Cát cromit loại dùng trong đúc (tối thiểu 46% Cr₂O₃)

1. Định nghĩa
cốt lõi Cát cromit cấp đúc là một loại cốt liệu chịu lửa có độ tinh khiết cao, phân bố kích thước đồng đều, được xử lý đặc biệt cho các ứng dụng đúc kim loại đòi hỏi khắt khe. Nó được tạo ra từ quặng cromit tự nhiên (FeCr₂O₄) thông qua một loạt các bước bao gồm nghiền, xay, phân loại kích thước, làm giàu và thường là  nung ở nhiệt độ cao .

• Thành phần hóa học chính:

  • Crom oxit (Cr₂O₃):  Thành phần quyết định. Hàm lượng tối thiểu  46%  là tiêu chuẩn cho vật liệu đúc chất lượng cao. Hàm lượng Cr₂O₃ càng cao thì khả năng chịu nhiệt và độ ổn định hóa học càng tốt.

  • Oxit sắt (FeO, Fe₂O₃):  Thường chiếm từ 20-30%. Nó góp phần tạo nên độ dẫn nhiệt cao của cát.

  • Silica (SiO₂):  Một tạp chất quan trọng cần kiểm soát. Trong các loại thép cao cấp, hàm lượng SiO₂ được giữ ở mức rất thấp (thường <1% đến 3%). Hàm lượng SiO₂ cao làm giảm khả năng chịu nhiệt và có thể thúc đẩy sự hình thành xỉ silicat.

  • Nhôm oxit (Al₂O₃):  Thường có mặt với tỷ lệ 12-20%.

  • Magiê oxit (MgO):  Có mặt với hàm lượng 8-12%, giúp tăng cường khả năng chống xỉ.

• Tính chất vật lý chính:  Tính  chất hóa học cơ bản/trung tính  , giúp nó có khả năng chống lại phản ứng mạnh với xỉ axit (dựa trên SiO₂) hoặc xỉ kiềm (dựa trên MgO) và kim loại nóng chảy, đặc biệt là hợp kim sắt.

2. Ưu điểm của
cát cromit dùng trong đúc: Cát cromit có sự kết hợp độc đáo các đặc tính giúp giải quyết các vấn đề cụ thể trong quá trình đúc, justifying giá thành cao hơn so với cát silica.

• Khả năng chịu nhiệt vượt trội:  Nhiệt độ nóng chảy rất cao (~2150°C). Nó có khả năng chống lại quá trình thiêu kết và nóng chảy khi tiếp xúc với thép nóng chảy và sắt hợp kim cao, ngăn ngừa các khuyết tật do cháy bám.

• Độ dẫn nhiệt cao:  Dẫn nhiệt ra khỏi bề mặt tiếp xúc của vật đúc nhanh hơn cát silica từ 3-4 lần. Điều này thúc đẩy quá trình đông đặc nhanh chóng, dẫn đến:

  • Cấu trúc hạt mịn hơn và các đặc tính cơ học được cải thiện trong vật đúc.

  • Giảm sự thẩm thấu của kim loại nóng chảy vào các lỗ rỗng trong cát.

• Độ giãn nở nhiệt thấp:  Hầu như không có sự biến đổi pha nào khi nung nóng, dẫn đến độ giãn nở tuyến tính gần bằng không. Điều này  loại bỏ các khuyết tật do sự hình thành các đường vân và giãn nở  thường gặp ở cát silica.

• Độ tinh khiết và tính trơ hóa học tuyệt vời:  Bản chất kiềm của nó ngăn ngừa sự hình thành xỉ phản ứng với oxit Mn và Fe trong thép, giảm thiểu phản ứng giữa kim loại và cát, đồng thời cải thiện độ nhẵn bề mặt.

• Mật độ cao (~4,6 g/cm³):  Cung cấp khả năng nén chặt và ổn định khuôn tốt, chịu được áp suất tĩnh kim loại.

3. Ứng dụng trong các xưởng đúc:
Đây là vật liệu cao cấp được sử dụng một cách chiến lược ở những nơi mà lợi ích của nó đóng vai trò quan trọng.

• Lõi và khuôn đúc cho các sản phẩm đúc thép tiết diện lớn:  Dùng cho khuôn đúc phôi lớn, thân van, vỏ bơm và các sản phẩm đúc quân sự, nơi hiện tượng nứt do nhiệt và hình thành vân là những vấn đề đáng lo ngại.

• Ứng dụng làm mát:  Được sử dụng như một lớp cát phủ bề mặt hoặc trong lõi làm mát để tăng tốc độ làm mát cục bộ.

• Vá các khu vực có vấn đề:  Được sử dụng ở những khu vực bị nấm mốc dễ bị cháy hoặc thấm vào.

• Lõi cho các sản phẩm đúc thép mangan:  Cần thiết do tính phản ứng cực mạnh của Mn với cát silic.

• Cát ốp lát trong quy trình V và EPC (thép xốp mất):  Mật độ và độ dẫn điện cao của nó đặc biệt có lợi trong các quy trình này.

• Ứng dụng trong kim loại màu:  Dùng để rót hợp kim gốc đồng và hợp kim đồng-niken có điểm nóng chảy cao.