本發(fā)明涉及一種過濾網(wǎng)制作的改進(jìn)工藝,特別是用于鑄造中鐵水過濾網(wǎng)的制作工藝。

背景技術(shù)：
：

過濾技術(shù)作為一種先進(jìn)的工藝技術(shù)對(duì)減少夾雜類、氣孔類缺陷,提高鑄件力學(xué)性能、加工性能有顯著作用。在鑄造工藝中,通常在鑄造時(shí)需要在設(shè)備的澆口部位放置過濾網(wǎng),除去澆鑄液中的雜質(zhì),以提高鑄件工藝成品率。目前,多數(shù)廠家使用直孔陶瓷過濾片、泡沫陶瓷過濾片和纖維過濾網(wǎng)對(duì)鐵水進(jìn)行過濾凈化處理。這幾種類型的產(chǎn)品各有優(yōu)缺點(diǎn)：直孔陶瓷過濾片的強(qiáng)度高,但過濾能力不高；泡沫陶瓷過濾片有較好的高溫性能,但容易破裂；纖維過濾網(wǎng)工藝簡(jiǎn)便、價(jià)格經(jīng)濟(jì),但韌性不是很好,樹脂涂層受熱釋放會(huì)氣體等。

鐵水纖維過濾網(wǎng)使用極為廣泛。其以高硅氧玻璃纖維網(wǎng)格布為基材,表面上涂覆耐高溫涂料或是樹脂加工而成,具有一定剛度和硬度。近些年,鐵水纖維過濾網(wǎng)國內(nèi)的產(chǎn)能約1700萬平方米/年,國內(nèi)市場(chǎng)需求大約為2000萬平方米/年,而且每年需求呈上漲趨勢(shì)。

鑄造業(yè)要綠色低碳化發(fā)展。濾網(wǎng)的生產(chǎn)工藝和制備方法就需要不斷提升和改進(jìn)。CN101235262A公開了一種用于纏繞型鑄造過濾網(wǎng)的膠粘劑及制備方法,用來實(shí)現(xiàn)鑄造用纖維過濾網(wǎng)纏繞型連續(xù)化生產(chǎn),但是并沒有涉及綠色環(huán)保化處理,使用過程中釋放的大量氣體,會(huì)危害操作人員健康,污染環(huán)境,也會(huì)影響鑄件的品質(zhì)。CN1381297A公開了鑄造用過濾網(wǎng)制作工藝,在特定的模具中加熱擠壓成特定形狀,但也未涉及綠色環(huán)保化化處理,使用過程中釋放的大量氣體,會(huì)危害操作人員健康,污染環(huán)境,也會(huì)影響鑄件的品質(zhì)。

酚醛樹脂具有相對(duì)較高的殘?zhí)贾岛土己玫母邷亓W(xué)性能,因而鐵水過濾網(wǎng)的涂覆的涂料多用酚醛樹脂。但是,在過濾鐵水時(shí)的高溫狀況下,酚醛樹脂有裂解行為,放出氣體,還會(huì)消弱其力學(xué)性能。研究工作者們發(fā)現(xiàn)：如果在空氣中,酚醛樹脂受熱后會(huì)轉(zhuǎn)化為水,一氧化碳,二氧化碳,苯酚,烷基酚,苯,苯系物等氣體；釋放出的氣體中含有有害物質(zhì)。導(dǎo)致使用中會(huì)污染環(huán)境,危害操作人員的身體健康,影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

降低鐵水纖維過濾網(wǎng)使用中釋放的氣體,避免危害人們健康、污染環(huán)境,使產(chǎn)品更為環(huán)保化、綠色化。為此,我們將濾網(wǎng)經(jīng)過特殊加熱工藝處理,降低其使用中的氣體釋放。

酚醛樹脂加熱過程中由于裂解有氣體逸出以及樹脂內(nèi)部局部熱應(yīng)力增大,會(huì)導(dǎo)致樹脂結(jié)構(gòu)和性能的改變。因此,理解酚醛樹脂裂解機(jī)理,優(yōu)化工藝參數(shù),避免樹脂結(jié)構(gòu)破壞作用,對(duì)于鐵水纖維過濾網(wǎng)改進(jìn)工藝具有重要意義。

