Come prevenire i difetti di adesione della sabbia nella produzione di getti pesanti con Chromite Foundry sand

La produzione di getti in acciaio di grandi e medie dimensioni a pareti spesse produce spesso difetti di adesione della pelle e della sabbia, a volte indicati come difetti di “sinterizzazione, strato di smalto o pelle di elefante”. È una miscela di sabbia di cromite da fonderia, scorie di smalto e metallo, che è magnetico. L’incidenza più alta si ha nelle aree esposte a lungo alla radiazione termica durante la colata. Dopo il trattamento termico e la granigliatura, la superficie dei getti può essere talvolta pulita, e talvolta aderita ai getti, che possono essere rimossi solo mediante scalpellatura, molatura o scriccatura ad arco, il che aumenta notevolmente il carico di lavoro di pulizia e finitura.

La principale composizione chimica della sabbia cromitica è Cr2O3, che è un minerale naturale di ossido di Fe-Cr con un po ‘di Mg e Al. Di solito esiste nelle rocce ignee ed è prodotto principalmente in Sud Africa. In termini di qualità, il minerale di cromo sudafricano ha un’elevata purezza e la migliore qualità. I granelli di sabbia cromite da fonderia hanno una struttura cubica molto regolare con un interno complesso, costituito da otto strutture di base. Al e Mg possono sostituire rispettivamente gli atomi di Cr e Fe nella struttura, quindi non sono considerati impurità. La ganga silicato come la serpentina (silicato di magnesio, silicato di alluminio) è un componente di impurità. La sabbia di cromite di grado ideale contenente Cr2O3> 46%, contenuto di Fe <30%, è nera, peso specifico 4,0 ～ 4,8 g / cm3, densità apparente 2,5 ～ 3,0, finezza AFS a quattro setacci di 50-90. La sua capacità di trasferimento del calore è migliore rispetto ad altra sabbia grezza,

Nel processo di produzione della sabbia cromitica per fonderia, oltre al lavaggio per rimuovere le impurità nel minerale grezzo, la procedura di lavorazione principale è la separazione magnetica, il cui scopo è rimuovere il più possibile il ferro e il silicio dalla sabbia grezza.

Nel lavoro effettivo, anche se si utilizza sabbia di cromite di alta qualità, si verificano ancora rughe e difetti della sabbia appiccicosa, che devono essere migliorati regolando il processo.

Analizzando le cause dei difetti della pelle rugosa, troveremo quanto segue:

Shelling and easy to remove, and can leave the wrinkles on the surface of smooth castings: the weight of the same volume of heavy leather and compact chrome ore sand is roughly equal. It shows that there is no infiltration. The metallization of the wrinkles is due to the increase in the volume of the sand on the surface of the chrome ore in the reducing atmosphere when the temperature of the sand rises above 1250 ℃, and the iron droplets adhere to each other. When cooling, the resin in the sand has been burned out, and air enters the interlayer of the interface to cause iron oxidation, bonding the entire surface of the sand into a layer of wrinkle defects.

È difficile rimuovere il difetto di grinza ben aderito alla superficie del getto: il campione di pelle pesante a parità di volume è ovviamente più pesante della sabbia di formatura, indicando la presenza di gravi infiltrazioni. Si calcola che i vuoti nella sabbia di formatura siano circa il 25%, ma la pesatura mostra che è superiore al 25%. È ovvio che la sabbia è stata erosa e i vuoti sono aumentati. Secondo l’analisi, ciò è dovuto al fatto che le goccioline di ferro ridotte dal minerale di cromo vengono successivamente ossidate e si combinano con le impurità di silicato nel minerale di cromo sotto un’atmosfera ossidante per formare olivina di ferro a basso punto di fusione, che quindi assorbe SiO2, ammorbidisce ed erode il cromo Le particelle di sabbia minerale aumentano i vuoti e sono facilmente infiltrate dall’acciaio fuso. Lo strato superficiale dello stampo può anche formare uno strato intermedio a sandwich: l’aria umida nello stampo forma un’atmosfera ossidante; il legante resinoso sulla superficie dello stampo contiene acqua e il vapore acqueo migra verso l’interno e si condensa durante la colata. Atmosfera ossidante; lo strato superficiale è un’atmosfera riducente a causa della combustione incompleta della resina. Ciò che è interessante è che la stessa vernice in polvere di zircone contiene il 34% di SiO2 e c’è una piccola quantità di impurità di SiO2 libere. In condizioni di atmosfera ossidante, l’ossido di ferro attaccherà SiO2 nella vernice e formerà scorie di smalto, causando SiO2. La parte incisa è a contatto con la fase liquida dell’acciaio e può esserci il 34% dell’area di contatto, in modo che la pelle pesante aderisca alla superficie del getto e lo ZrO2 non eroso svolge ancora il ruolo di interfaccia di separazione .

Per i fenomeni di cui sopra, le misure globali per prevenire efficacemente sono:

1. La torbidità del minerale di cromo dovrebbe essere <150 ppm. Il contenuto di SiO2 dovrebbe essere <1,5%. Il rivestimento in polvere di zircone deve contenere Fe inferiore allo 0,5% e SiO2 libero inferiore al 2,0%.
2. Per getti con un modulo superiore a 5 cm, la temperatura di colata deve essere controllata entro un intervallo di 30-50 ° C sopra il liquidus. Il tempo di colata è calcolato dalla formula: GZ (tempo di colata) = 5,60 × G (peso unitario, kg) 0,286. Se il peso del pezzo è di 5000 kg, il tempo di colata è di 37,8 secondi. Portata di versamento: portone della sabbia e portone interno ≤1.0m / s; portone del tubo del mattone refrattario ≤3.5m / s.
3. Lo spessore della sabbia superficiale dovrebbe essere di 50-300 mm. Dovrebbe impedire la miscelazione con la sabbia posteriore del sistema SiO2. La quantità di resina legante è ridotta, che è simile al 30-50% affinché la sabbia silicea soddisfi i requisiti.
4. Il contenuto di ossigeno dell’acciaio fuso deve essere mantenuto <10 ppm.
5. Il rivestimento in polvere di zirconio a base d’acqua deve essere asciugato accuratamente. Quando si applicano rivestimenti a doppio strato, il secondo strato deve essere applicato dopo che il primo strato è adeguatamente asciugato. Usa un essiccatore per asciugare completamente. Quando le condizioni lo consentono, utilizzare un essiccatore ad aria calda per continuare la cottura dopo aver chiuso la scatola, fino a quando il mestolo non è in posizione, quindi rimuoverlo prima di versarlo e ridurre ulteriormente il contenuto della miscela nell’adesivo per evitare la formazione di muffa Si forma condensa di vapore acqueo.

Dopo che sono state prese le misure globali di cui sopra, raramente si producono difetti di pelle pesante e si possono anche dimostrare i vantaggi dell’utilizzo di sabbia da fonderia di cromite per getti di acciaio di grandi dimensioni.