山西沁新集團寶珠砂（陶瓷砂）產品介紹及應用

山西沁新集團昌源新材料有限公司位于山西省長治市沁源縣李元鎮賢友村，公司成立于2000年，是從事寶珠砂生產的企業。目前裝備有6臺電弧冶煉爐，二期項目已經審批通過。目期設計年產量5萬噸，實際產能在3萬噸左右，二期完成后設計產量為10萬噸，實際產能預計在7萬噸，是全球大的寶珠砂生產基地。
沁新寶珠砂的優勢為：1、自備穩定的鋁礬土生產基地，未來還有礦下鋁礬土供應。2、電力配套來源于沁新集團循環經濟產業鏈的樞紐環節，電力供應充足穩定，可實現全年24小時生產3、建立了完善的質量控制和檢測體系。
寶珠砂，是上世紀90年代末研制開發的新型綠色鑄造用砂，它是以三氧化二鋁（Al2O3）為主要成分的煅燒鋁礬土，經熔融、噴吹、篩分、混配而成的不同粒度的球形人工鑄造砂。
寶珠砂具有耐火度高（＞1790℃），角形系數小（≤1.1，近似球狀），酸耗值低（中性材料），黏結劑加入量小（減少黏結劑加入量30%-50%），強度高，不破碎，無粉塵，等特點，適用于樹脂自硬砂（呋喃樹脂、堿性酚醛樹脂、邦尼樹脂等）、冷芯盒法、覆膜砂及殼型鑄造、水玻璃砂（有機脂、CO2硬化、改性水玻璃）、消失模及V法鑄造（填充砂）、涂料（寶珠砂粉）、3D打印等鑄造工藝，在汽車發動機及汽車零部件、大型鑄鋼（錳鋼、碳鋼、合金鋼、高鉻鑄鐵）件、鑄鐵件及有色金屬（銅合金、鋁合金）等領域廣泛應用，被譽為21世紀的綠色鑄造新材料。
一、寶珠砂化學成分
Al2O3≥70%，Fe2O3≤3%，SiO2≤24%，其他：微量。
二、寶珠砂物理性能
1.粒 形：球形
2.角形系數：<1.1
3.堆積密度：1.9-2.1g/cm3
4.P H 值：7-8
5.熱 導 率：0.5-0.6(W/m*K)(1000℃)
6.熱膨脹率：0.13%(1000℃加熱10分鐘)
7.耐 火 度：>1790℃
8.耗 酸 值：≤3.0ml
三、寶珠砂特點
1.熱膨脹系數小，可與鋯英砂媲美，用寶珠砂配制型、芯砂，可基本消除鑄件脈紋等膨脹類缺陷，提高尺寸精度。
2.寶珠砂近似球形，流動性好，易充填，砂型和砂芯有較高的透氣性，澆注后的潰散性好。
3.寶珠砂表面光滑、結構致密，便于粘結劑均勻覆蓋，可節省粘結劑30-50%。
4.寶珠砂屬中性材料，酸、堿粘結劑均可使用，并適應各種鑄造合金。
5.寶珠砂再生回用性能好，，可適應各種再生方法。
6.寶珠砂耐火度高，穩定性好，特別適合復雜形狀的砂芯和鑄鋼件的生產。
7.寶珠砂粒度范圍廣，可根據要求任意組合混配，滿足客戶不同需求。
四、寶珠砂應用范圍
1.可用于生產覆膜砂，造型、制芯，主要使用的為40/70，50/100，70/140的段砂，因寶珠砂價格較高，國內目前主要的覆膜砂制造廠商，在硅砂中加入部分寶珠砂，從而使制成的殼型、殼芯具有耐高溫、低膨脹、易潰散、高強度、發氣量低等性能，對于形狀特別復雜的芯子，還可解決射不實的問題。
2.可用于做殼型鑄造代替精密鑄造工藝，生產精密鑄鋼小件，目前主要使用的40/70,50/100的段砂。使用寶珠砂殼型精密鑄造工藝，鑄件尺寸精度可以達到CT7-CT6級，表面粗糙度達到Ra12.5以上。可以提高砂型鑄造鑄件質量，并可部分替代失蠟精密鑄造工藝，可以顯著降低鑄件成本，取得的經濟效益。且舊砂再生簡易方便，減少了固體廢棄物等污染物排放，在獲取經濟效益的同時，具有明顯的環保效益，是一種可持續發展的鑄造技術。產品目前主要有不銹鋼閥門零件，接頭，平衡塊，工程機械的斗齒以及工具五金零件等等，應用較廣。