酚醛樹脂裂解方式是復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。經(jīng)研究,有幾種具代表性的熱解機(jī)理被提出。Ouchi K指出其過程分為官能團(tuán)的附加交聯(lián)、交聯(lián)斷裂、脫氫三個(gè)階段。Jackson W M則認(rèn)為在氧化性氣氛下,主要是樹脂自身的氧化裂解,會(huì)轉(zhuǎn)變生成羰基或是羧基官能團(tuán),而后,溫度升高會(huì)導(dǎo)致斷鏈反應(yīng)并放出甲烷、CO、CO₂、苯、苯酚等氣體。Parker提出是酚醛樹脂內(nèi)部存在缺陷部位,這些部位的芳環(huán)位于樹脂大分子空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)邊緣,受熱時(shí)首先脫離,放出苯酚等。經(jīng)研究人們發(fā)現(xiàn),酚醛樹脂的主要裂解區(qū)間在300-700度內(nèi)。

本發(fā)明提出一種鐵水過濾網(wǎng)環(huán)?；a(chǎn)工藝的改進(jìn)方法。該改進(jìn)工藝生產(chǎn)的高硅氧玻璃纖維過濾網(wǎng)使用中減少了有害氣體的釋放,降低了對(duì)操作現(xiàn)場(chǎng)的污染和對(duì)操作人員的危害,提高產(chǎn)品質(zhì)量。提供了環(huán)境友好的綠色化改進(jìn)工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：

目前,國內(nèi)外鑄造業(yè)生產(chǎn)鑄件使用的鐵水纖維過濾網(wǎng),是以高硅氧玻璃纖維網(wǎng)格布為基材,表面上涂覆酚醛樹脂加工而成。該種過濾網(wǎng)在鐵水澆注時(shí),由于受到金屬液的燒灼,會(huì)釋放出多種氣體,經(jīng)測(cè)定其中包含有：水,二氧化碳,一氧化碳,苯酚,甲酚,苯,甲苯,二甲苯,以及若干苯系物等。這些氣體會(huì)導(dǎo)致鑄件形成氣孔,影響產(chǎn)品質(zhì)量；再者,酚和苯系物等的有害氣體對(duì)操作人員和環(huán)境帶來了危害。

隨著工業(yè)的發(fā)展,對(duì)鑄件產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高。鑄造廠的過濾網(wǎng)用量也越來越大,相應(yīng)地有害氣體的釋放量也會(huì)越來越大,造成污染環(huán)境和危害操作人員的問題。為此,本發(fā)明提出將鐵水纖維過濾網(wǎng)生產(chǎn)工藝改進(jìn),環(huán)?；幚?減少使用中氣體的釋放,這樣就可以降低因過濾網(wǎng)使用帶來鑄造廠的有害氣體排放,提高鑄件的品質(zhì),減少危害。

本發(fā)明提供了一種鐵水過濾網(wǎng)環(huán)?；a(chǎn)工藝的改進(jìn)方法。該種改進(jìn)方法是將酚醛樹脂燒結(jié)的過濾網(wǎng)在特定溫度,通入氮?dú)馇闆r下,經(jīng)加工設(shè)備處理。經(jīng)過改進(jìn)工藝生產(chǎn)的鐵水過濾網(wǎng)在澆注過程中釋放氣體減少,也會(huì)降低鑄件形成氣孔缺陷的概率,提高鑄件品質(zhì),降低對(duì)操作人員和環(huán)境的危害。本發(fā)明創(chuàng)新點(diǎn)在于采用氮?dú)獗Ｗo(hù),在特定溫度區(qū)間加工處理濾網(wǎng),減少使用時(shí)釋放的氣體,且基本保持其力學(xué)性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種環(huán)保型鐵水過濾網(wǎng)的制備方法,包括以下步驟：

