غالبًا ما ينتج عن إنتاج مصبوبات الصلب ذات الجدران السميكة الكبيرة والمتوسطة الحجم عيوبًا ثقيلة في الجلد والالتصاق بالرمل ، والتي يشار إليها أحيانًا بعيوب “التكلس أو طبقة الصقيل أو جلد الفيل”. إنه مزيج من رمل الكروميت المصبوب ، وخبث المينا والمعادن ، وهو مغناطيسي. يحدث أعلى معدل في المناطق المعرضة للإشعاع الحراري لفترة طويلة أثناء الصب. بعد المعالجة الحرارية والسفع بالخردق ، يمكن في بعض الأحيان تنظيف سطح المصبوبات ، وفي بعض الأحيان الالتصاق بالمسبوكات ، والتي لا يمكن إزالتها إلا عن طريق الحفر بالإزميل أو الطحن أو التلاعب بالقوس ، مما يزيد بشكل خطير من عبء العمل في التنظيف والتشطيب.
التركيب الكيميائي الرئيسي لرمل الكروميت هو Cr2O3 ، وهو معدن أكسيد Fe-Cr طبيعي مع القليل من Mg و Al. يوجد عادة في الصخور النارية ويتم إنتاجه بشكل أساسي في جنوب إفريقيا. من حيث الجودة ، يتمتع خام الكروم الجنوب أفريقي بنقاوة عالية وأفضل جودة. تتميز حبيبات الرمل المصنوع من الكروميت المصبوغ بهيكل مكعب منتظم للغاية مع تصميم داخلي معقد يتكون من ثمانية هياكل أساسية. يمكن أن يحل Al و Mg محل ذرات Cr و Fe في الهيكل على التوالي ، لذلك لا يتم اعتبارهما شوائب. شوائب السيليكات مثل السربنتين (سيليكات المغنيسيوم ، سيليكات الألومنيوم) هي أحد مكونات الشوائب. رمل الكروميت المثالي الذي يحتوي على Cr2O3> 46٪ ، محتوى الحديد <30٪ ، أسود ، الثقل النوعي 4.0 4.8 جم / سم 3 ، الكثافة الظاهرية 2.5 ～ 3.0 ، أربعة غربال AFS صفاء 50-90. قدرتها على نقل الحرارة أفضل من الرمال الخام الأخرى ،
في عملية إنتاج رمل الكروميت المصنوع من درجة مسبك ، بالإضافة إلى الغسل لإزالة الشوائب من الخام الخام ، فإن إجراء المعالجة الرئيسي هو الفصل المغناطيسي ، والغرض منه هو إزالة الحديد والسيليكون في الرمل الخام قدر الإمكان.
في العمل الفعلي ، حتى لو تم استخدام رمل الكروميت عالي الجودة ، لا تزال هناك تجاعيد وعيوب رمال لزجة ، والتي تحتاج إلى تحسين عن طريق تعديل العملية.
وبتحليل أسباب تجعد الجلد فإننا نجد الآتي:
القشرة وسهلة الإزالة ، ويمكن أن تترك التجاعيد على سطح مصبوبات ناعمة: وزن نفس الحجم من الجلد الثقيل ورمل خام الكروم المضغوط متساوي تقريبًا. يظهر أنه لا يوجد تسلل. يرجع تمعدن التجاعيد إلى زيادة حجم الرمال على سطح خام الكروم في الغلاف الجوي المختزل عندما ترتفع درجة حرارة الرمال فوق 1250 درجة مئوية ، وتلتصق قطرات الحديد ببعضها البعض. عند التبريد ، يتم حرق الراتينج الموجود في الرمال ، ويدخل الهواء إلى الطبقة البينية للواجهة مما يتسبب في أكسدة الحديد ، مما يؤدي إلى ربط سطح الرمال بالكامل بطبقة من عيوب التجاعيد.