3.可用于冷芯盒樹脂砂工藝，生產缸體、缸蓋、排氣管等汽車鑄件，目前主要使用40/70，50/100,70/140等段砂。 冷芯盒法是指借助于氣體或氣霧催化/硬化，在室溫下瞬時成形的樹脂砂成形工藝。常見的為***法，使用酚醛-尿烷樹脂，吹三**氣體硬化。該工藝的特點是：芯砂可使用時間長，起模時間短，生產，能耗低，適合于大批量型芯的生產，在汽車柴油機行業普遍采用。柴油機鑄件，如汽缸體、汽缸蓋、進排氣管等，部分芯子形狀復雜，局部截面積小，容易出現射不實，斷裂等，或者由于石英砂的較大膨脹鑄件出現脈紋，還有出現粘砂、氣孔等缺陷的幾率也比較大。使用寶珠砂或者寶珠砂與石英砂按比例混合使用，樹脂加入量減少20-30%，以上幾種缺陷得到了明顯改善，同時砂芯潰散性非常好，減少了清理工作量。
4.可整條線用于堿性酚醛樹脂砂工藝，生產鑄鋼件，常用的為40/70,50/100,70/140等段砂。該工藝中使用寶珠砂有如下優勢：顯著降低原砂消耗---噸鑄件耗砂量30-50kg；顯著降低粘結劑加入量—降低30-50%，提高型芯精度；提高材料利用率，可提高表面質量，降低落砂、清理工作量（達60%以上）；可提高鑄件質量，降低鑄件的生產和質量成本；減少廢氣，廢砂的排放，實現綠色生產；改善勞動環境，減少粉塵，降低矽肺病的概率。
5.可整條線用于呋喃樹脂砂工藝，生產鑄鋼件，常用的為40/70、50/100、70/140等段砂。寶珠砂用呋喃樹脂做粘接劑時，其硬化速度比硅砂要快，且同樣的樹脂加入量，強度提高也很多，特別是24h放置后的抗拉強度，比硅砂提高了53.6%。寶珠砂用呋喃樹脂時不僅可減少樹脂的加入量，降低成本（樹脂約1.2萬元/噸），也能提高生產效率。實際生產應用中型砂普遍采用0.7%左右的樹脂加入量。由于樹脂加入量的下降，大大降低了鑄件產生氣孔等缺陷的幾率。
6.可整條線用于改性水玻璃砂工藝，生產鑄鋼件。該工藝主要用于生產大中型鑄鋼件.
7.可整條線用于邦尼樹脂砂工藝，生產鑄鋼件。常用的產品同其他樹脂砂一致，均為40/70、50/100、70/140等段砂。寶珠砂中邦尼樹脂加入量少（0.60%-0.90%），型砂強度高，鑄件裂紋傾向減少，再生砂灼燒減量低，平均約為1.10%，再生砂中微粉含量低，幾乎接近零值。邦尼樹脂陶瓷型砂有機物總量少，鑄件表面氣渣孔大幅減小。砂再生收得率約97%，廢料減排效果顯箸。
8.可替代鉻鐵礦砂用于水玻璃砂工藝，生產大型鑄鋼件，常用的型號為20/40、30/50、40/70、50/100等。寶珠砂用作大型鑄鋼件的面砂替代鉻鐵礦砂能起到防粘砂效果，并使落砂清理工作更容易。寶珠砂水玻璃加入量更少，鑄件落砂清理容易，能改善鑄造車間環境，節省鑄件清理工時。
9.可用于消失模鑄造工藝，作為消失模填充砂使用。常用的為8-30目的粒度砂或段砂。目前使用成熟。
10.可用作V法鑄造的填充砂，常用的為8-30目的粒度砂或段砂。
11.可用于生產引流砂，可替代鉻鐵礦，常用的為30#粒度砂，加入添加劑后供應國內幾個大型鋼廠，如太鋼，鞍鋼、寶鋼等。
12.可用于3D打印工藝，常用的為200目，270#粒度砂或陶瓷粉
13.可用于生產鑄造涂料，常用的為140#以細的陶瓷粉。
14.可用于生產消失模涂料，常用的為140#以細的陶瓷粉。
五、寶珠砂發展前景
綠色鑄造，是未來中國鑄造行業的發展趨勢。作為鑄造行業不可或缺的鑄造用砂，在打造綠色鑄造的進程中起著關鍵作用。而寶珠砂，因其在提高鑄件質量、降低生產成本、提高經濟效益、改善生產環境、減少粉塵危害等方面的顯著優勢，必將成為鑄造用砂的“新寵”。寶珠砂——二十一世紀的綠色鑄造新材料，在倡導可持續發展及綠色鑄造的新時代，必將發揮更大作用。</a>
姚經理

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