A areia cerâmica pode ser utilizada como um componente essencial na produção de areia de enchimento para panelas (geralmente utilizada para vazamento e drenagem em cenários metalúrgicos, como panelas e panelas intermédias) devido às suas partículas esféricas, elevada refratariedade, baixo coeficiente de expansão térmica e estabilidade química, otimizando o desempenho da areia de quartzo tradicional ou da areia de cromite. A seguir, os seus métodos de aplicação e pontos de processo específicos:
1. O papel das esferas cerâmicas na areia de drenagem
melhora a fluidez
As partículas esféricas reduzem o atrito, fazendo com que a areia de drenagem preencha a entrada de água da concha de forma mais firme e uniforme para evitar bloqueios.
Aumentar a resistência a altas temperaturas
Refratário ≥1700℃, melhor que a areia de quartzo (fácil de derreter), adequado para ambiente de aço fundido a alta temperatura.
Desempenho de fuga estável
Baixo coeficiente de dilatação térmica (≈6×10⁻⁶/℃) reduz o risco de fissuração térmica e garante um fluxo suave do aço fundido.
Reduzir a poluição por impurezas
A inércia química (os principais componentes são o Al₂O₃ ou o ZrO₂) evita a reação com o aço fundido e reduz o risco de inclusões.
2. Design da fórmula e processo de mistura
Proporção típica da fórmula
Areia de enchimento de conchas à base de areia cerâmica: Areia cerâmica (50%~70%) + areia de cromite (20%~30%) + ligante de resina (3%~5%) + antioxidante (como pó de silício, 1%~2%).
Substituição de materiais tradicionais: pode substituir parcial ou totalmente a areia de quartzo, sendo que a proporção necessita de ser ajustada de acordo com o tipo de aço (como o aço carbono comum, aço inoxidável).
Correspondência de tamanho de partículas
Tamanho principal das partículas de areia cerâmica: 0,5~1,0 mm (para garantir a fluidez);
O pó fino (<0,1 mm) representa ≤15%, que é utilizado para preencher lacunas.
Sistema de ligação
A resina fenólica ou sol de sílica é um aglutinante que necessita de ser curado a alta temperatura (150~200℃) para aumentar a resistência.
3. Processo de produção
Pré-tratamento da matéria-prima: secagem da areia de baozhu (teor de água ≤ 0,5%), separação magnética da areia de cromite para remoção de ferro.
Mistura: misturar a seco areia baozhu, areia de cromite, etc. na proporção certa, depois adicione o aglutinante líquido e mexa até ficar uniforme.
Granulação: formar partículas de 1 a 3 mm por extrusão ou laminação em bolas (a resistência deve ser controlada ≥ 5 MPa).
Cura: tratamento térmico num forno de cura para reticular completamente a resina.
Peneiração e embalagem: remova o pó fino e as partículas grandes, sele e armazene de forma à prova de humidade.
4. Comparação das vantagens de desempenho
Índice de desempenho Areia de drenagem de areia de Baozhu Areia de drenagem de areia de quartzo Areia de drenagem de areia de cromite
Refratário (℃) ≥1700 ~1600 ≥1800
Expansão térmica Baixa Alta (fácil de rachar) Média
Fluidez Excelente (esférico) Má (angular) Médio
Risco de poluição de aço fundido Muito baixo Baixo (volatilização de SiO₂) Médio (contendo Cr)
5. Notas de aplicação
Compatibilidade do tipo de aço
O aço com alto teor de oxigénio (como o aço inoxidável) precisa de ser combinado com antioxidantes (como o pó de alumínio) para evitar a oxidação da areia Baozhu.
Correspondência de estrutura de sprue
A areia cerâmica tem uma fluidez elevada e o cone do bico (geralmente 15°~25°) necessita de ser otimizado para evitar o autofluxo.
Controle de custos
A areia cerâmica é cara, e o custo pode ser reduzido misturando-a com areia de cromite ou reciclando-a (a atenuação do desempenho precisa de ser detetada).
6. Soluções alternativas e direções de inovação
Complexificação: Misture com microesferas ocas (como esferas flutuantes) para reduzir ainda mais a densidade e a condutividade térmica.
Ligantes ecológicos: Desenvolver resinas isentas de formaldeído ou ligantes inorgânicos (como os fosfatos).
Enchimento inteligente: combinado com a tecnologia de transporte pneumático, obtém-se o enchimento automático e preciso da areia de drenagem.
