本發明涉及耐火材料技術領域，尤其涉及一種低成本耐久型鑄造用紙質澆道管及其制備方法。
背景技術：
在當今現有技術中，鑄造領域通常廣泛使用的澆道管部件是采用陶、瓷等耐火材料所燒制而成。其制造過程為將原材料按一定規格要求制成坯體原料，經混料、陳腐、練泥等工序制成管狀生坯，經干燥、煅燒窯爐高溫燒制成耐火陶瓷澆道管部件。使用時埋入型砂內成為鋼水進入型腔內的通道。其基本功能是保證鋼水流動過程中不會造成沖砂、粘砂；鋼水冷卻后不粘鐵、不粘砂。其實質是利用耐火材料的耐火性能將鐵水和型砂隔離，以達到上述目的。該技術存在制造過程復雜、能耗高、環境污染大、重量大、易損壞、切割粉塵大、堅硬固體廢棄物多，不易除去等缺陷。
中國發明專利申請200910117239.6公開了一種鑄造用紙質澆道管及其制備工藝，該紙質澆道采用廢紙紙漿作為纖維，但仍需加入成本較高的填充材料、粘結材料、增強劑和防潮劑，而且目前市場上的產品均為一次性使用的紙質澆道管，需要經常更換，耗時、耗工，不利于降低成本和提高生產效率，故有必要研究一種低成本的鑄造用紙質澆道管及其制備方法。
技術實現要素：
基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種低成本耐久型鑄造用紙質澆道管及其制備方法。
一種低成本耐久型鑄造用紙質澆道管，包括以下重量百分比的成分：
廢紙漿 75-85%
回收耐火磚 6-10%
鋁礦渣 1-3%
苛化白泥渣 4-8%
石蠟 0.2-0.5%
石墨烯 0.02-0.05%
六偏磷酸鈉 0.5-1%
電熔鎂砂細粉 余量。
優選的，所述的回收耐火磚的主要成分為剛玉和氧化鋁。
優選的，所述的苛化白泥渣的含水量為8-20%。
我國是制漿造紙大國，目前采用化學制漿方法，化學制漿(分為燒堿法和亞硫酸鹽法)就是利用各種化學藥劑，在特定條件下將植物纖維原料中的大部分木素溶出來使之分散成紙漿。燒堿法主要用來生產某些草漿，如稻麥草、龍須草、蘆葦等。亞硫酸鹽法主要用來生產木漿，也有用于制竹漿和草漿。化學制漿方法，無論用何種原料都要產生黑液，黑液中含有大量的廢堿和有機物，是水體的嚴重污染源之一。國內多數造紙廠不加任何處理便將黑液排放到河湖中，一方面浪費了大量的堿資源，另一方面嚴重污染了環境。堿回收是我國造紙工業環境治理的首選措施，它不僅有很好的經濟效益，而且還有很好的社會效益，對改善環境有著非常重要的作用和意義。
我國造紙工業與歐美發達國家的本質區別在于制漿種類。國外以木漿為主，我國木漿、非木漿(稻草、麥草、龍須草、蘆葦等為原料)造紙工藝約各占50％。造紙苛化白泥渣是指化學制漿法-燒堿法產生的制漿黑液經提取、蒸發濃縮形成固含量50％～70％的堿和有機物，然后將濃縮液放在堿回收鍋爐中燃燒，燒去有機物，得到主要成分是碳酸鈉和硫化鈉的熔融物。熔融物溶于水中形成綠液，加入消化石灰，經過苛化工藝使碳酸鈉轉化為氫氧化鈉，氫氧化鈣形成碳酸鈣沉淀。苛化后的懸濁液經澄清、洗滌、過濾后的濾液再循環用于制漿，同時得到的沉淀物碳酸鈣經過濃縮、真空脫水形成-苛化白泥渣。
一種低成本耐久型鑄造用紙質澆道管的制備方法，包括以下步驟：
A、將廢紙和水制成廢紙漿，并調節濃度為3-5%；
B、按照比例將廢紙漿、回收耐火磚、鋁礦渣、苛化白泥渣、石蠟和一半重量的六偏磷酸鈉混合后，攪拌均勻；
C、將調好的漿放入成型機中，成圓筒狀；并將圓筒狀的紙漿毛坯放入整形模具，熱壓整形；
D、將石墨烯、電熔鎂砂細粉和剩余的六偏磷酸鈉混合均勻后干法研磨，過250目篩，得到耐火表面涂層；
E、在整形后的紙漿脫模后內側均勻涂抹步驟D的耐火表面涂層；
F、1200-1300℃高溫烘干，即可。
優選的，所述的步驟E中，所述的耐火表面涂層的厚度不低于2mm。
本方案相比于傳統方案的有益之處在于：
1、本發明的原料中加入了回收耐火磚、鋁礦渣和苛化白泥渣，成本比市場產品的成本低10-20%，但產品的強度與市場產品并沒有明顯的區別，可以滿市場需求；
2、加入的回收耐火磚起到增強劑和耐火材料的作用；
3、加入堿性的苛化白泥渣起與石蠟相互配合起到粘結劑的作用，效果良好；
4、在傳統的紙質澆道管內側涂抹一層耐火表面涂層，從而提高紙質澆道管的耐久性；