من الصعب إزالة عيب التجاعيد الملتصق بسطح الصب: عينة الجلد الثقيل ذات الحجم نفسه من الواضح أنها أثقل من رمل الصب ، مما يشير إلى وجود تسلل خطير. تم حساب أن الفراغات في رمل القولبة تبلغ حوالي 25٪ ، لكن الوزن يظهر أنها أعلى من 25٪. من الواضح أن الرمال قد تآكلت وازدادت الفراغات. وفقًا للتحليل ، هذا لأن قطرات الحديد المختزلة من خام الكروم تتأكسد لاحقًا ، وتتحد مع شوائب السيليكات في خام الكروم تحت جو مؤكسد لتكوين أوليفين حديد منخفض الذوبان ، والذي يمتص بعد ذلك SiO2 ، ويخفف ويقضي على تزيد جزيئات رمل خام الكروم من الفراغات ويتم اختراقها بسهولة بواسطة الفولاذ المصهور. قد تشكل الطبقة السطحية للقالب أيضًا طبقة بينية تشبه الساندويتش: يشكل الهواء الرطب في القالب جوًا مؤكسدًا ؛ يحتوي غلاف الراتينج الموجود على سطح القالب على ماء ، وينتقل بخار الماء إلى الداخل ويتكثف أثناء الصب. جو مؤكسد الطبقة السطحية عبارة عن جو مختزل بسبب الاحتراق غير الكامل للراتنج. المثير للاهتمام هو أن طلاء مسحوق الزركون نفسه يحتوي على 34٪ SiO2 ، وهناك كمية صغيرة من شوائب SiO2 الحرة. في ظل ظروف الغلاف الجوي المؤكسد ، يهاجم أكسيد الحديد SiO2 في الطلاء ويشكل خبث المينا ، مما يتسبب في SiO2. يتلامس الجزء المحفور مع المرحلة السائلة من الفولاذ ، ويمكن أن يكون هناك 34٪ من منطقة التلامس ، بحيث يلتصق الجلد الثقيل بسطح الصب ، ولا يزال ZrO2 غير المشفر يلعب دور واجهة الفصل .
بالنسبة للظواهر المذكورة أعلاه ، فإن التدابير الشاملة للوقاية الفعالة هي:
- يجب أن يكون تعكر خام الكروم أقل من 150 جزء في المليون. يجب أن يكون محتوى SiO2 <1.5٪. يجب أن يحتوي طلاء مسحوق الزركون على Fe أقل من 0.5٪ و SiO2 مجاني أقل من 2.0٪
- بالنسبة للمسبوكات ذات المعامل الذي يزيد عن 5 سم ، يجب التحكم في درجة حرارة الصب في حدود 30-50 درجة مئوية فوق السائل. يتم حساب وقت الصب بالصيغة: GZ (وقت الصب) = 5.60 × G (وزن القطعة ، كجم) 0.286. إذا كان وزن القطعة 5000 كجم ، فإن وقت الصب هو 37.8 ثانية. معدل تدفق الصب: بوابة الرمل والبوابة الداخلية ≤1.0m / s ؛ بوابة أنابيب الطوب الحرارية ≤3.5m / s.
- يجب أن يكون سمك الرمل السطحي 50-300 مم. يجب أن يمنع الاختلاط بالرمل الخلفي لنظام SiO2. يتم تقليل كمية الترابط الراتنج ، والتي تشبه 30-50٪ لرمل السيليكا لتلبية المتطلبات.
- يجب أن يبقى محتوى الأكسجين في الفولاذ المصهور أقل من 10 جزء في المليون.
- يجب تجفيف طلاء مسحوق الزركون ذو الأساس المائي جيدًا. عند تطبيق طبقات الطلاء المزدوجة ، يجب تطبيق الطبقة الثانية بعد تجفيف الطبقة الأولى بشكل صحيح. استخدم مجففًا ليجف تمامًا. عندما تسمح الظروف بذلك ، استخدم مجفف الهواء الساخن لمواصلة الخبز بعد إغلاق الصندوق ، حتى تصبح المغرفة في مكانها ثم قم بإزالتها قبل صبها ، وقم بتقليل محتوى الخليط في المادة اللاصقة لتجنب حدوث تكثف بخار الماء.
بعد اتخاذ التدابير الشاملة المذكورة أعلاه ، نادرًا ما تظهر عيوب الجلد الثقيل ، ويمكن أيضًا توضيح مزايا استخدام رمل مسبك الكروميت في المسبوكات الفولاذية الكبيرة.