ترکیب شیمیایی ماسه کرومیت جنوبی؟
ترکیب شیمیایی ماسه کرومیت آفریقای جنوبی متمایز است و از جمله باکیفیت‌ترین ماسه‌های جهان برای کاربردهای ریخته‌گری محسوب می‌شود.
کرومیت آفریقای جنوبی، به ویژه از مجموعه آذرین بوشولد ، با نسبت بالای کروم به آهن و محتوای نسبتاً بالای منیزیم (MgO) و سیلیس کم (SiO₂) مشخص می‌شود .
در اینجا به تفصیل ترکیب شیمیایی معمول آن و آنچه آن را منحصر به فرد می‌کند، آورده شده است.
ترکیب شیمیایی معمول ماسه کرومیتی آفریقای جنوبی
جدول زیر طیف وسیعی از ماسه کرومیت با کیفیت بالا برای ریخته‌گری در آفریقای جنوبی را ارائه می‌دهد :
| کامپوننت | فرمول شیمیایی | محدوده معمول (%) | ویژگی‌های کلیدی |
|---|---|---|---|
| اکسید کروم | Cr₂O₃ | ۴۴ ٪ – ۴۸ ٪ | محتوای بالای آن، نسوزندگی عالی را فراهم می‌کند. |
| اکسید آهن | FeO (به عنوان کل آهن) | ۲۲ ٪ – ۲۷ ٪ | |
| اکسید آلومینیوم | Al₂O₃ | ۱۲ ٪ – ۱۶ ٪ | به مقاومت بالا کمک می‌کند. |
| اکسید منیزیم | MgO | ۱۴ ٪ – ۱۸ ٪ | یک ویژگی متمایز کلیدی. MgO بالا مقاومت در برابر سرباره‌های بازی را تا حد زیادی افزایش می‌دهد. |
| دی اکسید سیلیکون | SiO₂ | ۱.۰ ٪ – ۳.۵ ٪ | سیلیس بسیار این امر تشکیل فازهای با نقطه ذوب پایین را به حداقل می‌رساند. |
| آهک (اکسید کلسیم ) | بالا | کمتر از ۱.۰ ٪ | خیلی پایین نگه داشته شده، که مطلوب است. |
چه چیزی ماسه کرومیت آفریقای جنوبی را خاص می‌کند؟
- ۱. نسبت :بالای
- • این یک پارامتر کیفی بسیار مهم است. سنگ معدن آفریقای جنوبی معمولاً نسبت Cr:Fe حدود 1.5:1 تا 1.6:1 دارد .
- • نسبت بالاتر به معنای محتوای مؤثر Cr₂O₃ بالاتر برای وزن آن است که مستقیماً با عملکرد بهتر در دمای بالا مرتبط است.
- ۲. محتوای :بالای
- • این مهمترین تفاوت ترکیبی در مقایسه با کرومیت حاصل از منابع دیگر است (به عنوان مثال، کرومیت هندی اغلب MgO کمتر و Al₂O₃ بالاتری دارد).
- • MgO بالا به طور چشمگیری مقاومت در برابر فرسایش سرباره (که در ریخته‌گری‌های فولاد رایج است) را افزایش می‌دهد. این ماده دمای “سوخت” را افزایش می‌دهد، به این معنی که قالب ماسه‌ای کمتر احتمال دارد که با فلز مذاب واکنش نشان دهد و ذوب شود.
- ۳. مقدار :بسیار
- • سیلیس کم بسیار مهم است زیرا سیلیس به راحتی با اکسیدهای فلزی واکنش داده و سیلیکات‌های با نقطه ذوب پایین (مثلاً فایلیت که در حدود ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌شود) تشکیل می‌دهد. این می‌تواند باعث عیوب ریخته‌گری شدید مانند نفوذ فلز و سوختن ماسه شود .
- • میزان سیلیس پایین کرومیت آفریقای جنوبی (کمتر از ۳.۵٪) آن را برای تولید قطعات ریخته‌گری تمیز و با ارزش بالا، فوق‌العاده قابل اعتماد می‌کند.
مقایسه با منابع دیگر
برای روشن شدن موضوع، در اینجا تفاوت یک ترکیب‌بندی معمول آفریقای جنوبی با سایر منابع اصلی آورده شده است:
- • آفریقای جنوبی Cr₂O₃ )بالا
- • هند (به عنوان مثال، اودیشا): Cr₂O₃ بالا، اما اغلب MgO کمتر (~10%) ، Al₂O₃ بالاتر و SiO₂ بالاتر (اغلب 4-6%) .
- • بوقلمون : اغلب ترکیبی تا حدودی بین شن آفریقای جنوبی و هند، با MgO و SiO₂ متوسط دارد.
چرا این ترکیب برای ریخته‌گری‌ها مهم است؟
شیمی خاص ماسه کرومیت آفریقای جنوبی به آن عملکرد برتر می‌دهد:
- • مقاومت استثنایی در برابر دمای بالای فولاد مذاب بدون ذوب شدن مقاومت می‌کند.
- • مقاومت بالا فلز مذاب به راحتی در دانه‌های ماسه نفوذ نمی‌کند و در نتیجه سطوح ریخته‌گری صاف‌تری ایجاد می‌شود.
- • انبساط حرارتی کم پایداری ابعادی قالب را فراهم می‌کند و خطر ایجاد عیوب رگه‌دار را کاهش می‌دهد.
- • مقاومت عالی محتوای بالای MgO، آن را به انتخابی برتر برای ریخته‌گری فولادهای منگنزی و سایر آلیاژهایی که سرباره‌های بازی تشکیل می‌دهند، تبدیل می‌کند.
به طور خلاصه، ماسه کرومیت آفریقای جنوبی به دلیل محتوای بالای Cr₂O₃، سیلیس بسیار کم و سطح منحصر به فرد بالای منیزیم ، که در کنار هم آن را به یک ماده ریخته‌گری مرغوب و با کارایی بالا برای کاربردهای ریخته‌گری بحرانی تبدیل می‌کند، بسیار ارزشمند است.