วิธีการใช้ทรายเซรามิกเป็นทรายเติมทัพพีในโรงงานเหล็ก

1. ข้อได้เปรียบหลักของทรายเซรามิกที่ใช้เป็นทรายเติมทัพพี
โครงสร้างอนุภาคทรงกลม

ความลื่นไหลที่ยอดเยี่ยม: แรงเสียดทานน้อยระหว่างอนุภาคทรงกลม ความหนาแน่นในการเติมสูง (ความหนาแน่นรวม 1.6-2.0 g/cm³) สามารถสร้างชั้นทรายที่สม่ำเสมอได้อย่างรวดเร็ว และการระบายน้ำก็ราบรื่นขึ้นเมื่อเท

คุณสมบัติป้องกันการซึมผ่านที่แข็งแกร่ง: โครงสร้างที่อัดแน่นสามารถปิดกั้นการซึมผ่านของเหล็กหลอมเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพและลดความเสี่ยงของการเผาผนึก

ทนไฟและเสถียรภาพทางความร้อนสูง

วัสดุทนไฟ ≥ 1,750°C (มีปริมาณ Al₂O₃ 50-90%) ทนต่อการกัดกร่อนของเหล็กหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูง (1,600°C)

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ (0.5-1.0×10⁻⁶/°C) ปริมาตรคงที่ที่อุณหภูมิสูง ไม่แตกง่าย

ความเฉื่อยของสารเคมี

ทนทานต่อการกัดกร่อนของเหล็กหลอมเหลวและตะกรันได้ดี (เหมาะอย่างยิ่งสำหรับเหล็กเกรดที่มีความซับซ้อน เช่น เหล็กที่มีออกซิเจนสูงและสแตนเลส)

ไม่มีการปล่อยสารอันตรายใดๆ (เช่น โครเมียมเฮกซะวาเลนต์) และการปกป้องสิ่งแวดล้อมยังดีกว่าทรายแร่โครเมียมอีกด้วย

2. ขั้นตอนการใช้ทรายเซรามิกเป็นทรายระบายน้ำ
1. การคัดเลือกวัตถุดิบและการเตรียมการเบื้องต้น
การควบคุมขนาดอนุภาค:
ขนาดอนุภาคของทรายเซรามิกโดยทั่วไปคือ 0.2-1.0 มม. และเกรดที่แนะนำคือ:

อนุภาคหยาบ (0.7-1.0 มม.) คิดเป็น 40%

อนุภาคขนาดกลาง (0.4-0.7มม.) คิดเป็น 30%

อนุภาคละเอียด (0.2-0.4มม.) คิดเป็น 30%
เพื่อรักษาสมดุลของความลื่นไหลและการป้องกันการซึมผ่าน

การอบให้แห้ง:
ก่อนใช้งานต้องอบให้แห้งที่อุณหภูมิ 200-300°C เป็นเวลา 2-3 ชั่วโมง เพื่อขจัดความชื้นที่ดูดซับไว้ และป้องกันการระเบิดเมื่อเทเหล็กหลอมเหลว

2. การผสมและการเตรียม (ทางเลือก)
การเพิ่มประสิทธิภาพการเติมแต่ง:

เพิ่มผงกราไฟท์ 1-2%: ปรับปรุงความลื่นไหลและลดแรงเสียดทานระหว่างชั้นทรายและเหล็กหลอมเหลว

เติมโบแรกซ์ 0.5-1% เพื่อลดอุณหภูมิการเผา ส่งเสริมการยึดเกาะปานกลางของชั้นทรายที่อุณหภูมิสูง และป้องกันการพังทลายก่อนเวลาอันควร

ความสม่ำเสมอในการผสม:
ใช้เครื่องผสมแบบสองเพลาผสมเป็นเวลา 5-10 นาทีเพื่อให้แน่ใจว่าสารเติมแต่งกระจายตัวสม่ำเสมอ

