رمل الكروميت AFS45-50 لصب بطانات فك الكسارة المخروطية المصنوعة من الفولاذ عالي المنغنيز
يتمتع رمل الكروميت AFS45-50 بمزايا فريدة كرمل للوجه ورمل للقولبة في صب بطانات الفولاذ عالي المنغنيز (Mn18Cr2/Mn22Cr2) لفكوك الكسارة المخروطية.
تُصنع بطانات فكوك الكسارات المخروطية عادةً من فولاذ عالي المنغنيز. تشمل المكونات الرئيسية لهذا الفولاذ الكربون (C) والمنغنيز (Mn) والكروم (Cr). يسمح هذا التركيب لسطح الفولاذ بالتصلب تحت تأثير الصدمات القوية، مما يُحسّن مقاومته للتآكل. تحافظ مصبوبات الفولاذ عالي المنغنيز على أداء مستقر في مختلف ظروف التشغيل القاسية، مما يُطيل عمر المعدات. تشمل المواد الخام الشائعة الاستخدام ZGMn13 وZGMn13Cr2 وZGMn18 وZGMn18Cr2 وZGMn21Cr2. تتطلب البطانات عالية الجودة والمقاومة للتآكل معايير صارمة للمصبوبات. يجب أن تكون المصبوبات المنتجة خالية من الشقوق وعيوب الصب التي تؤثر على الأداء، مثل الشوائب، وشوائب الرمل، واللحامات الباردة، والمسامية، وتجاويف الانكماش، ونقص الحشو. تُعد بطانات الكسارات المخروطية مصبوبات كبيرة ذات جدران سميكة، لذا فإن منع عيوب الصب أمر بالغ الأهمية لتحسين الإنتاجية وجودة المصبوبات. يُعدّ رمل الكروميت الجنوب أفريقي، الذي يحتوي على نسبة Cr₂O₃ تبلغ 46% أو أكثر، عنصرًا هامًا في تحقيق هذا الهدف. وتتلخص مزاياه فيما يلي:
1. تأثير التبريد السريع
يتميز رمل الكروميت الذي يحتوي على نسبة Cr₂O₃ ≥ 46% بموصلية حرارية أعلى بمرتين إلى ثلاث مرات من رمل السيليكا. ويساهم حجم حبيباته AFS45-50 (≈ 0.3 مم) في زيادة مساحة سطحه النوعية إلى أقصى حد، مما ينتج عنه معدل تبريد أولي يتراوح بين 700 و900 درجة مئوية/ثانية عند ملامسته للفولاذ المنصهر. وهذا يسمح بتكوين طبقة دقيقة الحبيبات بسمك 3-8 مم على سطح الفولاذ عالي المنغنيز (يمكن تحسين حجم الحبيبات إلى درجة ASTM 5-6)، وهو ما يُفيد في التصلب المتتابع للمسبوكات ويقلل من عيوب المسامية.
2. مادة عازلة لتحويل الطور الصلب-الصلب
لا يخضع الفولاذ عالي المنغنيز لتحول طوري في الحالة الصلبة، ولكنه يتميز بمعدل انكماش كبير (انكماش خطي 2.9-3.4%). يتميز رمل الكروميت بمعامل تمدد حراري منخفض للغاية يبلغ 5 × 10⁻⁶/درجة مئوية (بينما يبلغ معامل تمدد رمل السيليكا 12 × 10⁻⁶/درجة مئوية)، وتوزيع ضيق لحجم الجسيمات. عند درجات الحرارة العالية، لا ينتفخ غلاف الرمل أو يتشقق، مما يسمح بالتحكم الدقيق في التفاوتات البُعدية الخارجية للوحة البطانة ضمن نطاق ±0.5 مم، ويقلل من الحاجة إلى عمليات تشغيل ثانوية.
3. رمل مضاد للالتصاق خامل كيميائياً
أكسيد الكروم الثلاثي (Cr₂O₃) أكسيد متعادل ولا يُكوّن مركبات منخفضة درجة الانصهار مع أكسيد المنغنيز (MnO) وأكسيد الحديد (FeO) عند درجة حرارة 1600 درجة مئوية؛ ومع ذلك، يتفاعل رمل السيليكا بسهولة مع المنغنيز عند هذه الدرجة لتكوين MnO·SiO₂ (درجة انصهاره 1250 درجة مئوية)، مما يُسبب التصاقًا كيميائيًا. يُمكن استخدام رمل الكروميت كرمل سطحي لتقليل معدل عيوب الالتصاق من 5% إلى أقل من 0.3%، مما يُقلل وقت التنظيف بنسبة 70%.
4. حاجز مضاد للبلل
يتميز رمل الكروميت بنقطة انصهار تزيد عن 1800 درجة مئوية، وهي أعلى بكثير من درجة حرارة صب الفولاذ عالي المنغنيز (1450-1480 درجة مئوية)، مما يجعل من الصعب على الفولاذ المنصهر ترطيب جزيئات الرمل. في الوقت نفسه، يخضع أكسيد الكروم الثلاثي (Cr₂O₃) لاختزال طفيف عند درجات الحرارة العالية لتشكيل طبقة كثيفة من الإسبينيل FeCr₂O₄، مما يزيد من منع اختراق المعدن ويحسن خشونة السطح.
5. أداء إعادة التدوير
بعد دورات حرارية متكررة عند درجة حرارة 1400 درجة مئوية، لا يزيد معامل الزاوية لرمل الكروميت إلا بنسبة 5%، ونسبة التكسر أقل من 0.2%، مما يسمح بإعادة استخدامه عدة مرات. في المقابل، يخضع رمل السيليكا لتحول طوري وتمدد وتفتت بعد معالجة واحدة بدرجة حرارة عالية، مع معدل استرداد أقل من 60%. يمكن للإنتاج على المدى الطويل أن يقلل تكاليف مواد التشكيل بنسبة 15-20%.
باختصار، في صب بطانات الصلب عالي المنغنيز لغرف طحن الكسارات المخروطية، لا يعتبر رمل الكروميت AFS45-50 مجرد “رمل حراري”. بل إنه يستخدم آلية ثلاثية تتمثل في “التبريد عالي التوصيل الحراري + الحفاظ على الشكل مع انخفاض التمدد + الخمول الكيميائي لمنع الالتصاق” لإضفاء صلابة عالية وكثافة عالية وجودة صب خالية من العيوب على سطح البطانة في خطوة واحدة، مما يحسن جودة الصب ويقلل بشكل كبير من تكاليف التنظيف والتشغيل اللاحقة.