1)第一步,浸沾漿料工序：室溫下,先將市售高硅氧纖維網(wǎng)格布浸沾漿料30-50秒；漿料的成分為酚醛樹脂、醇和鋯粉,其質(zhì)量比為酚醛樹脂：醇：鋯粉＝1:5:20；

2)第二步,壓漿工序：室溫下,通過壓輥擠壓多余漿料,壓輥的壓力設(shè)定為2-4Pa；

3)第三步,烘烤定型工序：將網(wǎng)布平整鋪在傳送帶上,經(jīng)過生產(chǎn)線溫度為120℃的一區(qū)烤箱進(jìn)行烘烤定型2-3分鐘,然后在溫度為190℃的二區(qū)的烤箱進(jìn)一步烘烤定型2-3分鐘；

4)第四步,烘烤工序：將定型后的網(wǎng)布放入溫度為220℃的烘箱中高溫烘烤2.5小時(shí)；

5)第五步,產(chǎn)品環(huán)?；ば颍簩⒑婵竞蟮木W(wǎng)布放置到傳送帶上,在氮?dú)夥諊?進(jìn)入帶有通風(fēng)設(shè)施的箱型設(shè)備中,網(wǎng)布經(jīng)過溫度區(qū)域進(jìn)行加工處理：其中,一區(qū)435℃停留6-7分鐘、二區(qū)565℃停留4.5-5.5分鐘、三區(qū)550℃停留6-7分鐘,最后得到環(huán)保型鐵水過濾網(wǎng)。

所述的醇具體為乙醇或甲醇。

所述的鋯粉純度為63％,粒徑325目,通過率98.5％。

所述的第五步中的氮?dú)馑腿胨俣葹?.0-2.5m³/h。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下特點(diǎn)：

鐵水纖維過濾網(wǎng),是以高硅氧玻璃纖維網(wǎng)格布為基材,表面上涂覆樹脂加工而成。該種過濾網(wǎng)在鐵水澆注時(shí),由于受到金屬液的燒灼,樹脂裂解會(huì)釋放出多種氣體。酚醛樹脂具有相對(duì)較高的殘?zhí)贾岛土己玫母邷亓W(xué)性能,因而鐵水過濾網(wǎng)的涂覆的涂料多用酚醛樹脂。

根據(jù)Jackson W M的裂解機(jī)理(見下面化學(xué)式)，氧氣存在會(huì)促進(jìn)酚醛樹脂發(fā)生氧化裂解，對(duì)其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致殘?zhí)悸室矔?huì)降低，力學(xué)性能受到影響。

依據(jù)前人對(duì)裂解方式的研究為基礎(chǔ),推進(jìn)行業(yè)綠色低碳化發(fā)展,我們通過大量研究和試驗(yàn),加入產(chǎn)品環(huán)?；幚硇鹿に嚒Ｍㄟ^新工藝處理鐵水纖維過濾網(wǎng)涂層酚醛樹脂,以求達(dá)到降低使用過程中釋放氣體的發(fā)氣量,減少對(duì)操作人員和環(huán)境的危害,提高產(chǎn)品品質(zhì)。因此：

首先,處理過程中,要通入保護(hù)氣體氮?dú)?防止氧氣和酚醛樹脂反應(yīng)從而降低產(chǎn)品的殘?zhí)悸?避免產(chǎn)品力學(xué)性質(zhì)受影響。

再者,本發(fā)明的環(huán)保型鐵水過濾網(wǎng)通過溫度400-600度時(shí)的環(huán)?；に囂幚?使鐵網(wǎng)上外層樹脂在此階段裂解并釋放有害氣體(酚等)(此時(shí)散發(fā)出的有害氣體通過通風(fēng)設(shè)備后再進(jìn)行無害化處理。),從而在應(yīng)用中過濾1000度以上的鐵水時(shí),排放的有害氣體大大減少。具體體現(xiàn)在：

1，通過環(huán)?；に囂幚砗蟮漠a(chǎn)品在使用時(shí),其放出氣體量明顯下降。

經(jīng)測(cè)定市售的鐵水纖維過濾網(wǎng),在1000度時(shí)其發(fā)氣量為144.29ml/g。經(jīng)過改進(jìn)工藝處理后的濾網(wǎng)發(fā)氣量減少至83.85ml/g。經(jīng)環(huán)?；幚砉に嚨蔫F水過濾網(wǎng)每平方米重約2千克,每平方米濾網(wǎng)使用中釋放的各類氣體將會(huì)減少121升！

