 2479—2008《普通磨料 白剛玉》和GB/T 2478—2008《普通磨料 棕剛玉》規(guī)定,它們的粒度和化學(xué)成分應(yīng)符合表2-41的要求。對(duì)耐火材料用白剛玉、棕剛玉國(guó)內(nèi)尚無(wú)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),可參照白剛玉、棕剛玉普通磨料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),見表2-42和表2-43。

表2-41 剛玉的技術(shù)指標(biāo)

表2-42 白剛玉的技術(shù)條件

注:1.46#(P40)密度不小于3.90g/cm³。

2.牌號(hào)WA——陶瓷結(jié)合劑磨具用白剛玉；WA-B——有機(jī)結(jié)合劑磨具用白剛玉；WA-P——涂覆磨具用白剛玉。

表2-43棕剛玉的技術(shù)條件

注:1.棕剛玉磨料牌號(hào)意義:A——陶瓷結(jié)合劑磨具用,A-P₁——高速砂帶用,A-P₂——頁(yè)狀砂布用,A_-B——樹脂結(jié)合劑和橡膠結(jié)合劑用,A-S——噴砂拋光用。

2.密度:4#(P8)～220#(P220)≥3.90g/cm³,220#(P220)或更細(xì)≥3.85g/cm³。

37.什么是硅藻土?其基本性能是什么?

硅藻土是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖。硅藻土主要用于制造保溫材料、填料和濾劑等。在鑄造行業(yè)主要用做砂型芯及金屬型芯的保溫或絕熱涂料。

世界上主要硅藻土生產(chǎn)國(guó)有美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、捷克、丹麥、俄羅斯、烏克蘭和日本。中國(guó)是硅藻土的生產(chǎn)大國(guó),資源十分豐富,全國(guó)已在14個(gè)省(自治區(qū))內(nèi)發(fā)現(xiàn)了70余處硅藻上礦(點(diǎn)),已探明的儲(chǔ)量為3.2億t,遠(yuǎn)景儲(chǔ)量超過(guò)10億t。

(1)產(chǎn)狀及性質(zhì) 硅藻土呈疏松土狀,孔隙率達(dá)80%～90%,能吸收本身質(zhì)量1.5～4倍的水。硅藻土中的硅藻有許多不同的形狀,如圓盤狀、針狀、筒狀、羽狀等。硅藻土松散密度為0.3～0.5g/cm³,莫氏硬度為1～1.5(硅藻骨骼微粒為4.5～5μm)。

硅藻土的顏色為白色、灰白色、灰色和淺灰褐色等。原土中雜質(zhì)少,通常呈淺色,當(dāng)雜質(zhì)含量增加時(shí),則呈現(xiàn)出灰色、灰綠色、灰褐色等深色。

硅藻土有細(xì)膩、松散、質(zhì)輕、多孔、吸水和滲透性強(qiáng)的特性,是熱、電、聲的不良導(dǎo)體,熔點(diǎn)為1650～1750℃,化學(xué)穩(wěn)定性好,不溶于除氫氟酸以外的任何強(qiáng)酸,但能溶于強(qiáng)堿溶液中。

(2)礦物組成 硅藻土中的SiO₂多數(shù)是非晶質(zhì)的,其主要礦物為蛋白石及其變種,其次是與其共存的各種粘土礦物(高嶺石、蒙托石、水云母等)和碎屑礦物(石英、長(zhǎng)石、黑云母等),另外還有有機(jī)質(zhì),含量從微量到30%以上。表2-44為浙江嵊縣硅藻土的礦物組成。

表2-44 浙江嵊縣硅藻土的礦物組成

(續(xù))

(3)化學(xué)組成SiO₂是硅藻土的主成分,通常都在80%以上,最高可達(dá)94%。硅藻土中SiO₂含量達(dá)到60%以上即可列入開采、利用的范圍。SiO₂含量越高(指非晶質(zhì)SiO₂),它的質(zhì)量越好。除SiO₂外,硅藻土中還含有少量的Al₂ O₃、Fe₂ O₃、CaO、MgO、K₂ O、Na₂ O等。硅藻土的典型理化指標(biāo)見表2-45。

表2-45 硅藻土的典型理化指標(biāo)

(4)導(dǎo)熱性 硅藻土密度為0.4～0.9g/m³,熱導(dǎo)率極小,因而常用做隔熱材料。密度為0.53g/m³的硅藻土塊熱導(dǎo)率在200℃時(shí)為0.0158W/(m·K),在800℃時(shí)為0.0219W/(m·K)。其熱導(dǎo)率與溫度關(guān)系較大,表2-46為松散填充的硅藻土不同溫度下的熱導(dǎo)率。

表2-46 硅藻土的熱導(dǎo)率

38.硅藻土的技術(shù)條件是什么?

