Sabbia di cromite AFS45-50 per la fusione di rivestimenti per ganasce di frantoi a cono in acciaio ad alto contenuto di manganese
La sabbia di cromite AFS45-50 presenta vantaggi unici sia come sabbia di superficie che come sabbia di formatura nella fusione di rivestimenti in acciaio ad alto contenuto di manganese (Mn18Cr2/Mn22Cr2) per le ganasce dei frantoi a cono.
I rivestimenti delle ganasce dei frantoi a cono sono generalmente realizzati in acciaio ad alto contenuto di manganese. I componenti principali dell’acciaio ad alto contenuto di manganese includono carbonio (C), manganese (Mn) e cromo (Cr). Questa composizione consente alla superficie dell’acciaio ad alto contenuto di manganese di incrudirsi sotto forte impatto, migliorandone ulteriormente la resistenza all’usura. I getti in acciaio ad alto contenuto di manganese possono mantenere prestazioni stabili in diverse condizioni di lavoro gravose, prolungando la durata utile dell’attrezzatura. Le materie prime comunemente selezionate includono ZGMn13, ZGMn13Cr2, ZGMn18, ZGMn18Cr2 e ZGMn21Cr2. I rivestimenti resistenti all’usura di alta qualità impongono requisiti elevati ai getti. I getti prodotti devono essere privi di crepe e difetti di fusione che influiscono sulle prestazioni, come inclusioni, inclusioni di sabbia, giunti freddi, porosità, cavità da ritiro e riempitivo insufficiente. I rivestimenti dei frantoi a cono sono getti di grandi dimensioni e con pareti spesse, e prevenire i difetti di fusione è fondamentale per migliorare la resa e la qualità dei getti. La sabbia di cromite sudafricana con un contenuto di Cr₂O₃ ≥46% è un componente importante per raggiungere questo obiettivo. I suoi vantaggi sono i seguenti:
1. Effetto di raffreddamento rapido
La sabbia di cromite con Cr₂O₃ ≥46% ha una conduttività termica 2-3 volte superiore a quella della sabbia silicea. La sua granulometria AFS45-50 (≈0,3 mm) massimizza l’area superficiale specifica, con conseguente velocità di raffreddamento iniziale di 700-900 °C/s a contatto con l’acciaio fuso. Ciò consente la formazione istantanea di uno strato a grana fine di 3-8 mm di spessore sulla superficie dell’acciaio ad alto contenuto di manganese (la granulometria può essere raffinata fino al grado ASTM 5-6), che favorisce la solidificazione sequenziale del getto e riduce i difetti di porosità.
2. Buffer di trasformazione di fase solido-solido
L’acciaio ad alto contenuto di manganese non subisce trasformazione di fase allo stato solido, ma presenta un elevato tasso di ritiro (ritiro lineare 2,9-3,4%). La sabbia di cromite ha un coefficiente di dilatazione termica di soli 5 × 10⁻⁶/℃ (la sabbia silicea è 12 × 10⁻⁶/℃) e una distribuzione granulometrica ristretta. Ad alte temperature, il guscio di sabbia non si gonfia né si crepa, consentendo un controllo stabile della tolleranza dimensionale del contorno esterno della piastra di rivestimento entro ±0,5 mm, riducendo le lavorazioni secondarie.
3. Sabbia antiaderente chimicamente inerte
Il Cr₂O₃ è un ossido neutro e non forma composti a basso punto di fusione con MnO e FeO a 1600 °C; tuttavia, la sabbia silicea reagisce facilmente con Mn a questa temperatura per formare MnO·SiO₂ (punto di fusione 1250 °C), causando adesione chimica. L’utilizzo di sabbia di cromite come sabbia superficiale può ridurre il tasso di difetti di adesione dal 5% a <0,3%, riducendo i tempi di pulizia del 70%.
4. Barriera anti-bagnatura
La sabbia di cromite ha un punto di fusione >1800 °C, ben superiore alla temperatura di fusione dell’acciaio ad alto contenuto di manganese (1450-1480 °C), rendendo difficile per l’acciaio fuso bagnare le particelle di sabbia. Allo stesso tempo, il Cr₂O₃ subisce una riduzione delle tracce ad alte temperature, formando uno strato denso di spinello FeCr₂O₄, che impedisce ulteriormente la penetrazione del metallo e migliora la rugosità superficiale.
5. Prestazioni di riciclaggio
Dopo ripetuti cicli termici a 1400 °C, il coefficiente di angolarità della sabbia di cromite aumenta solo del 5% e il tasso di rottura è <0,2%, consentendo molteplici riutilizzi. Al contrario, la sabbia silicea subisce un’espansione per trasformazione di fase e una polverizzazione dopo un singolo trattamento ad alta temperatura, con un tasso di recupero inferiore al 60%. La produzione a lungo termine può ridurre i costi del materiale di stampaggio del 15-20%.
In sintesi, nella fusione di rivestimenti in acciaio ad alto tenore di manganese per camere di macinazione di frantoi a cono, la sabbia di cromite AFS45-50 non è semplicemente “sabbia refrattaria”. Utilizza invece un triplice meccanismo di “tempra ad alta conduttività termica + mantenimento della forma a bassa espansione + inerzia chimica per prevenire l’adesione” per conferire elevata durezza, elevata densità e una qualità grezza esente da difetti alla superficie del rivestimento in un’unica soluzione, migliorando così la qualità della fusione e riducendo significativamente i costi di post-pulizia e lavorazione meccanica.