經(jīng)統(tǒng)計(jì),近些年鐵水纖維過濾網(wǎng)國內(nèi)的產(chǎn)能約1700萬平方米/年,國內(nèi)市場(chǎng)需求大約為2000萬平方米/年,而且每年需求呈上漲趨勢(shì)。通過本發(fā)明的工藝處理,使用鐵水纖維過濾網(wǎng)時(shí),將減少2.06×10⁹升各種氣體的釋放！社會(huì)效益非?？捎^！

2，由于使用中有害氣體的減少,降低了對(duì)操作現(xiàn)場(chǎng)的污染以及對(duì)操作人員的危害。

我們測(cè)定了現(xiàn)有產(chǎn)品和改進(jìn)后產(chǎn)品在空氣中高溫時(shí)放出氣體的成分。兩者都會(huì)釋放出：水,二氧化碳,一氧化碳,苯酚,酚的衍生物,苯,甲苯,苯系物,苯并呋喃,以及占噸等氣體。從測(cè)定結(jié)果可知,釋放的氣體中都含有污染環(huán)境和危害操作人員的有害氣體。經(jīng)改進(jìn)工藝處理后的產(chǎn)品在高溫時(shí)釋放氣體量明顯減少,從而降低了對(duì)操作人員的危害,保護(hù)操作人員的健康！有效地減弱了操作中對(duì)環(huán)境的污染！

3，由于鐵水過濾中發(fā)氣量的減少,減少氣孔的出現(xiàn),提高了鑄件品質(zhì)。

4，經(jīng)測(cè)定,環(huán)?；a(chǎn)工藝生產(chǎn)出的產(chǎn)品性能基本良好。依據(jù)QJ-999-1986的標(biāo)準(zhǔn),我們測(cè)定了產(chǎn)品的剛度和常溫強(qiáng)度。市售的鐵水纖維過濾網(wǎng)經(jīng)剛度為5.4gf/cm；經(jīng)改進(jìn)工藝處理過的產(chǎn)品性能良好。剛度為13.3gf/cm；表明剛度通過處理大大增強(qiáng)。

5，改進(jìn)工藝適合廣泛推廣。

具體實(shí)施方式：

以下結(jié)合實(shí)例,對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。下面的說明是以舉例的方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。

實(shí)施例1：

室溫下,先將市售高硅氧纖維網(wǎng)格布(孔徑：1.5mm*1.5mm；二氧化硅含量96％)浸沾漿料30-50秒。漿料的成分為酚醛樹脂、乙醇(純度為99％)、鋯粉(純度為63％,粒徑325目,通過率98.5％),其質(zhì)量比為1:5:20。而后室溫下,通過壓輥擠壓多余漿料,壓輥的壓力設(shè)定為3Pa。再將網(wǎng)布平整鋪在傳送帶上,經(jīng)過生產(chǎn)線溫度為120℃的一區(qū)烤箱進(jìn)行烘烤定型2分鐘,然后在溫度為190℃的二區(qū)的烤箱進(jìn)一步烘烤定型2分鐘。將定型后的網(wǎng)布放入溫度為220℃的烘箱中高溫烘烤2.5小時(shí)。最后,進(jìn)行產(chǎn)品環(huán)?；ば蛱幚?。在17米*1.4米*0.95米的帶有通風(fēng)設(shè)施的箱型設(shè)備中(設(shè)備中三個(gè)溫度區(qū)域每個(gè)長度4米),將烘烤后的網(wǎng)布放置到傳送帶上,通入氮?dú)?氣體送入速度為2.2m³/h,網(wǎng)布經(jīng)過三個(gè)溫度區(qū)域進(jìn)行加工處理：一區(qū)435℃停留6.7分鐘、二區(qū)565℃停留5分鐘、三區(qū)550℃停留6.7分鐘。