JC/T 414—2000《硅藻土及其試驗(yàn)方法》對(duì)硅藻土的技術(shù)條件作了規(guī)定,見表2-47。

表2-47 硅藻土的技術(shù)條件

39.什么是碳質(zhì)耐火材料?

碳質(zhì)耐火材料包括石墨、廢石墨電極與廢石墨坩堝碾碎成的顆粒,以及沖天爐打爐后未燒掉的焦炭碾碎成的顆粒。碳質(zhì)砂為中性材料,化學(xué)活性低,在缺乏空氣流中加熱十分穩(wěn)定,不為金屬液及其氧化物所浸潤(rùn)；耐火度高,如天然鱗片石墨熔點(diǎn)高達(dá)3000℃以上,一般工業(yè)用石墨約2100℃；熱導(dǎo)率高,熱容量大,熱膨脹系數(shù)非常低。

碳質(zhì)砂質(zhì)特別適合用做高溫下易氧化的鈦合金和各種非鐵合金鑄造用砂,也可以用于鐵質(zhì)金屬鑄造。鱗片石墨和無(wú)定形(土狀)石墨還用于配制鑄造用涂料。

40.石墨的基本性質(zhì)是什么?

石墨一般呈鱗片狀,為致密晶質(zhì)和隱晶質(zhì)的集合體產(chǎn)出。鱗片狀石墨具有重大工業(yè)價(jià)值。雖然這種石墨在礦石中含量低,僅為百分之幾,呈星散分布,但其鱗片直徑一般大于0.1mm,且鱗片質(zhì)純,具有高度的潤(rùn)滑性、耐高溫和化學(xué)穩(wěn)定性。它的可選性好,經(jīng)浮選后含碳量可達(dá)85%以上。致密晶質(zhì)石墨也稱塊狀石墨,其晶體一般較小,直徑多在0.1～0.001mm,排布雜亂,在礦石中的含量較高。隱晶質(zhì)石墨的晶體小于1μm,只有在電子顯微鏡下才能看到石墨晶型。集合體呈致密塊狀,潤(rùn)滑性小,一般沒有光澤或光澤較暗,外表呈土狀,所以也稱土狀石墨。這種石墨在礦石中的含量很高,一般在60%～80%左右,少數(shù)可達(dá)90%以上。但是這種石墨的可選性差,工業(yè)上一般將其研磨后直接使用。

石墨為鐵黑至鋼灰色,條痕呈光亮黑色,有金屬光澤,隱晶集合體呈土狀者光澤暗淡,不透明,解理{0001}完全。石墨是最軟的礦物之一,莫氏硬度為1～2,有滑膩感,易污染手指,密度為2.09～2.23g/cm³,具良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。

石墨是單質(zhì)礦物,但是天然石墨純凈者很少,除碳外,常含有大量的(有時(shí)達(dá)10%～20%)其他成分,如SiO₂、Al₂O₃、FeO、MgO、CaO、P₂O₅、CuO等混入物,有時(shí)含有H₂O、瀝青、粘土等。

41.石墨的技術(shù)條件是什么?

鱗片石墨按固定碳含量高低分為高碳石墨[w(C)=94.0%～99.0%]、中碳石墨[w(C)=80.0%～93.0%]和低碳石墨[ω(C)=50.0%～79.0%]。鑄造業(yè)使用的多為中碳石墨。鑄造用的鱗片石墨按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 3518—1995)規(guī)定。表2-48列出了部分鱗片石墨(中碳)的技術(shù)指標(biāo)。

表2-48 鱗片石墨(中碳)的技術(shù)指標(biāo)

(續(xù))

鑄造用無(wú)定形(土狀)石墨粉按GB/T 3519—2008《微晶石墨》規(guī)定,分為兩類:有鐵要求者為一類,用WT表示；無(wú)鐵要求者為一類,用W表示。產(chǎn)品代號(hào)由分類代號(hào)、固定碳含量最大粒徑組成,例如W90-45表示無(wú)鐵要求的含碳量為90%、最大粒徑為45_μm的微晶石墨。鑄造行業(yè)使用的微晶石墨大多對(duì)鐵無(wú)特別要求,其無(wú)鐵要求的微晶石墨的技術(shù)條件見表2-49。

表2-49 無(wú)鐵要求微晶石墨的技術(shù)條件

國(guó)內(nèi)主要有四個(gè)大型石墨礦,均按上述國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),其中黑龍江省雞西市柳毛石墨礦、山東省南墅和北墅石墨礦生產(chǎn)鱗片石墨,吉林省盤石石墨礦和湖南省魯塘礦生產(chǎn)無(wú)定形石墨。

42.鈦鐵礦砂的主要性狀是什么?

