رمل الكروميت المستخدم في صناعة المسابك (بحد أدنى 46% من Cr₂O₃)
1. تعريف أساسي:
رمل الكروميت المستخدم في المسابك هو ركام حراري عالي النقاء ومتجانس التدرج، يُعالج خصيصًا لتطبيقات صب المعادن الصعبة. يُستخرج من خام الكروميت الطبيعي (FeCr₂O₄) من خلال سلسلة من الخطوات تشمل التكسير والطحن والتحجيم والتخصيب، وغالبًا التكليس بدرجة حرارة عالية .
| غرض | وحدة | فِهرِس(٪) |
| Cr2O3 | % | 46.0 دقيقة |
| SiO2 | % | 1.0 كحد أقصى |
| FeO | % | 26.5 كحد أقصى |
| عالي | % | 0.30 كحد أقصى |
| أكسيد المغنيسيوم | % | 10.0 كحد أقصى |
| Al2O3 | % | 15.5 كحد أقصى |
| P | % | 0.003 كحد أقصى |
| S | % | 0.003 كحد أقصى |
| الكروم/الحديد | / | 1.55:1 |
| الكثافة الظاهرية | جم/سم3 | 2.5-3 |
| لون | / | أسود |
| درجة الحموضة | / | 7-9 |
| كمية الحمض | / | 2 مل (كحد أقصى) |
| نسبة التربة | % | 0.1 كحد أقصى |
| نسبة الرطوبة | % | 0.1 كحد أقصى |
| المتلبد | 1600 | |
| نسبة الأحماض الحرة الموجودة في الرمل | % | 0 |
| كثافة التعبئة | جم/سم3 | 2.6 |
| نقطة التلبيد | 1800 دقيقة | |
| درجة الانصهار | 2180 |
التركيب الكيميائي الأساسي:
أكسيد الكروم (Cr₂O₃): المكون الأساسي. يُعتبر محتوى 46% كحد أدنى المعيار القياسي لمواد المسابك عالية الجودة. يرتبط ارتفاع محتوى Cr₂O₃ ارتباطًا مباشرًا بتحسن مقاومة الحرارة والاستقرار الكيميائي.
أكسيد الحديد (FeO، Fe₂O₃): تتراوح نسبته عادةً بين 20-30%. وهو يساهم في الموصلية الحرارية العالية للرمل.
السيليكا (SiO₂): شوائب أساسية يجب التحكم بها. في الأنواع الممتازة، تُحفظ نسبتها منخفضة للغاية (غالباً أقل من 1% إلى 3%). ارتفاع نسبة السيليكا يقلل من مقاومة الحرارة وقد يُعزز تكوّن خبث السيليكات.
الألومينا (Al₂O₃): عادة ما توجد بنسبة 12-20%.
المغنيسيا (MgO): موجودة بنسبة 8-12%، مما يعزز مقاومة الخبث.
الخاصية الفيزيائية الرئيسية: طبيعتها الكيميائية القاعدية/المحايدة ، مما يجعلها مقاومة للغاية للتفاعل مع الخبث الحمضي (القائمة على SiO₂) أو القاعدي (القائمة على MgO) والمعادن المنصهرة، وخاصة السبائك الحديدية.
2. مزايا رمل الكروميت المستخدم في المسابك:
يوفر رمل الكروميت مزيجًا فريدًا من الخصائص التي تحل مشاكل محددة في الصب، مما يبرر ارتفاع تكلفته مقارنة برمل السيليكا.
مقاومة استثنائية للحرارة: درجة انصهار عالية جدًا (حوالي 2150 درجة مئوية). يقاوم التلبيد والانصهار عند ملامسته للفولاذ المنصهر والحديد عالي السبائك، مما يمنع حدوث عيوب الاحتراق.
موصلية حرارية عالية: ينقل الحرارة بعيدًا عن سطح الصب أسرع بثلاث إلى أربع مرات من رمل السيليكا. وهذا يعزز التصلب السريع، مما يؤدي إلى:
بنية حبيبية أدق وخصائص ميكانيكية محسنة في المسبوكات.
انخفاض اختراق المعدن المنصهر لمسام الرمل.
تمدد حراري منخفض: لا يُظهر أي تحولات طورية تقريبًا عند التسخين، مما ينتج عنه تمدد خطي شبه معدوم. وهذا يمنع ظهور العروق وعيوب التمدد الشائعة في رمال السيليكا.
نقاء ممتاز وخمول كيميائي: طبيعته القاعدية تمنع تكوين الخبث التفاعلي مع أكاسيد المنغنيز والحديد في الفولاذ، مما يقلل من تفاعلات المعدن والرمل ويحسن تشطيب السطح.
الكثافة العالية (~4.6 جم/سم³): توفر ضغطًا جيدًا واستقرارًا للقالب، ومقاومة للضغط المعدني الساكن.
3. التطبيقات في المسابك:
إنها مادة ممتازة تستخدم بشكل استراتيجي حيث تكون فوائدها بالغة الأهمية.
القوالب واللب لسبائك الصلب ذات المقاطع السميكة: لقوالب السبائك الكبيرة، وأجسام الصمامات، وهياكل المضخات، والسبائك العسكرية حيث تشكل التشققات الحرارية والتعرق مخاوف رئيسية.
تطبيقات التبريد: يستخدم كطبقة رملية خارجية أو في قلب التبريد لتسريع التبريد محليًا.
معالجة المناطق المتضررة: توضع في مناطق العفن المعرضة للاحتراق أو الاختراق.
النوى لصب الصلب المنجنيزي: ضرورية بسبب التفاعل الشديد للمنجنيز مع رمل السيليكا.
رمل الواجهة في عملية V وعملية EPC (الرغوة المفقودة): كثافته العالية وموصليته مفيدة بشكل خاص في هذه العمليات.
التطبيقات غير الحديدية: لصب السبائك القائمة على النحاس وسبائك النحاس والنيكل ذات نقطة الانصهار العالية.