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鉻鐵礦砂成份及選擇

鉻鐵礦砂屬于鉻尖晶石。一般以(FeMgO·(CrAlFe2O3形式存在,其中雜質主要為CaO、MnO、SiO2、TiO2等金屬氧化物和碳酸鹽化合物。鉻鐵礦砂的比重為(4.4~4.5kg/cm3,堆積比重為(2.0~2.7kg/cm3,耐火度為2000±25℃,熔融觸點2040℃。鉻鐵礦砂的選擇主要依據需要配制的型(芯)砂后的工藝參數、鑄件質量以及舊砂再生回收率的高低來不斷摸索確定。鉻鐵礦砂的化學成分及質量分數(%)見表2—1。

           2—1        鉻鐵礦砂的化學成分及質量分數(%)

Cr2O3

SiO2

CaO2

Al2O3

MgO

Fe2O3

酌減量

45~48

<2

<0.6

12~15

9~12

<29

<0..5

1 酸耗值

我們在采用呋喃樹脂砂工藝時其催(固)化劑為磺酸、苯磺酸之類酸性固化劑硬化,要求原砂呈中性,如存在諸如滑石粉的堿性化合物,固化劑的消耗必然要加大,從而砂型固化慢甚至不能硬化。固對鉻鐵礦砂的酸耗值要低,因為酸耗值高的(堿性)鉻鐵礦砂,即使增加再多樹脂及固化劑,也不易硬化,即使硬化砂型的最終強度也會很低。原砂其中包括鉻鐵礦砂酸耗值與強度關系見圖2—1。國內鑄鋼行業多從南非進口鉻鐵礦砂,其酸耗值較低。

2 水份

鉻鐵礦砂與所有原砂一樣必須嚴格控制水份含量0.2%。原砂中的水分除稀釋了附在砂粒表面的粘結劑濃度,同時也隔離了砂粒表面與粘結劑的接觸,從而降低砂粒表面的粘結劑附著強度。

3  微粉

鉻鐵礦砂中的微粉含量(<120目)

應控制在≤0.2%(質量百分數),可減少對樹脂加入量及型砂可使用時間的影響。我們希望型砂可使用時間長一些,主要是鉻鐵礦砂需求量一般較低(一般經驗用量占樹脂砂用量的5%左右),主要在型芯轉角及厚大截面處,以及大面積敷用吃砂量不能太厚等因素都需要兩種型芯砂結合面強度要高因而對粉塵含量控制極嚴。

4  雜質

   鐵鉻鐵礦和鎂鉻鐵礦以及鋁鉻鐵礦統稱為鉻鐵礦(尖晶石)。

   鉻鐵礦:化學成分為(Mg、Fe)Cr2 O4,含Cr2 O3  67.9%

   鎂鉻鐵礦:化學成分為(MgCr2 O4),含Cr2 O3  79.04%

   鋁鉻鐵礦:化學成分為Fe(Cr、Al)2 O4富鉻類晶石),含Cr2 O3  32~38%

   硬鉻尖晶石:化學成分為(Mg、Fe)(Cr、Al)2 O4,含Cr2 O3  32~50%  

   以上尖晶石耐火溫度高達2000℃,可以在低于熔化溫度下燒結獲得較高的高溫強度。而其它雜質如CaO、MnO、SiO2、MgO等統稱脈石,其熔化溫度大大低于鉻鐵礦砂。所以鉻鐵礦砂隨著雜質含量的增加,其抗高溫鋼水的滲透能力和高溫強度隨之惡化,尤其在厚大鑄鋼件的鋼水和鉻鐵礦砂界面上燒結嚴重,所以必須嚴格控制雜質尤其是SiO2的含量。一般來說,鉻鐵礦砂中SiO2的含量應控制在3%以下,可防止滲透粘砂。

5  粒度

在選擇鉻鐵礦砂粒度組成時,可參照一般石英砂的粒度、集中度 、微粉含量 、含泥量、含水量等考慮。粒度選擇主要目的是保證型砂的高溫強度,一般廠家多考慮50/70/100篩號的粒度,三篩質量之和75。   


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