鈦鐵礦砂是一種天然原砂,外觀為鐵黑色或灰黑色細(xì)顆粒,其主要成分為FeTiO₃或FeO·TiO₂,屬三方晶系菱面體對(duì)稱型。它儲(chǔ)藏于海砂中,與硅砂、鋯砂、獨(dú)居石、磷釔礦伴生,純的鈦鐵礦砂是由海砂經(jīng)過(guò)重力選礦、磁力選礦、電力選礦等工藝精選出鋯砂時(shí)所獲得的另一產(chǎn)品砂,其價(jià)格比鋯砂便宜,比硅砂稍貴。鈦鐵礦砂單獨(dú)作為型芯砂的不多,大多作為型芯砂添加劑使用。

鈦鐵礦砂的密度為4.7g/cm³左右,莫氏硬度為4～6,熔點(diǎn)為1450℃,理論成分為w(FeO)=47.3%,w(TiO₂)=52.7%,但往往有SiO₂、MgO、CaO、MnO等雜質(zhì)而降低其熔點(diǎn)。鈦鐵礦砂的導(dǎo)熱性、蓄熱性與鉻鐵礦砂相近,熱膨脹量較鉻鐵礦砂稍大。

天然金紅石是一種高鈦礦物,純的TiO₂密度為3.8～4.2g/cm³,分解溫度為1640℃,因此金紅石也可作為原砂。

鈦鐵礦由于熔點(diǎn)較低,僅適合用做鑄鐵用原砂；金紅石砂可用做鑄鋼用原砂。單獨(dú)或與硅砂混合使用時(shí)可以提高混合料的導(dǎo)熱性,加速鑄件冷卻。

43.鈦鐵礦砂的主要技術(shù)指標(biāo)是什么?

供生產(chǎn)人造金紅石、鈦鐵合金、高鈦渣、焊條等用的鈦鐵礦砂,按其主要化學(xué)成分分為5級(jí),見表2-50。

天然金紅石按其化學(xué)成分分為4級(jí),見表2-51。鈦鐵礦砂和金紅石砂的粒度一般都較細(xì),篩號(hào)多為70/140目和100/200目。

表2-50 鈦鐵礦砂按化學(xué)成分分級(jí)

表2-51 天然金紅石按其化學(xué)成分分級(jí)

44.石灰石的基本性質(zhì)是什么?在工業(yè)上有何應(yīng)用?

石灰石按原料的礦物組成劃分,大致可分為石灰石型、白云石型[亦稱鎂質(zhì)石灰石,化學(xué)式為CaMg(CO₃)2]和大理石型(它是石灰石和白云石經(jīng)變質(zhì)作用重結(jié)晶形成的礦物,與石灰石或大理石在化學(xué)成分上無(wú)法區(qū)分,僅結(jié)晶狀態(tài)不同)。

石灰石的成巖礦物組成是方解石,其理論化學(xué)式為CaCO₃,化學(xué)組成為CaO56.03%,CO₂43.97%,常含有Mg、Fe、Mn等,可形成若干變種,有時(shí)還含Zn、Pb、Ba、Co、Tr等。質(zhì)純方解石為無(wú)色或白色,但多數(shù)方解石因含雜質(zhì)元素染成淺黃、淺紅、紫、褐黑色等各種顏色。

石灰石不易溶于水,而易溶于酸。在1000～1240℃下煅燒,發(fā)生分解,生成高鈣型石灰(CaO)。石灰的水化產(chǎn)物為高鈣型熟石灰[Ca(OH)2]。熟石灰加水后可調(diào)成灰漿,在空氣中易于硬化。熟石灰中通入CO₂氣體所生成的碳酸鈣沉淀物,經(jīng)過(guò)濾、烘干、磨細(xì),即可制成輕質(zhì)碳酸鈣粉。

白堊是石灰石的特殊類型,屬生物成因的一種質(zhì)純、柔軟、粉狀(粒徑<5μm)碳酸鹽巖。這種微粒的比表面積大,白度高,具有良好的吸附性,易粘附,吸油性強(qiáng),但吸水性弱,是重要的白色填料。

方解石的分解溫度不高,CaO在礦石熔煉過(guò)程中有助熔性能,能降低礦石的熔化溫度。同時(shí)可提高熔爐內(nèi)的堿度,降低粘度,增加爐渣流動(dòng)性,促使煉鋼爐中礦石的各種雜質(zhì)進(jìn)入爐渣。

不同成因的各種組成特征的石灰石具有不同的顏色、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及形態(tài)特征,常具有良好的裝飾性能和觀賞價(jià)值,可用于室內(nèi)外建筑和園林裝飾。同時(shí),石灰石(大理石)可加工為較大塊度的石料和板材,有很好的可鋸性、磨平及拋光性能,并有較好的抗風(fēng)化能力,可加工成多種建筑石材和工藝產(chǎn)品。

不含鐵礦物的石灰石(大理石)具有較好的電絕緣性能。

石灰石在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用見表2-52。

表2-52 石灰石的工業(yè)應(yīng)用

45.鑄造用石灰石砂的主要特性是什么?

