Cómo prevenir defectos de adherencia de arena en la producción de piezas fundidas pesadas con arena de fundición de cromita

La producción de piezas fundidas de acero de tamaño grande y mediano de paredes gruesas a menudo produce defectos de adherencia de arena y piel gruesa, a veces denominados defectos de “sinterización, capa de esmalte o piel de elefante”. Es una mezcla de arena de cromita de grado de fundición, escoria de esmalte y metal, que es magnético. La mayor incidencia ocurre en áreas expuestas a la radiación térmica durante mucho tiempo durante el vertido. Después del tratamiento térmico y granallado, la superficie de las piezas fundidas a veces puede limpiarse y, a veces, adherirse a las piezas fundidas, que solo pueden eliminarse mediante cincelado, esmerilado o ranurado por arco, lo que aumenta considerablemente la carga de trabajo de limpieza y acabado.

La principal composición química de la arena de cromita es Cr2O3, que es un mineral de óxido de Fe-Cr natural con un poco de Mg y Al. Suele existir en rocas ígneas y se produce principalmente en Sudáfrica. En términos de calidad, el mineral de cromo de Sudáfrica tiene una alta pureza y la mejor calidad. Los granos de arena de cromita de grado de fundición tienen una estructura cúbica muy regular con un interior complejo, que consta de ocho estructuras básicas. Al y Mg pueden reemplazar átomos de Cr y Fe en la estructura respectivamente, por lo que no se consideran impurezas. La ganga de silicato como la serpentina (silicato de magnesio, silicato de aluminio) es un componente de impureza. Arena de cromita de grado ideal que contiene Cr2O3> 46%, contenido de Fe <30%, es negra, gravedad específica 4.0 ～ 4.8g / cm3, densidad aparente 2.5 ～ 3.0, finura AFS de cuatro tamices de 50-90. Su capacidad de transferencia de calor es mejor que otras arenas crudas,

En el proceso de producción de arena de cromita de grado de fundición, además del lavado para eliminar las impurezas del mineral en bruto, el procedimiento principal de procesamiento es la separación magnética, cuyo propósito es eliminar el hierro y el silicio de la arena en bruto tanto como sea posible.

En el trabajo real, incluso si se usa arena de cromita de alta calidad, todavía se producen arrugas y defectos de arena pegajosa, que deben mejorarse ajustando el proceso.

Analizando las causas de los defectos de la piel arrugada, encontraremos lo siguiente:

Descascarado y fácil de quitar, y puede dejar arrugas en la superficie de fundiciones lisas: el peso del mismo volumen de cuero pesado y arena compacta de mineral de cromo es aproximadamente igual. Muestra que no hay infiltración. La metalización de las arrugas se debe al aumento del volumen de la arena en la superficie del mineral de cromo en la atmósfera reductora cuando la temperatura de la arena supera los 1250 ℃ y las gotas de hierro se adhieren entre sí. Al enfriarse, la resina de la arena se ha quemado y el aire entra en la capa intermedia de la interfaz para provocar la oxidación del hierro, uniendo toda la superficie de la arena en una capa de defectos de arrugas.

Es difícil eliminar el defecto arrugado firmemente adherido a la superficie de la fundición: la muestra de cuero pesado con el mismo volumen es obviamente más pesada que la arena de moldeo, lo que indica que hay una infiltración grave. Se calcula que los huecos en la arena de moldeo son alrededor del 25%, pero el pesaje muestra que es superior al 25%. Es obvio que la arena se ha erosionado y los huecos se han incrementado. Según el análisis, esto se debe a que las gotitas de hierro reducidas del mineral de cromo se oxidan posteriormente y se combinan con las impurezas de silicato en el mineral de cromo bajo una atmósfera oxidante para formar olivino de hierro de bajo punto de fusión, que luego absorbe SiO2, ablanda y erosiona el Las partículas de arena mineral de cromo aumentan los vacíos y son fácilmente infiltradas por el acero fundido. La capa superficial del molde también puede formar una capa intermedia similar a un emparedado: el aire húmedo en el molde forma una atmósfera oxidante; el aglutinante de resina en la superficie del molde contiene agua, y el vapor de agua migra hacia el interior y se condensa durante el vertido. Atmósfera oxidante; la capa superficial es una atmósfera reductora debido a la combustión incompleta de la resina. Lo interesante es que la pintura en polvo de circón contiene un 34% de SiO2 y hay una pequeña cantidad de impurezas de SiO2 libres. En condiciones de atmósfera oxidante, el óxido de hierro atacará el SiO2 en la pintura y formará escoria de esmalte, causando SiO2. La parte grabada está en contacto con la fase líquida del acero, y puede haber un 34% del área de contacto, de modo que la piel gruesa se adhiere a la superficie de la pieza fundida, y el ZrO2 sin erosionar todavía juega el papel de interfaz de separación. .

Para los fenómenos anteriores, las medidas integrales para prevenir eficazmente son:

1. La turbidez del mineral de cromo debe ser <150 ppm. El contenido de SiO2 debe ser <1,5%. El recubrimiento en polvo de circón debe contener menos del 0,5% de Fe y menos del 2,0% de SiO2 libre.
2. Para piezas fundidas con un módulo de más de 5 cm, la temperatura de vertido debe controlarse dentro del rango de 30-50 ° C por encima del líquido. El tiempo de vertido se calcula mediante la fórmula: GZ (tiempo de vertido) = 5,60 × G (peso unitario, kg) 0,286. Si el peso de la pieza es de 5000 kg, el tiempo de vertido es de 37,8 segundos. Caudal de vertido: compuerta de arena y compuerta interior ≤1.0m / s; Puerta de tubo de ladrillo refractario ≤3.5m / s.
3. El espesor de la arena de la superficie debe ser de 50 a 300 mm. Debe evitar que se mezcle con la arena posterior del sistema SiO2. Se reduce la cantidad de unión de resina, que es similar al 30-50% para que la arena de sílice cumpla con los requisitos.
4. El contenido de oxígeno del acero fundido debe mantenerse <10 ppm.
5. El recubrimiento en polvo de circonio a base de agua debe secarse completamente. Al aplicar recubrimientos de doble capa, la segunda capa debe aplicarse después de que la primera capa se haya secado correctamente. Use una secadora para secar completamente. Cuando las condiciones lo permitan, use un secador de aire caliente para continuar horneando después de cerrar la caja, hasta que el cucharón esté en su lugar y luego retírelo antes de verter, y reduzca aún más el contenido de la mezcla en el adhesivo para evitar que se forme condensación de vapor de agua.

Después de que se toman las medidas completas anteriores, rara vez se producen defectos de piel gruesa, y también se pueden demostrar las ventajas de usar arena de fundición de cromita para grandes piezas de fundición de acero.