يمكن استخدام رمل السيراميك كمكون رئيسي في إنتاج رمل حشو المغارف (الذي يُستخدم عادةً للصب والصرف في التطبيقات المعدنية مثل المغارف والأطباق المسطحة) بفضل جزيئاته الكروية، وقدرته العالية على مقاومة الحرارة، ومعامل تمدده الحراري المنخفض، وثباته الكيميائي، مما يُحسّن أداء رمل الكوارتز أو رمل الكروميت التقليدي. فيما يلي طرق تطبيقه ونقاط معالجته المحددة:
1. دور الخرز الخزفي في رمل الصرف
وتحسين السيولة
تعمل الجسيمات الكروية على تقليل الاحتكاك، مما يجعل رمل الصرف يمتلئ بشكل أكثر إحكامًا وتساويًا عند مدخل الماء المغرفة لتجنب الانسداد.
تعزيز مقاومة درجات الحرارة العالية
مقاومة للحرارة ≥1700℃، أفضل من رمل الكوارتز (سهل الذوبان)، ومناسبة لبيئة الفولاذ المنصهر ذات درجة الحرارة العالية.
أداء صب مستقر
يقلل معامل التمدد الحراري المنخفض (≈6×10⁻⁶/℃) من خطر التشقق الحراري ويضمن التدفق السلس للصلب المنصهر.
تقليل تلوث الشوائب
يتجنب الخمول الكيميائي (المكونات الرئيسية هي Al₂O₃ أو ZrO₂) التفاعل مع الفولاذ المنصهر ويقلل من خطر الشوائب.
2. تصميم الصيغة وعملية الخلط
نسبة الصيغة النموذجية
رمل حشو مغرفة قائم على الرمل السيراميكي: رمل سيراميكي (50%~70%) + رمل كروميت (20%~30%) + رابط راتنجي (3%~5%) + مضاد للأكسدة (مثل مسحوق السيليكون، 1%~2%).
استبدال المواد التقليدية: يمكن أن يحل محل رمل الكوارتز جزئيًا أو كليًا، ويجب تعديل النسبة وفقًا لنوع الفولاذ (مثل الفولاذ الكربوني العادي والفولاذ المقاوم للصدأ).
مطابقة حجم الجسيمات
حجم الجسيمات الرئيسية للرمل السيراميكي: 0.5~1.0 مم (لضمان السيولة)؛
يشكل المسحوق الناعم (<0.1 مم) ما نسبته ≤15%، والذي يستخدم لملء الفجوات.
نظام الترابط
الراتنج الفينولي أو السيليكا سول هو مادة رابطة، والتي تحتاج إلى المعالجة في درجة حرارة عالية (150 ~ 200 درجة مئوية) لتعزيز القوة.
3. عملية الإنتاج
معالجة المواد الخام مسبقًا: تجفيف رمل الباوزو (محتوى الماء ≤ 0.5٪)، الفصل المغناطيسي لرمل الكروميت لإزالة الحديد.
الخلط: قم بخلط رمل الباوزو ورمل الكروميت وما إلى ذلك بنسب متساوية، ثم أضف المادة الرابطة السائلة وحرك حتى يصبح الخليط متجانسًا.
التحبيب: تشكيل جزيئات بحجم 1~3 مم عن طريق البثق أو التدحرج إلى كرات (يجب التحكم في القوة ≥ 5 ميجا باسكال).
المعالجة: المعالجة الحرارية في فرن المعالجة لربط الراتنج بشكل كامل.
النخل والتعبئة: قم بإزالة المسحوق الناعم والجزيئات كبيرة الحجم، وأغلقها وقم بتخزينها بطريقة مقاومة للرطوبة.
4. مقارنة ميزة الأداء
مؤشر الأداء رمل باوزهو رمل تصريف رمل الكوارتز رمل تصريف رمل الكروميت رمل تصريف المواد
المقاومة للحرارة (درجة مئوية) ≥1700 ~1600 ≥1800
التمدد الحراري منخفض مرتفع (سهل التشقق) متوسط
السيولة ممتاز (كروي) ضعيف (زاوي) متوسط
خطر تلوث الفولاذ المنصهر منخفض جدًا منخفض (تطاير ثاني أكسيد السيليكون) متوسط (يحتوي على الكروم)
5. ملاحظات التطبيق
توافق نوع الفولاذ
يجب أن يتوافق الفولاذ عالي الأكسجين (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ) مع مضادات الأكسدة (مثل مسحوق الألومنيوم) لمنع أكسدة رمل باوزهو.
مطابقة هيكل المصب
يتميز الرمل الخزفي بسيولة عالية، ويجب تحسين زاوية فوهة الرمل (عادةً 15°~25°) لمنع التدفق الذاتي.
التحكم في التكاليف
الرمل السيراميكي مكلف، ويمكن تقليل التكلفة عن طريق خلطه مع رمل الكروميت أو إعادة تدويره (يجب الكشف عن ضعف الأداء).
6. الحلول البديلة واتجاهات الابتكار
التعقيد: الخلط مع الكرات الدقيقة المجوفة (مثل الخرز العائم) لتقليل الكثافة والتوصيل الحراري بشكل أكبر.
المواد الرابطة الصديقة للبيئة: تطوير الراتنجات الخالية من الفورمالديهايد أو المواد الرابطة غير العضوية (مثل الفوسفات).
التعبئة الذكية: بالتزامن مع تكنولوجيا النقل الهوائي، يتم تحقيق التعبئة التلقائية والدقيقة لرمل الصرف.
