La aplicación de la arena de cromita sudafricana en la fundición de acero se debe principalmente a su alto punto de fusión, excelente estabilidad térmica y resistencia a la penetración de metales. A continuación, se presenta un análisis de sus aplicaciones y ventajas específicas:
1. Como material de moldeo
refractario: La arena de cromita sudafricana tiene un punto de fusión de aproximadamente 1900 °C, muy superior a la temperatura de fundición del acero (normalmente entre 1500 y 1600 °C). Esto soporta eficazmente las altas temperaturas del acero fundido y reduce el riesgo de sinterización.
Baja Expansión Térmica: Su bajo coeficiente de expansión a altas temperaturas reduce el agrietamiento o deformación en piezas fundidas causados por estrés térmico, lo que lo hace particularmente adecuado para piezas fundidas de acero de gran tamaño.
Resistencia a la penetración de metal: Su superficie densa evita que el acero fundido penetre en el molde de arena, reduciendo los defectos de adhesión de la arena a la superficie y mejorando el acabado de la superficie.
Aplicaciones: Se utiliza comúnmente para arena de cara (la capa superficial que entra en contacto con el acero fundido) en fundiciones de acero, especialmente para fundiciones de acero de alta aleación y acero inoxidable que requieren una alta calidad de superficie.
2. Como revestimiento o aditivo.
Recubrimiento en polvo de mineral de cromo: La arena de mineral de cromo se muele hasta convertirla en polvo y se mezcla con agua o alcohol para crear un revestimiento refractario. Este revestimiento se pulveriza sobre la superficie de moldes o machos de arena para mejorar la resistencia a la corrosión.
Uso mixto: Se mezcla con materiales como arena de sílice para mejorar el rendimiento refractario general (por ejemplo, la arena de sílice es de bajo costo pero carece de propiedades refractarias; la mezcla puede equilibrar el rendimiento y el costo).
3. Aplicaciones en fundición de inversión
Refuerzo de la carcasa del molde: En la fundición de inversión de precisión, se puede utilizar arena de mineral de cromo para formar una capa de refuerzo de la carcasa del molde, mejorando la resistencia a altas temperaturas y reduciendo la deformación.
4. Requisitos especiales del proceso
Piezas fundidas de sección gruesa y grande: para piezas fundidas de acero de paredes gruesas, la arena de mineral de cromo tiene un alto coeficiente de almacenamiento de calor, lo que promueve la solidificación direccional y reduce los defectos de contracción.
Aleaciones activas como el acero con alto contenido de manganeso: la arena de mineral de cromo es químicamente inerte, lo que reduce las reacciones con elementos reactivos como el manganeso y evita las inclusiones de óxido en la superficie de fundición.
Ventajas de la arena de cromita sudafricana
Alto contenido de hierro y cromo (Cr₂O₃ ≥ 45%): Proporciona una excelente resistencia a los refractarios y a la escoria.
Bajas impurezas (por ejemplo, bajo SiO₂ y Fe₂O₃): reduce las reacciones químicas con el acero fundido y reduce el riesgo de porosidad.
Ricos recursos: Sudáfrica es un importante productor mundial de mineral de cromo, con un suministro estable. Sin embargo, debe prestarse atención al impacto de las políticas de protección ambiental en las exportaciones.
Precauciones:
Alto costo: Generalmente se utiliza localmente (por ejemplo, arena para fachadas) para controlar costos.
Control de polvo: la arena de cromita contiene trazas de cromo trivalente, lo que requiere medidas de control de polvo durante el procesamiento (aunque tiene baja toxicidad, la inhalación a largo plazo es dañina).
Reciclaje: La arena reciclable se puede reutilizar a través de la regeneración, reduciendo las emisiones de arena residual.
Ejemplo de proceso típico:
Moldeo: La arena frontal utiliza arena de mineral de cromo al 100%, y la arena posterior utiliza arena de sílice o arena recuperada.
Recubrimiento: Rocíe polvo de cromita con alcohol, seque y luego vierta.
Limpieza: Una vez enfriada la pieza fundida, la arena de cromita se desprende fácilmente, lo que reduce el tiempo de limpieza.
El uso racional de arena de cromita sudafricana puede mejorar significativamente el rendimiento, la calidad de la superficie y la precisión dimensional de las piezas fundidas de acero, especialmente en el campo de la fundición de acero de alta gama.
