陶瓷砂的生产工艺主要分为两大类:造粒烧结法和高温熔炼喷吹法。其中,高温熔炼喷吹法是行业标准JB/T 13043-2017《铸造用球形陶瓷砂》所涵盖的主要生产方法。
一、高温熔炼喷吹法:这是目前生产球形陶瓷砂的主流工艺,流程如下:
1、原料准备:以特级或一级高铝矿石(或锆砂)为原料,经精选、破碎、磨粉等预处理,确保原料纯度和粒度符合要求。
2、高温熔炼:将处理后的原料投入电弧炉或其他高温炉中,在2000℃以上的高温下熔炼,使物料完全熔融成为均匀的熔体。
3、喷吹成形:利用压缩空气或高压气体,将熔融液滴从炉中喷出。在高速气流的冲击和表面张力作用下,熔体分散成细小的液滴,并在飞行过程中迅速冷却凝固,形成结构致密、表面光滑的实心球形砂粒。
4、筛分分级:冷却后的球形颗粒经过振动筛等设备进行粒度分级,得到不同粒径规格的产品,粒径范围可覆盖0-850μm。

5、磁选与除杂:通过磁选设备去除可能混入的铁质杂质,保证产品纯度。
6、检验与包装:对成品进行粒度分布、球形度、堆积密度、破碎率等指标检测,合格后按规格包装入库。
二、造粒烧结法:这种方法主要用于铝矾土陶瓷砂的制备,工艺流程如下:
1、原料混合:将铝矾土与适量添加剂(如膨润土、MgO、钙长石等)混合均匀。研究表明,添加2%MgO和10%钙长石可将烧结温度从1550℃降低到1300℃,并改善陶瓷砂的表面形貌。
2、造粒:将混合料放入圆锅造粒机中,加入适量水进行造粒。合理的工艺参数为:膨润土加入量4-5%、加水量17.5-20%、圆锅转速30-35r/min、造粒时间3小时。
3、干燥:将造好的生坯颗粒进行干燥,去除水分,防止烧结时开裂。
4、烧结:将干燥后的颗粒送入高温窑炉中进行烧结。合理的烧结工艺参数为:烧结温度1540-1560℃、保温时间3-3.5小时,此时破碎率仅为0.62%。
5、筛分与分级:烧结后的陶瓷砂经过筛分,按粒度分级。
6、检验与包装:检测合格后包装入库。
两种工艺各有特点:高温熔炼喷吹法生产效率高,产品球形度好、表面光滑,适合大规模工业化生产;造粒烧结法工艺相对灵活,可通过调整配方和烧结参数来调控产品性能,适合特定需求的小批量生产。