所得產(chǎn)品性能測(cè)試結(jié)果見表1。如表1所示,市售的鐵水纖維過濾網(wǎng)在1000度時(shí)其發(fā)氣量為144.29ml/g；同樣在1000度時(shí),經(jīng)過改進(jìn)工藝處理后的濾網(wǎng)發(fā)氣量減少至83.85ml/g,發(fā)氣量減少了41.9％！市售的鐵水纖維過濾網(wǎng)經(jīng)剛度為5.4gf/cm；常溫強(qiáng)度為8.8kgf/4根。經(jīng)改進(jìn)工藝處理過的產(chǎn)品性能良好。剛度為13.3gf/cm；常溫強(qiáng)度為6.1kgf/4根。剛度通過處理大大增強(qiáng),常溫強(qiáng)度則略有減弱,但總體而言,經(jīng)改進(jìn)工藝處理后的濾網(wǎng)的基本力學(xué)性質(zhì)良好。

實(shí)施例2：

室溫下,先將市售高硅氧纖維網(wǎng)格布(孔徑：1.5mm*1.5mm；二氧化硅含量96％)浸沾漿料30-50秒。漿料的成分為酚醛樹脂、乙醇(純度為99％)、鋯粉(純度為63％,粒徑325目,通過率98.5％),其質(zhì)量比為1:5:20。而后室溫下,通過壓輥擠壓多余漿料,壓輥的壓力設(shè)定為3Pa。再將網(wǎng)布平整鋪在傳送帶上,經(jīng)過生產(chǎn)線溫度為120℃的一區(qū)烤箱進(jìn)行烘烤定型2分鐘,然后在溫度為190℃的二區(qū)的烤箱進(jìn)一步烘烤定型2分鐘。將定型后的網(wǎng)布放入溫度為220℃的烘箱中高溫烘烤2.5小時(shí)。最后,進(jìn)行產(chǎn)品環(huán)?；ば蛱幚?。在17米*1.4米*0.95米的箱型設(shè)備中(設(shè)備中三個(gè)溫度區(qū)域每個(gè)長度4米),將烘烤后的網(wǎng)布放置到傳送帶上,通入氮?dú)?氣體送入速度為0.5m³/h,網(wǎng)布經(jīng)過三個(gè)溫度區(qū)域進(jìn)行加工處理：一區(qū)235℃停留16.7分鐘、二區(qū)275℃停留12.5分鐘、三區(qū)285℃停留16.7分鐘。所得產(chǎn)品性能測(cè)試結(jié)果見表1。

實(shí)施例3：

室溫下,先將市售高硅氧纖維網(wǎng)格布(孔徑：1.5mm*1.5mm；二氧化硅含量96％)浸沾漿料30-50秒。漿料的成分為酚醛樹脂、乙醇(純度為99％)、鋯粉(純度為63％,粒徑325目,通過率98.5％),其質(zhì)量比為1:5:20。而后室溫下,通過壓輥擠壓多余漿料,壓輥的壓力設(shè)定為3Pa。再將網(wǎng)布平整鋪在傳送帶上,經(jīng)過生產(chǎn)線溫度為120℃的一區(qū)烤箱進(jìn)行烘烤定型2分鐘,然后在溫度為190℃的二區(qū)的烤箱進(jìn)一步烘烤定型2分鐘。將定型后的網(wǎng)布放入溫度為220℃的烘箱中高溫烘烤2.5小時(shí)。最后,進(jìn)行產(chǎn)品環(huán)?；ば蛱幚怼Ｔ?7米*1.4米*0.95米的箱型設(shè)備中(設(shè)備中三個(gè)溫度區(qū)域每個(gè)長度4米),將烘烤后的網(wǎng)布放置到傳送帶上,通入氮?dú)?氣體送入速度為2.2m³/h,網(wǎng)布經(jīng)過三個(gè)溫度區(qū)域進(jìn)行加工處理：一區(qū)435℃停留4.3分鐘、二區(qū)565℃停留3.2分鐘、三區(qū)550℃停留4.3分鐘。所得產(chǎn)品性能測(cè)試結(jié)果見表1。

