Areia cromítica AFS45-50 para moldagem de revestimentos de maxilas de britadores cónicos de aço com alto teor de manganês.
A areia cromítica AFS45-50 apresenta vantagens exclusivas como a areia de revestimento e a areia de moldagem na fundição de revestimentos de aço de alto manganês (Mn18Cr2/Mn22Cr2) para maxilas de britadores cónicos.
Os revestimentos das maxilas dos britadores cónicos são geralmente feitos de aço de alto manganês. Os principais componentes do aço de alto manganês incluem o carbono (C), o manganês (Mn) e o crómio (Cr). Esta composição permite que a superfície do aço de alto manganês sofra um endurecimento por deformação sob forte impacto, melhorando ainda mais a sua resistência ao desgaste. As peças fundidas em aço de alto manganês podem manter um desempenho estável sob diversas condições de trabalho severas, prolongando a vida útil do equipamento. As matérias-primas normalmente selecionadas incluem ZGMn13, ZGMn13Cr2, ZGMn18, ZGMn18Cr2 e ZGMn21Cr2. Os revestimentos de alta qualidade e resistentes ao desgaste impõem elevadas exigências às peças fundidas. As peças fundidas produzidas devem estar isentas de fissuras e defeitos de fundição que afetem o desempenho, tais como inclusões, inclusões de areia, juntas frias, porosidade, cavidades de contração e enchimento insuficiente. Os revestimentos de britadores cónicos são peças fundidas grandes e de paredes espessas, e a prevenção de defeitos de fundição é crucial para melhorar o rendimento e a qualidade da peça fundida. A areia cromítica sul-africana com um teor de Cr₂O₃ ≥46% é um componente importante para atingir este objetivo. As suas vantagens são as seguintes:
1. Efeito de arrefecimento rápido
A areia cromítica com Cr₂O₃ ≥46% apresenta uma condutividade térmica 2 a 3 vezes superior à areia de sílica. O seu tamanho de partícula AFS45-50 (≈0,3 mm) maximiza a área superficial específica, resultando numa taxa de arrefecimento inicial de 700-900 °C/s ao entrar em contacto com o aço fundido. Isto permite a formação instantânea de uma camada de grão fino com 3-8 mm de espessura na superfície do aço de alto manganês (o tamanho do grão pode ser refinado para a classe ASTM 5-6), o que é benéfico para a solidificação sequencial da peça fundida e reduz os defeitos de porosidade.
2. Tampão para Transformação de Fase Sólido-Sólido
O aço com elevado teor de manganês não sofre transformação de fase no estado sólido, mas apresenta uma elevada taxa de contração (contração linear de 2,9 a 3,4%). A areia cromítica apresenta um coeficiente de dilatação térmica de apenas 5 × 10⁻⁶/℃ (a areia de sílica tem um coeficiente de 12 × 10⁻⁶/℃) e uma distribuição granulométrica estreita. A altas temperaturas, a camada de areia não se deforma nem fissura, permitindo um controlo estável da tolerância dimensional do contorno exterior da placa de revestimento dentro de ±0,5 mm, reduzindo a necessidade de maquinação secundária.
3. Areia antiaderente quimicamente inerte
O Cr₂O₃ é um óxido neutro e não forma compostos de baixo ponto de fusão com o MnO e o FeO a 1600 °C; no entanto, a areia de sílica reage facilmente com o Mn a esta temperatura para formar MnO·SiO₂ (ponto de fusão de 1250 °C), provocando adesão química. A utilização de areia de cromite como areia de superfície pode reduzir a taxa de defeitos de adesão de 5% para <0,3%, diminuindo o tempo de limpeza em 70%.
4. Barreira anti-humidade
A areia cromítica apresenta um ponto de fusão superior a 1800 °C, muito acima da temperatura de fundição do aço de alto manganês (1450 a 1480 °C), o que dificulta a humectação das partículas de areia pelo aço fundido. Simultaneamente, o Cr₂O₃ sofre uma redução residual a altas temperaturas, formando uma densa camada de espinélio FeCr₂O₄, que impede ainda mais a penetração do metal e melhora a rugosidade da superfície.
5. Desempenho da reciclagem
Após ciclos térmicos repetidos a 1400 °C, o coeficiente de angularidade da areia de cromite aumenta apenas 5%, e a taxa de quebra é inferior a 0,2%, permitindo múltiplas reutilizações. Em contraste, a areia de sílica sofre expansão por transformação de fase e pulverização após um único tratamento a alta temperatura, com uma taxa de recuperação inferior a 60%. A produção a longo prazo pode reduzir os custos dos materiais de moldagem em 15 a 20%.
Em resumo, na fundição de revestimentos de aço de alto manganês para câmaras de moagem de britadores cónicos, a areia cromítica AFS45-50 não é simplesmente “areia refractária”. Em vez disso, emprega um mecanismo triplo de “têmpera por alta condutividade térmica + preservação da forma por baixa expansão + inércia química para evitar a aderência” para conferir alta dureza, alta densidade e qualidade de fundição sem defeitos à superfície do revestimento numa única etapa, melhorando assim a qualidade da fundição e reduzindo significativamente os custos de limpeza e maquinação posteriores.