5、選用的耐火表面涂層的主要成分為石墨烯、六偏磷酸鈉和電熔鎂砂細粉，其中六偏磷酸鈉的作用為粘合劑，即增加耐火表面涂層與原紙質澆道管的粘結效果，將六偏磷酸鈉分成兩份分別加入耐火表面涂層與原紙質澆道管，效果更好；電熔鎂砂細粉本身具備非常好的耐火性能，同時在高溫加熱過程中與原紙質澆道管的氧化鋁成分生成鋁鎂尖晶石結構，進一步提高表面涂層的耐火性能和強度，使表面可耐1600℃以上的高溫；加入石墨烯并將其與電熔鎂砂細粉共磨是為了增加電熔鎂砂細粉的分散效果，從而增強電熔鎂砂細粉與氧化鋁的反應效果。
6、本發明的紙質澆道管制備工藝簡單，成本低廉，耐久性好，一般可以使用10次以上，使用后只需簡單清理，無需經常更換，可以大大提高生產效率。
具體實施方式
實施例1：
一種低成本耐久型鑄造用紙質澆道管，包括以下重量百分比的成分：
廢紙漿 78%
回收耐火磚 6%
鋁礦渣 2%
苛化白泥渣 7%
石蠟 0.3%
石墨烯 0.03%
六偏磷酸鈉 0.8%
電熔鎂砂細粉 余量。
所述的回收耐火磚的主要成分為剛玉和氧化鋁。
所述的苛化白泥渣的含水量為15%。
一種低成本耐久型鑄造用紙質澆道管的制備方法，包括以下步驟：
A、將廢紙和水制成廢紙漿，并調節濃度為4%；
B、按照比例將廢紙漿、回收耐火磚、鋁礦渣、苛化白泥渣、石蠟和一半重量的六偏磷酸鈉混合后，攪拌均勻；
C、將調好的漿放入成型機中，成圓筒狀；并將圓筒狀的紙漿毛坯放入整形模具，熱壓整形；
D、將石墨烯、電熔鎂砂細粉和剩余的六偏磷酸鈉混合均勻后干法研磨，過250目篩，得到耐火表面涂層；
E、在整形后的紙漿脫模后內側均勻涂抹步驟D的耐火表面涂層；
F、1250℃高溫烘干，即可。
所述的步驟E中，所述的耐火表面涂層的厚度為2.2-2.5mm。
實施例2：
一種低成本耐久型鑄造用紙質澆道管，包括以下重量百分比的成分：
廢紙漿 85%
回收耐火磚 6%
鋁礦渣 1%
苛化白泥渣 4%
石蠟 0.2%
石墨烯 0.05%
六偏磷酸鈉 0.5%
電熔鎂砂細粉 余量。
所述的回收耐火磚的主要成分為剛玉和氧化鋁。
所述的苛化白泥渣的含水量為20%。
一種低成本耐久型鑄造用紙質澆道管的制備方法，包括以下步驟：
A、將廢紙和水制成廢紙漿，并調節濃度為3%；
B、按照比例將廢紙漿、回收耐火磚、鋁礦渣、苛化白泥渣、石蠟和一半重量的六偏磷酸鈉混合后，攪拌均勻；
C、將調好的漿放入成型機中，成圓筒狀；并將圓筒狀的紙漿毛坯放入整形模具，熱壓整形；
D、將石墨烯、電熔鎂砂細粉和剩余的六偏磷酸鈉混合均勻后干法研磨，過250目篩，得到耐火表面涂層；
E、在整形后的紙漿脫模后內側均勻涂抹步驟D的耐火表面涂層；
F、1300℃高溫烘干，即可。
所述的步驟E中，所述的耐火表面涂層的厚度不低于2.4-2.6mm。
實施例3：
一種低成本耐久型鑄造用紙質澆道管，包括以下重量百分比的成分：
廢紙漿 75%
回收耐火磚 10%
鋁礦渣 3%
苛化白泥渣 8%
石蠟 0.5%
石墨烯 0.02%
六偏磷酸鈉 1%
電熔鎂砂細粉 余量。
所述的回收耐火磚的主要成分為剛玉和氧化鋁。
所述的苛化白泥渣的含水量為8%。
一種低成本耐久型鑄造用紙質澆道管的制備方法，包括以下步驟：
A、將廢紙和水制成廢紙漿，并調節濃度為5%；
B、按照比例將廢紙漿、回收耐火磚、鋁礦渣、苛化白泥渣、石蠟和一半重量的六偏磷酸鈉混合后，攪拌均勻；
C、將調好的漿放入成型機中，成圓筒狀；并將圓筒狀的紙漿毛坯放入整形模具，熱壓整形；
D、將石墨烯、電熔鎂砂細粉和剩余的六偏磷酸鈉混合均勻后干法研磨，過250目篩，得到耐火表面涂層；
E、在整形后的紙漿脫模后內側均勻涂抹步驟D的耐火表面涂層；
F、1200℃高溫烘干，即可。
所述的步驟E中，所述的耐火表面涂層的厚度不低于2.3-2.7mm。
對比實施例1
將實施例1中的耐火表面涂層去除，其余條件不變。
對比實施例2
將實施例1中的石墨烯去除，其余條件不變。
將實施例1和對比實施例1中的紙質澆道管的耐久性和強度做對比，實施例1的紙質澆道管比對比實施例1中的紙質澆道管使用次數增加10次以上，強度也平均增加了45%；
將實施例1和對比實施例2中的紙質澆道管的耐久性和強度做對比，實施例1的紙質澆道管比對比實施例2中的紙質澆道管使用次數增加6-8次，強度也平均增加了18%；此檢測數據只針對上述檢測樣品。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。