實(shí)施例4：

室溫下,先將市售高硅氧纖維網(wǎng)格布(孔徑：1.5mm*1.5mm；二氧化硅含量96％)浸沾漿料30-50秒。漿料的成分為酚醛樹脂、乙醇(純度為99％)、鋯粉(純度為63％，粒徑325目,通過率98.5％),其質(zhì)量比為1:5:20。而后室溫下,通過壓輥擠壓多余漿料,壓輥的壓力設(shè)定為3Pa。再將網(wǎng)布平整鋪在傳送帶上,經(jīng)過生產(chǎn)線溫度為120℃的一區(qū)烤箱進(jìn)行烘烤定型2分鐘,然后在溫度為190℃的二區(qū)的烤箱進(jìn)一步烘烤定型2分鐘。將定型后的網(wǎng)布放入溫度為220℃的烘箱中高溫烘烤2.5小時(shí)。最后,進(jìn)行產(chǎn)品環(huán)?；ば蛱幚怼Ｔ?7米*1.4米*0.95米的箱型設(shè)備中(設(shè)備中三個(gè)溫度區(qū)域每個(gè)長度4米),將烘烤后的網(wǎng)布放置到傳送帶上,通入氮?dú)?氣體送入速度為2.2m³/h,網(wǎng)布經(jīng)過三個(gè)溫度區(qū)域進(jìn)行加工處理：一區(qū)435℃停留3.8分鐘、二區(qū)565℃停留2.9分鐘、三區(qū)550℃停留3.8分鐘。所得產(chǎn)品性能測(cè)試結(jié)果見表1。

表1實(shí)施例1-4所得產(chǎn)品性能測(cè)試結(jié)果

為了推進(jìn)行業(yè)綠色低碳化發(fā)展,生產(chǎn)中我們加入產(chǎn)品環(huán)?；幚硇鹿に?。通過大量研究和試驗(yàn)探索出新工藝生產(chǎn)的優(yōu)化條件。表1中結(jié)果表明,保護(hù)氣體---氮?dú)馔ㄈ肓康牟煌?加工處理濾網(wǎng)的溫度不同以及加工處理濾網(wǎng)的時(shí)間長短不同都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的各種性能不同。實(shí)施例2結(jié)果顯示,低濃度氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下,低溫長時(shí)間加工處理濾網(wǎng),生產(chǎn)的產(chǎn)品在使用中釋放氣體量大,達(dá)不到環(huán)保化的要求。實(shí)施例1,3和4的結(jié)果展示出,氮?dú)獗Ｗo(hù)下,較高溫度加工處理時(shí),處理時(shí)間增長,產(chǎn)品的發(fā)氣量會(huì)降低。但是,加工處理時(shí)間的變長會(huì)增加制造生產(chǎn)的成本。綜合考慮,實(shí)施例1中生產(chǎn)的產(chǎn)品使用時(shí)發(fā)氣量最低且其力學(xué)性能依然基本良好。所以,環(huán)?；鹿に嚿a(chǎn)的優(yōu)化條件為實(shí)施例1中所術(shù)的條件：網(wǎng)布經(jīng)過三個(gè)不同的溫度區(qū)域進(jìn)行加工處理：一區(qū)435℃停留6.7分鐘、二區(qū)565℃停留5分鐘、三區(qū)550℃停留6.7分鐘。通過三個(gè)不同溫度區(qū)域不同時(shí)間的加工處理,使濾網(wǎng)外層酚醛樹脂裂解但在過程中的結(jié)構(gòu)改變又可以滿足產(chǎn)品力學(xué)性能的要求。

由于本發(fā)明的生產(chǎn)工藝降低了使用產(chǎn)品時(shí)釋放的各類氣體,提高了鑄件的產(chǎn)品品質(zhì)，并降低了對(duì)操作人員的危害,保護(hù)操作人員的健康！有效地降低了操作中對(duì)環(huán)境的污染！本工藝適合廣泛推廣。

本發(fā)明未述事宜為公知技術(shù)。