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铬铁矿砂成份及选择

铬铁矿砂属于铬尖晶石。一般以(FeMgO·(CrAlFe2O3形式存在,其中杂质主要为CaO、MnO、SiO2TiO2等金属氧化物和碳酸盐化合物。铬铁矿砂的比重为(4.4~4.5kg/cm3,堆积比重为(2.0~2.7kg/cm3,耐火度为2000±25℃,熔融触点2040℃。铬铁矿砂的选择主要依据需要配制的型(芯)砂后的工艺参数、铸件质量以及旧砂再生回收率的高低来不断摸索确定。铬铁矿砂的化学成分及质量分数(%)见表2—1。

           2—1        铬铁矿砂的化学成分及质量分数(%)

Cr2O3

SiO2

CaO2

Al2O3

MgO

Fe2O3

酌减量

45~48

<2

<0.6

12~15

9~12

<29

<0..5

1 酸耗值

我们在采用呋喃树脂砂工艺时其催(固)化剂为磺酸、苯磺酸之类酸性固化剂硬化,要求原砂呈中性,如存在诸如滑石粉的碱性化合物,固化剂的消耗必然要加大,从而砂型固化慢甚至不能硬化。固对铬铁矿砂的酸耗值要低,因为酸耗值高的(碱性)铬铁矿砂,即使增加再多树脂及固化剂,也不易硬化,即使硬化砂型的最终强度也会很低。原砂其中包括铬铁矿砂酸耗值与强度关系见图2—1。国内铸钢行业多从南非进口铬铁矿砂,其酸耗值较低。

2 水份

铬铁矿砂与所有原砂一样必须严格控制水份含量0.2%。原砂中的水分除稀释了附在砂粒表面的粘结剂浓度,同时也隔离了砂粒表面与粘结剂的接触,从而降低砂粒表面的粘结剂附着强度。

3  微粉

铬铁矿砂中的微粉含量(<120目)

应控制在≤0.2%(质量百分数),可减少对树脂加入量及型砂可使用时间的影响。我们希望型砂可使用时间长一些,主要是铬铁矿砂需求量一般较低(一般经验用量占树脂砂用量的5%左右),主要在型芯转角及厚大截面处,以及大面积敷用吃砂量不能太厚等因素都需要两种型芯砂结合面强度要高因而对粉尘含量控制极严。

4  杂质

   铁铬铁矿和镁铬铁矿以及铝铬铁矿统称为铬铁矿(尖晶石)。

   铬铁矿:化学成分为(Mg、Fe)Cr2 O4,含Cr2 O3  67.9%

   镁铬铁矿:化学成分为(MgCr2 O4),含Cr2 O3  79.04%

   铝铬铁矿:化学成分为Fe(Cr、Al)2 O4富铬类晶石),含Cr2 O3  32~38%

   硬铬尖晶石:化学成分为(Mg、Fe)(Cr、Al)2 O4,含Cr2 O3  32~50%  

   以上尖晶石耐火温度高达2000℃,可以在低于熔化温度下烧结获得较高的高温强度。而其它杂质如CaO、MnO、SiO2MgO等统称脉石,其熔化温度大大低于铬铁矿砂。所以铬铁矿砂随着杂质含量的增加,其抗高温钢水的渗透能力和高温强度随之恶化,尤其在厚大铸钢件的钢水和铬铁矿砂界面上烧结严重,所以必须严格控制杂质尤其是SiO2的含量。一般来说,铬铁矿砂中SiO2的含量应控制在3%以下,可防止渗透粘砂。

5  粒度

在选择铬铁矿砂粒度组成时,可参照一般石英砂的粒度集中度 微粉含量 、含泥量含水量等考虑。粒度选择主要目的是保证型砂的高温强度,一般厂家多考虑50/70/100筛号的粒度,三筛质量之和75   


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