以石灰石為主要成分的礦巖,經(jīng)過(guò)機(jī)械破碎,除去細(xì)粉、篩選分級(jí)后制成的鑄造用砂,稱為石灰石砂。最常見的石灰石砂是白色或灰白色的多角形顆粒,最容易鑒別的方法是石灰石砂遇鹽酸發(fā)泡產(chǎn)生CO₂。

(1)石灰石砂的高溫特性 用做造型材料的石灰石砂是未經(jīng)煅燒的原礦,其主要組分碳酸在高溫受熱時(shí)會(huì)分解粉化并產(chǎn)生較多的CO₂氣體,這是石灰石砂的一個(gè)特點(diǎn)。在受熱狀況下,石灰石砂在700℃左右就開始分解,溫度超過(guò)900℃以后,熱解作用急劇進(jìn)行,直到完成。石灰石的熱解溫度為914℃。大理石因?qū)儆谧冑|(zhì)巖,熱解溫度略高,可達(dá)921℃。白云石在800℃左右出現(xiàn)第一次熱解,分解成MgO、CO₂和CaCO₃,溫度繼續(xù)升高,CaCO₃的熱解接著產(chǎn)生。

(2)雜質(zhì)與粒形

1)雜質(zhì):石灰?guī)r中的有害雜質(zhì)主要是粘土、石英、云母以及鐵的氧化物等雜質(zhì)礦物。生產(chǎn)實(shí)踐表明,石灰石砂中Fe₂ O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在1.0%以下,Al₂ O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1.5%。這些化學(xué)物質(zhì)的存在沒有明顯的不良作用。MgO、SiO₂含量過(guò)高將使鑄件表面粗糙,出現(xiàn)毛刺和粘砂。MgO含量過(guò)高還會(huì)使石灰石砂在較低溫度(795℃)即分解出大量氣體,易使鑄件產(chǎn)生氣孔類缺陷。SiO₂有化合態(tài)(硅酸鹽)和游離態(tài)兩種,一般環(huán)保要求游離態(tài)SiO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在2%以下,但石灰石砂含有適量的SiO₂能降低型砂高溫殘留強(qiáng)度,使?jié)沧⒑髿埩羯皦K松脆,有利于減輕清砂勞動(dòng)強(qiáng)度。石灰石中的硫鐵礦、石膏、磷灰石等雜質(zhì)的存在會(huì)增加砂中硫、磷的含量,對(duì)鑄件質(zhì)量不利。應(yīng)根據(jù)原礦情況,適當(dāng)控制石灰石的雜質(zhì)含量。

2)粒形:顆粒形狀對(duì)石灰石砂的性能有著重要的影響。加工后所得到的砂粒,應(yīng)該是多角形的。柱狀、條片狀、尖角狀的砂粒則不宜使用。

46.鑄造用石灰石砂的主要技術(shù)指標(biāo)是什么?

(1)化學(xué)成分 根據(jù)原砂化學(xué)成分,鑄造用的石灰石砂可分為以下幾級(jí),見表2-53。

表2-53 石灰石砂按化學(xué)成分分級(jí)

(2)粒度 參照GB/T 9442—2010《鑄造用硅砂》的規(guī)定,并結(jié)合應(yīng)用實(shí)踐,將鑄造用石灰石砂的粒度分為5組,見表2-54。特殊規(guī)格的砂子可以將兩種粒度的砂子混合,或者單獨(dú)篩選加工(如兩篩制的砂子),具體要求可由供需雙方商定。各組砂子粒度集中率應(yīng)大于85%,主要粒度組成部分以外,上部各篩粗粒總和應(yīng)小于下部各篩細(xì)粒之和。

表2-54 石灰石砂粒度分組

(3)耐碾性 石灰石莫氏硬度為3,比石英低得多,所以石灰石砂在混砂過(guò)程中容易粉碎、細(xì)化,從而引起型砂工藝性能惡化。由于石灰石砂的耐碾性完全不能和硅砂或其硬質(zhì)砂相比,所以成品原砂中往往含有較多細(xì)粉,影響型砂的工藝性能。