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常见人工特种砂的生产方法
更新时间：2020-03-24 16:20:50点击次数：1707次
宝珠砂最早是由洛阳凯林铸材有限公司在20世纪末本世纪初开发推广，尽管市场上商品名字较多，但只要是以优质铝矾土（Al2O3含量65%～85%）为原料，通过电弧熔融，风碎成球得到的铸造砂都是宝珠砂的范畴。宝珠砂的制造方法是：选取优质铝矾土原料，置于电弧炉中熔融，当熔融液自炉中流出时，用压缩空气流将其吹散，冷却后得到表面光滑的球形或接近于球形的颗粒。
由于硅砂来源丰富、耐火度较高、与金属熔液不润湿等适于铸造的特性，所以长期以来一直是造型制芯的最主要的基础材料，目前硅砂仍然占据铸造用原砂90%以上。随着对铸件质量、综合成本控制及环境保护等要求的不断提高，硅砂（包括高纯度硅砂和焙烧硅砂）固有的缺点越来越突出。
因此为了寻求性能更好的原砂，从19世纪40年代以来，铸造工作者开发、研制及推广了数十种特种砂。
特种砂一般具有耐火度高、导热性好、热膨胀小及抗熔渣浸蚀能力强等特点，广泛使用的有锆英砂、铬铁矿砂、橄榄石砂及镁砂等。在铸造上主要用于合金钢或者容易粘砂的碳钢，也常常用于覆膜砂、铸型面砂、涂料及特殊型芯等，而整条生产线使用的并不多见。这些特种砂一般是通过选矿、破碎、筛分，个别经过煅烧而成，没有成分和组织的改变，一般称为天然特种砂。目前，面临资源逐渐匮乏、开采受到限制等等，价格越来越贵。
1、宝珠砂
宝珠砂生产流程：铝矾土→简单破碎→电弧熔融→风碎成球→筛分→混配→宝珠砂成品。
2、Cerabeads（CB砂）
美国卡博陶粒（Carbo Ceramics）公司于20世纪80年代研制出一种商品名称为“Cerama-core”的人工烧制的陶瓷球形颗粒，最初作为支撑剂用于油、气工业中。90年代初，美国和日本先后将其用于铸造行业作为锆砂的代用品。日本的制造厂商为伊藤忠陶业株式会社，产品的名称是“Cerabeads”，简称CB砂。
根据日本伊藤忠公司的资料，CB砂的生产流程：原料（铝矾土+高岭土）→磨碎制粉→混合，制浆→喷雾造粒→烧结，冷却→破碎→抛光→分筛配制→CB砂成品。
3、Spheresand砂（月砂）
2006年，天津中国矿产有限公司与日本花王公司合作，用引进技术生产铸造用“月砂”系列的球形人造砂。“月砂”共三个系列：
（1）Spheresand CL莫来石质球形铸造砂；
（2）Spheresand BL矾土质球形铸造砂；
（3）Spheresand AL白刚玉质球形铸造砂。
以Spheresand CL砂为例，生产流程：高温合成莫来石→破碎→火焰熔融→冷却→筛分、配制→成品。
4、陶粒砂
金刚新材料股份有限公司成立于2007年，近年来该公司利用当地丰富的焦宝石资源，经制粉→造粒→烧结→筛分→级配等工序生产出一种球形人工砂（陶粒砂）。焦宝石是山东省淄博及周边地区的一种优质耐火黏土，其原矿Al2O3含量38%左右，煅烧后达到44%左右。
在宏观形貌上，几种人造砂均呈现表面光滑的近似球体，但由于原料以及生产方法的不同，从表面形态微观上看，砂子的表面状态和圆度还是有所区别，宝珠砂和CB砂表面微观形貌如图6所示。有分析指出，原砂表面的微小凸起和裂纹有利于黏结剂的附着，从而提高强度。
因此为了寻求性能更好的原砂，从19世纪40年代以来，铸造工作者开发、研制及推广了数十种特种砂。
特种砂一般具有耐火度高、导热性好、热膨胀小及抗熔渣浸蚀能力强等特点，广泛使用的有锆英砂、铬铁矿砂、橄榄石砂及镁砂等。在铸造上主要用于合金钢或者容易粘砂的碳钢，也常常用于覆膜砂、铸型面砂、涂料及特殊型芯等，而整条生产线使用的并不多见。这些特种砂一般是通过选矿、破碎、筛分，个别经过煅烧而成，没有成分和组织的改变，一般称为天然特种砂。目前，面临资源逐渐匮乏、开采受到限制等等，价格越来越贵。
1、宝珠砂
宝珠砂生产流程：铝矾土→简单破碎→电弧熔融→风碎成球→筛分→混配→宝珠砂成品。
2、Cerabeads（CB砂）
美国卡博陶粒（Carbo Ceramics）公司于20世纪80年代研制出一种商品名称为“Cerama-core”的人工烧制的陶瓷球形颗粒，最初作为支撑剂用于油、气工业中。90年代初，美国和日本先后将其用于铸造行业作为锆砂的代用品。日本的制造厂商为伊藤忠陶业株式会社，产品的名称是“Cerabeads”，简称CB砂。
根据日本伊藤忠公司的资料，CB砂的生产流程：原料（铝矾土+高岭土）→磨碎制粉→混合，制浆→喷雾造粒→烧结，冷却→破碎→抛光→分筛配制→CB砂成品。
3、Spheresand砂（月砂）
2006年，天津中国矿产有限公司与日本花王公司合作，用引进技术生产铸造用“月砂”系列的球形人造砂。“月砂”共三个系列：
（1）Spheresand CL莫来石质球形铸造砂；
（2）Spheresand BL矾土质球形铸造砂；
（3）Spheresand AL白刚玉质球形铸造砂。
以Spheresand CL砂为例，生产流程：高温合成莫来石→破碎→火焰熔融→冷却→筛分、配制→成品。
4、陶粒砂
金刚新材料股份有限公司成立于2007年，近年来该公司利用当地丰富的焦宝石资源，经制粉→造粒→烧结→筛分→级配等工序生产出一种球形人工砂（陶粒砂）。焦宝石是山东省淄博及周边地区的一种优质耐火黏土，其原矿Al2O3含量38%左右，煅烧后达到44%左右。
在宏观形貌上，几种人造砂均呈现表面光滑的近似球体，但由于原料以及生产方法的不同，从表面形态微观上看，砂子的表面状态和圆度还是有所区别，宝珠砂和CB砂表面微观形貌如图6所示。有分析指出，原砂表面的微小凸起和裂纹有利于黏结剂的附着，从而提高强度。