3. การเติมหัวทัพพี
วิธีการเติม:
ฉีดทรายเข้าไปในหัวทัพพี (เช่น หัวทัพพีแบบเลื่อนหรือหัวทัพพีแบบยาว) โดยใช้อุปกรณ์ลำเลียงแบบลม ความสูงของการเติมโดยทั่วไปอยู่ที่ 150-250 มม. และต้องอัดให้แน่นด้วยการสั่นสะเทือนเล็กน้อย

การออกแบบเป็นชั้น:
สำหรับทัพพีขนาดใหญ่ สามารถทำการเติมแบบเป็นชั้นได้:

ชั้นล่าง (สัมผัสกับเหล็กหลอมเหลว) : เม็ดทรายอัญมณีละเอียด (0.2-0.4 มม.) เพื่อเพิ่มการปิดผนึก

ชั้นบน: เม็ดทรายอัญมณีเนื้อหยาบ (0.7-1.0 มม.) เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถระบายน้ำได้เร็ว

4. การเผาผนึกเบื้องต้นที่อุณหภูมิสูง (ขั้นตอนสำคัญ)
กระบวนการเผาผนึกเบื้องต้น:
การเผาผนึกเบื้องต้นที่อุณหภูมิ 1,000-1,200°C เป็นเวลา 30-60 นาที เพื่อละลายพื้นผิวของอนุภาคทรายเล็กน้อยเพื่อสร้าง “ชั้นเคลือบไมโคร” ซึ่งไม่เพียงแต่รักษาความเป็นอิสระของอนุภาคเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างโดยรวมเพื่อป้องกันไม่ให้ชั้นทรายพังทลายเนื่องจากแรงกระแทกของเหล็กหลอมเหลว

5.
กลไกการระบายน้ำด้วยทัพพี:
ภายใต้แรงดันคงที่ของเหล็กหลอมเหลว ส่วนล่างของชั้นทรายจะได้รับความร้อนและทำให้อ่อนตัวลง และทรายไข่มุกจะไหลออกพร้อมกับเหล็กหลอมเหลวด้วยคุณสมบัติของมันเองเพื่อสร้างช่องทางการไหลที่เสถียร

การปรับอัตราการไหล:
โดยการปรับอัตราส่วนขนาดอนุภาค (ยิ่งสัดส่วนของอนุภาคหยาบมากขึ้น อัตราการไหลก็จะยิ่งเร็วขึ้น) อัตราการไหลของเหล็กหลอมเหลวเริ่มต้นจะถูกควบคุมเพื่อหลีกเลี่ยงตะกรันที่ปั่นป่วน

III. ประเด็นสำคัญ
การจัดการขนาดอนุภาค

ห้ามใช้ผงละเอียดที่มีขนาดอนุภาคเล็กกว่า 0.1 มม. เพราะอาจทำให้เกิดการอุดตันของแผ่นได้ง่าย

คัดกรองและกำจัดเศษซากที่เกิดขึ้นระหว่างการใช้งานเป็นประจำ (แนะนำให้ทำจำนวนรอบไม่เกิน 3 ครั้ง)

ความสามารถในการปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อม

เหล็กที่มีออกซิเจนสูง: จำเป็นต้องทดสอบเสถียรภาพของทรายเซรามิกในบรรยากาศออกซิไดซ์ (ปริมาณ Al₂O₃ ≥70% จะปลอดภัยกว่า)

การกลั่นในสุญญากาศ (VD/VOD): ความผันผวนต่ำของทรายเซรามิกเหมาะกับสภาพแวดล้อมสุญญากาศ แต่ต้องเพิ่มอุณหภูมิการเผาล่วงหน้าเป็น 1,300°C

การควบคุมต้นทุน

ราคาต่อหน่วยของทรายเซรามิกค่อนข้างสูง (ประมาณ 500 เหรียญสหรัฐต่อตัน) สามารถลดต้นทุนได้โดยผสมกับทรายราคาถูก (เช่น ทรายควอตซ์) ในอัตราส่วน 7:3 แต่ความลื่นไหลของทรายที่ผสมกันจะต้องเป็นไปตามมาตรฐาน