Применение южноафриканского хромитового песка в стальном литье обусловлено, прежде всего, его высокой температурой плавления, превосходной термостойкостью и стойкостью к проникновению металла. Ниже представлен анализ его конкретных областей применения и преимуществ:
1. Огнеупорный формовочный материал
: температура плавления южноафриканского хромитового песка составляет около 1900 °C, что значительно выше температуры литья стали (обычно 1500–1600 °C). Это позволяет эффективно выдерживать высокие температуры расплавленной стали и снижает риск спекания.
Низкое тепловое расширение: низкий коэффициент расширения при высоких температурах снижает образование трещин или деформаций в отливках, вызванных термическим напряжением, что делает его особенно подходящим для крупных стальных отливок.
Стойкость к проникновению металла: плотная поверхность препятствует проникновению расплавленной стали в песчаную форму, уменьшая дефекты адгезии поверхностного песка и улучшая качество поверхности.
Применение: Обычно используется для шлифования лицевой поверхности (поверхностного слоя, контактирующего с расплавленной сталью) стальных отливок, особенно для отливок из высоколегированной и нержавеющей стали, требующих высокого качества поверхности.
2. В качестве покрытия или добавки.
Порошковое покрытие из хромовой руды: песок из хромовой руды измельчается в порошок и смешивается с водой или спиртом для создания огнеупорного покрытия. Это покрытие затем напыляется на поверхность песчаных форм или стержней для повышения коррозионной стойкости.
Смешанное использование: смешивается с такими материалами, как кварцевый песок, для улучшения общих огнеупорных свойств (например, кварцевый песок стоит недорого, но не обладает огнеупорными свойствами; смешивание может сбалансировать эксплуатационные характеристики и стоимость).
3. Применение в литье по выплавляемым
моделям Армирование оболочки формы: при точном литье по выплавляемым моделям хромовый песок может использоваться для формирования слоя армирования оболочки формы, что повышает прочность при высоких температурах и уменьшает деформацию.
4. Особые технологические требования
Толстостенные и крупногабаритные отливки: Для толстостенных стальных отливок хромовый песок имеет высокий коэффициент теплоаккумуляции, что способствует направленной кристаллизации и снижает усадочные дефекты.
Активные сплавы, такие как сталь с высоким содержанием марганца: песок из хромовой руды химически инертен, что снижает реакции с реактивными элементами, такими как марганец, и предотвращает появление оксидных включений на поверхности отливки.
Преимущества южноафриканского хромитового песка
Высокое содержание хромистого железа (Cr₂O₃ ≥ 45%): обеспечивает отличную огнеупорность и стойкость к шлаку.
Низкое содержание примесей (например, низкое содержание SiO₂ и Fe₂O₃): снижает химические реакции с расплавленной сталью и снижает риск образования пор.
Богатые ресурсы: Южная Африка является крупным мировым производителем хромовой руды со стабильными поставками. Однако следует учитывать влияние политики защиты окружающей среды на экспорт.
Меры предосторожности:
Высокая стоимость: Обычно используется локально (например, лицевой песок) для контроля затрат.
Борьба с пылью: хромитовый песок содержит следовые количества трехвалентного хрома, что требует принятия мер по борьбе с пылью во время обработки (несмотря на низкую токсичность, длительное вдыхание вредно).
Переработка: Перерабатываемый песок можно повторно использовать путем регенерации, что сокращает выбросы отработанного песка.
Пример типичного процесса:
Формование: для лицевой поверхности используется песок из 100% хромовой руды, а для обратной стороны — кварцевый песок или регенерированный песок.
Покрытие: распылить хромитовый порошок на спиртовой основе, высушить, а затем отлить.
Очистка: После остывания отливки хромитовый песок легко удаляется, что сокращает время очистки.
Рациональное использование южноафриканского хромитового песка позволяет значительно повысить выход годного, качество поверхности и размерную точность стальных отливок, особенно в области высококачественного стального литья.
