ทรายเซรามิกนำมาประยุกต์ใช้ในการผลิตทรายสำหรับเติมทัพพีได้อย่างไร?

ทรายเซรามิกสามารถใช้เป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตทรายสำหรับเติมทัพพี (โดยปกติใช้สำหรับการเทและการระบายน้ำในสถานการณ์ทางโลหะวิทยา เช่น ทัพพีและทุ่น) เนื่องจากมีอนุภาคทรงกลม ทนไฟได้ดี มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ และมีเสถียรภาพทางเคมี เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของทรายควอทซ์หรือทรายโครไมต์แบบดั้งเดิม ต่อไปนี้คือวิธีการใช้งานเฉพาะและจุดกระบวนการ:

1. บทบาทของลูกปัดเซรามิกในทรายระบายน้ำ
ปรับปรุงการไหลลื่น

อนุภาคทรงกลมช่วยลดแรงเสียดทาน ทำให้ทรายระบายน้ำเติมได้แน่นหนาและสม่ำเสมอมากขึ้นที่ทางเข้ากระบวยน้ำ เพื่อหลีกเลี่ยงการอุดตัน

เพิ่มความทนทานต่ออุณหภูมิสูง

วัสดุทนไฟ ≥1,700℃ ดีกว่าทรายควอตซ์ (ละลายง่าย) เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมเหล็กหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูง

ประสิทธิภาพการเทที่มั่นคง

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ (≈6×10⁻⁶/℃) ช่วยลดความเสี่ยงของการแตกร้าวเนื่องจากความร้อน และช่วยให้เหล็กหลอมเหลวไหลได้อย่างราบรื่น

ลดมลภาวะจากสิ่งเจือปน

ความเฉื่อยทางเคมี (ส่วนประกอบหลักคือ Al₂O₃ หรือ ZrO₂) ช่วยป้องกันปฏิกิริยากับเหล็กหลอมเหลว และลดความเสี่ยงของการรวมตัว

2. การออกแบบสูตรและกระบวนการผสม

อัตราส่วนสูตรทั่วไป

ทรายสำหรับเติมทัพพีที่ใช้ฐานทรายเซรามิก: ทรายเซรามิก (50%~70%) + ทรายโครไมต์ (20%~30%) + สารยึดเกาะเรซิน (3%~5%) + สารต้านอนุมูลอิสระ (เช่นผงซิลิกอน 1%~2%)

การทดแทนวัสดุแบบดั้งเดิม: สามารถทดแทนทรายควอตซ์บางส่วนหรือทั้งหมด และสัดส่วนจะต้องปรับตามประเภทของเหล็ก (เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา เหล็กกล้าไร้สนิม)

การจับคู่ขนาดอนุภาค

ขนาดอนุภาคหลักของทรายเซรามิก: 0.5~1.0 มม. (เพื่อให้แน่ใจว่ามีการไหลลื่น)

ผงละเอียด (<0.1 มม.) คิดเป็น ≤15% ซึ่งใช้เพื่อเติมช่องว่าง

ระบบการเชื่อมต่อ

เรซินฟีนอลิกหรือซิลิกาซอลเป็นสารยึดเกาะซึ่งจำเป็นต้องได้รับการบ่มที่อุณหภูมิสูง (150~200℃) เพื่อเพิ่มความแข็งแรง

3. กระบวนการผลิต
การเตรียมวัตถุดิบเบื้องต้น: การทำให้ทรายเป่าจู้แห้ง (ปริมาณน้ำ ≤ 0.5%) การแยกทรายโครไมต์ด้วยแม่เหล็กเพื่อกำจัดเหล็ก

การผสม: ผสมทรายเป่าจู้ ทรายโครไมต์ ฯลฯ ให้เข้ากันในอัตราส่วนที่เหมาะสม จากนั้นเติมสารยึดเกาะแบบของเหลวและคนให้เข้ากัน

การสร้างเม็ด: สร้างอนุภาคขนาด 1~3 มม. โดยการอัดรีดหรือกลิ้งเป็นลูก (ต้องควบคุมความแข็งแรง ≥ 5MPa)

การบ่ม: การอบด้วยความร้อนในเตาเผาเพื่อเชื่อมเรซินเข้าด้วยกันอย่างสมบูรณ์

การร่อนและการบรรจุ: เอาผงละเอียดและอนุภาคขนาดใหญ่ทิ้ง แล้วปิดผนึกและจัดเก็บในลักษณะป้องกันความชื้น

4. การเปรียบเทียบข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ
ดัชนีประสิทธิภาพ ทรายเป่าจู ทรายระบายน้ำ ทรายควอทซ์ ทรายระบายน้ำ ทรายโครไมต์ ทรายระบายน้ำ
วัสดุทนไฟ (℃) ≥1700 ~1600 ≥1800
การขยายตัวเนื่องจากความร้อน ต่ำ สูง (แตกง่าย) ปานกลาง
การไหลได้ดีเยี่ยม (ทรงกลม) แย่ (เชิงมุม) ปานกลาง
ความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนของเหล็กหลอมเหลว ต่ำมาก ต่ำ (การระเหยของ SiO₂) ปานกลาง (มี Cr)
5. หมายเหตุการใช้งาน
ความเข้ากันได้ของประเภทเหล็ก

เหล็กที่มีออกซิเจนสูง (เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม) จำเป็นต้องจับคู่กับสารต้านอนุมูลอิสระ (เช่น ผง Al) เพื่อป้องกันไม่ให้ทรายเป่าจู้เกิดการออกซิไดซ์

การจับคู่โครงสร้างสปริง

ทรายเซรามิกมีคุณสมบัติการไหลสูง และจำเป็นต้องปรับความเรียวของหัวฉีด (โดยทั่วไป 15°~25°) เพื่อป้องกันการไหลเอง

การควบคุมต้นทุน

ทรายเซรามิกมีราคาแพง และสามารถลดต้นทุนได้โดยการผสมกับทรายโครไมต์หรือรีไซเคิล (ต้องตรวจพบการลดทอนประสิทธิภาพ)

6. ทางเลือกในการแก้ปัญหาและทิศทางนวัตกรรม
ความซับซ้อน: ผสมกับไมโครสเฟียร์กลวง (เช่น ลูกปัดลอย) เพื่อลดความหนาแน่นและการนำความร้อนเพิ่มเติม

สารยึดเกาะที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม: พัฒนาเรซินที่ปราศจากฟอร์มาลดีไฮด์หรือสารยึดเกาะอนินทรีย์ (เช่น ฟอสเฟต)

การบรรจุอัจฉริยะ: เมื่อรวมกับเทคโนโลยีการลำเลียงด้วยลม ทำให้สามารถบรรจุทรายระบายน้ำได้อัตโนมัติและแม่นยำ