Хромитовый песок AFS45-50 для отливки футеровок щековых дробилок из высокомарганцевой стали.
Хромитовый песок AFS45-50 обладает уникальными преимуществами как в качестве забойного, так и формовочного песка при литье футеровок из высокомарганцевой стали (Mn18Cr2/Mn22Cr2) для щековых дробилок конусных дробилок.
Футеровки щековых дробилок конусных дробилок обычно изготавливаются из высокомарганцевой стали. Основные компоненты высокомарганцевой стали включают углерод (C), марганец (Mn) и хром (Cr). Такой состав позволяет поверхности высокомарганцевой стали упрочняться при сильных ударах, что дополнительно повышает ее износостойкость. Литье из высокомарганцевой стали обеспечивает стабильную работу в различных жестких условиях эксплуатации, продлевая срок службы оборудования. В качестве сырья обычно выбирают ZGMn13, ZGMn13Cr2, ZGMn18, ZGMn18Cr2 и ZGMn21Cr2. Высококачественные износостойкие футеровки предъявляют высокие требования к отливкам. Произведенные отливки должны быть свободны от трещин и дефектов литья, влияющих на производительность, таких как включения, песчаные включения, холодные спайки, пористость, усадочные полости и недостаточное количество припоя. Футеровки конусных дробилок представляют собой крупные толстостенные отливки, и предотвращение дефектов литья имеет решающее значение для повышения выхода годной продукции и качества отливок. Важным компонентом для достижения этой цели является южноафриканский хромитовый песок с содержанием Cr₂O₃ ≥46%. Его преимущества заключаются в следующем:
1. Эффект быстрого охлаждения
Хромитовый песок с содержанием Cr₂O₃ ≥46% обладает теплопроводностью в 2-3 раза выше, чем кварцевый песок. Размер частиц AFS45-50 (≈0,3 мм) максимизирует удельную площадь поверхности, что приводит к начальной скорости охлаждения 700-900 ℃/с при контакте с расплавленной сталью. Это позволяет мгновенно формировать мелкозернистый слой толщиной 3-8 мм на поверхности высокомарганцевой стали (размер зерен может быть уменьшен до марки ASTM 5-6), что благоприятно сказывается на последовательном затвердевании отливки и уменьшает пористость.
2. Буфер для фазового перехода твердое тело-твердое тело
Высокомарганцевая сталь не подвергается фазовым превращениям в твердом состоянии, но имеет высокую степень усадки (линейная усадка 2,9–3,4%). Хромитовый песок имеет коэффициент теплового расширения всего 5 × 10⁻⁶/℃ (кремнеземный песок – 12 × 10⁻⁶/℃) и узкое распределение частиц по размерам. При высоких температурах песчаная оболочка не выпячивается и не трескается, что позволяет стабильно контролировать допуск на размеры внешнего контура облицовочной плиты в пределах ±0,5 мм, сокращая объем вторичной механической обработки.
3. Химически инертный антиадгезионный песок
Cr₂O₃ — нейтральный оксид, который не образует низкоплавких соединений с MnO и FeO при 1600℃; однако кварцевый песок легко реагирует с Mn при этой температуре, образуя MnO·SiO₂ (температура плавления 1250℃), вызывая химическую адгезию. Использование хромитового песка в качестве поверхностного песка позволяет снизить процент дефектов адгезии с 5% до <0,3%, сокращая время очистки на 70%.
4. Противосмачивающий барьер
Хромитовый песок имеет температуру плавления >1800℃, что значительно превышает температуру литья высокомарганцевой стали (1450–1480℃), из-за чего расплавленная сталь с трудом смачивает частицы песка. Одновременно с этим, Cr₂O₃ подвергается следовому восстановлению при высоких температурах с образованием плотного шпинельного слоя FeCr₂O₄, что дополнительно предотвращает проникновение металла и улучшает шероховатость поверхности.
5. Показатели переработки
После многократного термического циклирования при 1400℃ угловой коэффициент хромитового песка увеличивается всего на 5%, а степень разрушения составляет <0,2%, что позволяет использовать его многократно. В отличие от него, кварцевый песок после однократной высокотемпературной обработки подвергается фазовому превращению, расширению и измельчению, при этом степень извлечения составляет менее 60%. Долгосрочное производство может снизить затраты на формовочный материал на 15-20%.
В заключение, при литье высокомарганцевых стальных футеровок для измельчительных камер конусных дробилок хромитовый песок AFS45-50 представляет собой не просто «огнеупорный песок». Вместо этого он использует тройной механизм: «закалка с высокой теплопроводностью + сохранение формы при низком расширении + химическая инертность для предотвращения прилипания», что позволяет одновременно придать поверхности футеровки высокую твердость, высокую плотность и безупречное качество отливки, тем самым улучшая качество отливки и значительно снижая затраты на последующую очистку и механическую обработку.
