Việc sản xuất các vật đúc bằng thép có thành dày và cỡ trung bình thường tạo ra các khuyết tật về da và bám cát nặng, đôi khi được gọi là khuyết tật “thiêu kết, lớp men hoặc da voi”. Nó là hỗn hợp của cát cromit loại đúc, xỉ men và kim loại, có từ tính. Tỷ lệ cao nhất xảy ra ở những khu vực tiếp xúc với bức xạ nhiệt trong thời gian dài trong quá trình đổ. Sau khi xử lý nhiệt và phun bắn, bề mặt của vật đúc đôi khi có thể được làm sạch, và đôi khi bám dính vào vật đúc, chỉ có thể được loại bỏ bằng cách đục, mài hoặc khoét hồ quang, điều này làm tăng nghiêm trọng khối lượng công việc làm sạch và hoàn thiện.
Thành phần hóa học chính của cát cromit là Cr2O3, là một khoáng oxit Fe-Cr tự nhiên với một ít Mg và Al. Nó thường tồn tại trong đá mácma và chủ yếu được sản xuất ở Nam Phi. Về chất lượng, quặng crom Nam Phi có độ tinh khiết cao và chất lượng tốt nhất. Các hạt cát cromit loại đúc có cấu trúc hình khối rất đều đặn với phần bên trong phức tạp, bao gồm tám cấu trúc cơ bản. Al và Mg có thể thay thế lần lượt các nguyên tử Cr và Fe trong cấu trúc nên chúng không được coi là tạp chất. Các hạt silicat như serpentine (magie silicat, nhôm silicat) là một thành phần tạp chất. Cát cromit loại lý tưởng chứa Cr2O3> 46%, hàm lượng Fe <30%, màu đen, khối lượng riêng 4,0 ～ 4,8g / cm3, khối lượng riêng 2,5 ～ 3,0, độ mịn AFS bốn sàng 50-90. Khả năng truyền nhiệt của nó tốt hơn các loại cát thô khác,
Trong quy trình sản xuất cát cromit loại đúc, ngoài việc rửa để loại bỏ tạp chất trong quặng thô, quy trình xử lý chính là tách từ tính, mục đích là loại bỏ càng nhiều sắt và silic trong cát thô càng tốt.
Trong thực tế làm việc, ngay cả khi sử dụng cát cromit chất lượng cao, các nếp nhăn và khuyết tật cát dính vẫn xảy ra, cần được cải thiện bằng cách điều chỉnh quy trình.
Phân tích nguyên nhân của các khuyết điểm da nhăn, chúng ta sẽ tìm ra những điều sau:
Vỏ và dễ loại bỏ, và có thể để lại các nếp nhăn trên bề mặt của vật đúc nhẵn: trọng lượng của cùng một khối lượng da nặng và cát quặng crôm nhỏ gọn là gần bằng nhau. Nó cho thấy rằng không có sự xâm nhập. Sự kim loại hóa các nếp nhăn là do sự gia tăng thể tích của cát trên bề mặt quặng crom trong khí quyển giảm khi nhiệt độ của cát tăng trên 1250 ℃, và các giọt sắt dính vào nhau. Khi làm nguội, nhựa trong cát đã bị đốt cháy hết, và không khí lọt vào lớp xen kẽ của bề mặt tạo ra quá trình oxy hóa sắt, kết dính toàn bộ bề mặt cát thành một lớp nếp nhăn.
Khó loại bỏ khuyết tật nếp nhăn bám chắc trên bề mặt vật đúc: mẫu da nặng có cùng thể tích hiển nhiên nặng hơn cát đúc, chứng tỏ có sự thấm nước nghiêm trọng. Người ta tính toán rằng độ rỗng trong cát đúc là khoảng 25%, nhưng cân nặng cho thấy nó cao hơn 25%. Rõ ràng là cát đã bị xói mòn và các khoảng trống tăng lên. Theo phân tích, điều này là do các giọt sắt bị khử từ quặng chrome sau đó bị oxy hóa và kết hợp với các tạp chất silicat trong quặng chrome trong môi trường oxy hóa để tạo thành olivin sắt nóng chảy thấp, sau đó hấp thụ SiO2, làm mềm và ăn mòn crom Các hạt cát quặng làm tăng khoảng trống và dễ bị thép nóng chảy xâm nhập. Lớp bề mặt của khuôn cũng có thể tạo thành một lớp xen kẽ giống như bánh sandwich: không khí ẩm trong khuôn tạo thành một bầu không khí oxy hóa; chất kết dính nhựa trên bề mặt khuôn có chứa nước, và hơi nước di chuyển vào bên trong và ngưng tụ trong quá trình rót. Ôxy hóa bầu không khí; lớp bề mặt là không khí khử do nhựa cháy không hoàn toàn. Điều thú vị là bản thân sơn bột zircon đã chứa 34% SiO2, và có một lượng nhỏ tạp chất SiO2 tự do. Trong điều kiện môi trường oxy hóa, oxit sắt sẽ tấn công SiO2 trong sơn và tạo thành xỉ men, tạo ra SiO2. Phần ăn mòn tiếp xúc với pha lỏng của thép, và có thể có 34% diện tích tiếp xúc, do đó da nặng bám vào bề mặt vật đúc, và ZrO2 không bị ăn mòn vẫn đóng vai trò của giao diện phân chia. .
Đối với các hiện tượng trên, biện pháp toàn diện để ngăn chặn hiệu quả là:
- Độ đục của quặng crom phải <150ppm. Hàm lượng SiO2 phải <1,5%. Bột phủ Zircon phải chứa Fe ít hơn 0,5% và SiO2 tự do ít hơn 2,0%.
- Đối với vật đúc có mô đun lớn hơn 5cm, nhiệt độ rót phải được kiểm soát trong phạm vi 30-50 ° C so với chất lỏng. Thời gian đổ được tính theo công thức: GZ (thời gian đổ) = 5,60 × G (khối lượng miếng, kg) 0,286. Nếu khối lượng miếng là 5000kg thì thời gian đổ là 37,8 giây. Tốc độ dòng chảy: cửa cát và cửa trong ≤1,0m / s; cổng ống gạch chịu lửa ≤3,5m / s.
- Độ dày của lớp cát bề mặt nên từ 50-300mm. Nên ngăn cản sự trộn lẫn với cát sau của hệ SiO2. Lượng liên kết nhựa giảm, tương ứng với cát silica đạt yêu cầu từ 30-50%.
- Hàm lượng oxy của thép nóng chảy nên được giữ <10ppm.
- Sơn tĩnh điện zircon gốc nước cần được làm khô kỹ. Khi thi công sơn phủ hai lớp, lớp thứ hai nên được thi công sau khi lớp thứ nhất đã khô đúng cách. Sử dụng máy sấy để làm khô hoàn toàn. Khi có điều kiện, dùng máy sấy khí nóng tiếp tục nướng sau khi đóng hộp, cho đến khi gáo rồi lấy ra trước khi đổ, đồng thời giảm thêm hàm lượng phụ gia có trong keo để tránh mốc xảy ra hiện tượng ngưng tụ hơi nước.
Sau khi các biện pháp toàn diện trên được thực hiện, các khuyết tật da nặng hiếm khi được tạo ra, và lợi ích của việc sử dụng cát đúc cromit cho các vật đúc thép lớn cũng có thể được chứng minh.