Como evitar a areia degola defeitos na produção de peças fundidas pesadas com areia Chromite Foundry

A produção de peças fundidas de aço de grande e médio porte com paredes espessas frequentemente produz defeitos de aderência de pele e areia pesados, às vezes referidos como defeitos de “sinterização, camada de esmalte ou pele de elefante”. É uma mistura de areia cromita grau de fundição, escória de esmalte e metal, que é magnética. A maior incidência ocorre em áreas expostas à radiação de calor por um longo período durante o derramamento. Após o tratamento térmico e o jateamento, a superfície das peças fundidas pode às vezes ser limpa e às vezes aderida às peças fundidas, que só podem ser removidas por cinzelamento, esmerilhamento ou goivagem a arco, o que aumenta seriamente a carga de trabalho de limpeza e acabamento.

A principal composição química da areia cromita é Cr2O3, que é um mineral natural de óxido de Fe-Cr com um pouco de Mg e Al. Geralmente existe em rochas ígneas e é produzido principalmente na África do Sul. Em termos de qualidade, o minério de cromo da África do Sul apresenta alta pureza e a melhor qualidade. Os grãos de areia de cromita para fundição têm uma estrutura cúbica muito regular com um interior complexo, consistindo de oito estruturas básicas. Al e Mg podem substituir átomos de Cr e Fe na estrutura, respectivamente, portanto não são considerados impurezas. A ganga de silicato como a serpentina (silicato de magnésio, silicato de alumínio) é um componente de impureza. A areia de cromita de grau ideal contendo Cr2O3> 46%, teor de Fe <30%, é preta, densidade relativa 4,0 ～ 4,8g / cm3, densidade aparente 2,5 ～ 3,0, finura AFS de quatro peneiras de 50-90. Sua capacidade de transferência de calor é melhor do que outra areia crua,

No processo de produção da areia cromita para fundição, além da lavagem para remoção das impurezas do minério bruto, o principal procedimento de processamento é a separação magnética, cujo objetivo é remover ao máximo o ferro e o silício da areia bruta.

No trabalho real, mesmo que se use areia de cromita de alta qualidade, ainda ocorrem rugas e defeitos de areia pegajosa, que precisam ser melhorados ajustando o processo.

Analisando as causas dos defeitos da pele enrugada, encontraremos o seguinte:

Descascado e fácil de remover, pode deixar as rugas na superfície de fundições lisas: o peso do mesmo volume de couro pesado e areia compacta de minério de cromo é aproximadamente igual. Isso mostra que não há infiltração. A metalização das rugas é devido ao aumento no volume da areia na superfície do minério de cromo na atmosfera redutora quando a temperatura da areia sobe acima de 1250 ℃ e as gotas de ferro aderem umas às outras. Durante o resfriamento, a resina da areia foi queimada e o ar entra na camada intermediária da interface para causar a oxidação do ferro, unindo toda a superfície da areia em uma camada de defeitos enrugados.

É difícil remover o defeito do enrugamento firmemente aderido à superfície da peça fundida: a amostra de couro pesado com o mesmo volume é obviamente mais pesada do que a areia de moldagem, indicando que há infiltração grave. Calcula-se que os vazios na areia de moldagem são cerca de 25%, mas a pesagem mostra que é superior a 25%. É óbvio que a areia foi erodida e os vazios aumentaram. De acordo com a análise, isso ocorre porque as gotículas de ferro reduzidas do minério de cromo são posteriormente oxidadas e se combinam com as impurezas de silicato no minério de cromo sob uma atmosfera oxidante para formar olivina de ferro de baixo ponto de fusão, que então absorve SiO2, amolece e corrói o partículas de areia de minério de cromo aumentam os vazios e são facilmente infiltradas pelo aço fundido. A camada superficial do molde também pode formar uma camada intermediária do tipo sanduíche: o ar úmido no molde forma uma atmosfera oxidante; o aglutinante de resina na superfície do molde contém água, e o vapor d’água migra para o interior e condensa durante o vazamento. Atmosfera oxidante; a camada superficial é uma atmosfera redutora devido à combustão incompleta da resina. O que é interessante é que a própria tinta em pó de zircão contém 34% de SiO2 e há uma pequena quantidade de impurezas de SiO2 livre. Sob condições de atmosfera oxidante, o óxido de ferro atacará o SiO2 na tinta e formará escória de esmalte, causando SiO2. A parte gravada está em contato com a fase líquida do aço, podendo haver 34% da área de contato, de modo que a pele grossa adere à superfície da fundição, e o ZrO2 não corroído ainda desempenha o papel de interface de partição .

Para os fenômenos acima, as medidas abrangentes para prevenir efetivamente são:

1. A turbidez do minério de cromo deve ser <150ppm. O conteúdo de SiO2 deve ser <1,5%. O revestimento em pó de zircão deve conter Fe menos de 0,5% e SiO2 livre menos de 2,0%.
2. Para fundições com um módulo de mais de 5 cm, a temperatura de vazamento deve ser controlada na faixa de 30-50 ° C acima do liquidus. O tempo de vazamento é calculado pela fórmula: GZ (tempo de vazamento) = 5,60 × G (peso da peça, kg) 0,286. Se o peso da peça for 5000kg, o tempo de vazamento é 37,8 segundos. Taxa de fluxo do derramamento: barreira de areia e barreira interna ≤1,0 m / s; portão de tubo de tijolo refratário ≤3.5m / s.
3. A espessura da areia da superfície deve ser de 50-300 mm. Deve evitar a mistura com a areia posterior do sistema SiO2. A quantidade de ligação de resina é reduzida, o que é semelhante a 30-50% para areia de sílica para atender aos requisitos.
4. O conteúdo de oxigênio do aço fundido deve ser mantido <10ppm.
5. O revestimento em pó de zircão à base de água deve ser bem seco. Ao aplicar revestimentos de camada dupla, a segunda camada deve ser aplicada após a primeira camada estar devidamente seca. Use um secador para secar completamente. Quando as condições permitirem, use um secador de ar quente para continuar a cozer após fechar a caixa, até que a concha esteja no lugar e, em seguida, remova-a antes de despejar, e reduza ainda mais o conteúdo da mistura no adesivo para evitar bolor. Ocorre condensação de vapor de água.

Depois que as medidas abrangentes acima são tomadas, defeitos de pele pesada raramente são produzidos, e as vantagens de usar areia de fundição de cromita para grandes fundições de aço também podem ser demonstradas.