يُستخدم الرمل الخزفي (المعروف أيضًا باسم الرمل الخزفي المصهور، والرمل اللؤلؤي) على نطاق واسع في مجال صب الفولاذ، نظرًا لخصائصه الحرارية الممتازة، وتمدده الحراري المنخفض، وخصائصه الكروية، ومزاياه البيئية. وفيما يلي تطبيقاته الرئيسية وخصائصه التقنية في مجال صب الفولاذ:
1. مواد رمل اللب ورمل الصب للصب الفولاذي
يمكن للرمل الخزفي أن يقلل بشكل فعال من العيوب مثل شوائب الرمل والندبات والمسام في الصب الفولاذي أثناء عملية الصب بسبب مقاومته العالية للحرارة (1800 ~ 2000 درجة مئوية) ومعدل التمدد الحراري المنخفض للغاية (0.13٪ @ 1000 درجة مئوية) 4.
حالة تطبيقية: تستخدم شركة ويتشاي باور رمل السيراميك والرمل المحمص بدلاً من رمل الكروميت لإنتاج نوى رمل تجويف الماء لأسطوانة المحرك عالية السرعة. وقد انخفض عيب التصاق رمل التجويف الداخلي من 0.6% إلى أقل من 0.2%، وانخفضت تكلفة المواد بنسبة 15%4.
المزايا:
قابلية عالية للتفكك: من السهل تنظيف قلب رمل الراتينج بعد الصب، مما يقلل من عبء عمل تنظيف الرمل1.
انبعاثات غازية منخفضة: تقليل عيوب المسام في المسبوكات الفولاذية وتحسين معدل العائد5.
2. عملية رمل التصلب الذاتي للراتنج للصب الفولاذي الكبير
في إنتاج الصب الفولاذي الكبير، يتم استخدام الرمل الخزفي كرمل خام لرمل التصلب الذاتي للراتنج، والذي يمكن أن يقلل من كمية الراتنج (أقل بنسبة تزيد عن 30٪)، مع تحسين قوة قالب الرمل، وتقليل كمية توليد الغاز، وتحسين التفكك15.
مقارنة مع رمل السيليكا التقليدي:
يتميز رمل السيليكا بمعدل تمدد حراري مرتفع، مما قد يؤدي بسهولة إلى انحراف أبعاد المسبوكات؛ أما رمل السيراميك فلا يوجد لديه أي تمدد تقريبًا، ودقة الصب أعلى4.
من الصعب تجديد رمل السيليكا، ويمكن إعادة تدوير رمل السيراميك عدة مرات لتقليل انبعاثات رمل النفايات1.
3. صب الفولاذ عالي السبائك والفولاذ المقاوم للحرارة:
إن المحتوى العالي من الألومنيوم في الرمل الخزفي (Al₂O₃≥75%) يجعله مناسبًا لصب الفولاذ عالي السبائك (مثل الفولاذ المقاوم للحرارة والفولاذ المقاوم للصدأ)، مما يقلل من خطر التصاق الرمل الكيميائي4.
قضية:
إن جودة سطح الصب الفولاذي المقاوم للصدأ الذي يتم إنتاجه بواسطة عملية قالب قشرة الرمل المغلفة بالرمل الخزفي قريبة من مستوى الصب الاستثماري، مع تقصير دورة الإنتاج8.
في إنتاج المصبوبات الفولاذية المقاومة لدرجات الحرارة العالية (مثل ZG10Cr9Mo1VNbN)، يمكن للرمل السيراميكي أن يتحمل درجات حرارة عالية تصل إلى 620 درجة مئوية5.
4. حماية البيئة ومزايا التكلفة
تقليل تلوث الغبار: جزيئات الرمل الخزفي كثيفة ولديها معدل سحق منخفض، مما يقلل من ضرر غبار السيليكا في ورشة الصب1.
التحديات في إعادة تدوير الرمال القديمة: في الوقت الحاضر، من الصعب فصل رمل السيراميك عن رمل القالب بعد الخلط، ومعدل الاسترداد منخفض، وتحتاج تكنولوجيا التجديد إلى مزيد من التحسين47.
٥. اتجاهات التطوير المستقبلية
لتقنية تجديد رمل الطباعة ثلاثية الأبعاد: على سبيل المثال، يُمكن لنظام تجديد رمل الطباعة ثلاثية الأبعاد من مجموعة Lianxin استعادة ٩٥٪ من أداء الرمل القديم، وتقليل استهلاكه بنسبة ٤٠٪. وقد يُستخدم مستقبلًا في تجديد رمل السيراميك.
النمو في سوق آسيا والمحيط الهادئ: من المتوقع أن ينمو استخدام الرمل الخزفي في مجال صب الفولاذ بمعدل سنوي قدره 6٪ (2024-2029) مدفوعًا بصناعات السيارات والنقل بالسكك الحديدية
