A aplicação da areia de cromite sul-africana na fundição de aço deve-se principalmente ao seu elevado ponto de fusão, excelente estabilidade térmica e resistência à penetração de metais. Segue-se uma análise das suas aplicações e vantagens específicas:
1. Como material de moldação
Refratário: A areia de cromite sul-africana tem um ponto de fusão de aproximadamente 1900 °C, muito superior à temperatura de fundição do aço (tipicamente 1500-1600 °C). Este resiste eficazmente às altas temperaturas do aço fundido e reduz o risco de sinterização.
Baixa dilatação térmica: o seu baixo coeficiente de dilatação a altas temperaturas reduz as fissuras ou deformações nas peças fundidas causadas por stress térmico, tornando-o particularmente adequado para grandes peças fundidas em aço.
Resistência à penetração do metal: a sua superfície densa impede que o aço fundido penetre no molde de areia, reduzindo os defeitos de adesão da areia à superfície e melhorando o acabamento superficial.
Aplicações: Comumente utilizado para areia de superfície (a camada superficial que entra em contacto com o aço fundido) em peças fundidas de aço, especialmente para peças fundidas de aço de alta liga e aço inoxidável que requerem uma elevada qualidade de superfície.
2.º Como revestimento ou aditivo
Revestimento em pó de minério de crómio: A areia de minério de crómio é moída até se tornar pó e misturada com água ou álcool para criar um revestimento refractário. Este revestimento é depois pulverizado sobre a superfície de moldes ou núcleos de areia para aumentar a resistência à corrosão.
Utilização mista: misturada com materiais como a areia de sílica para melhorar o desempenho refratário global (por exemplo, a areia de sílica tem um baixo custo, mas não tem propriedades refratárias; a mistura pode equilibrar o desempenho e o custo).
3. Aplicações na fundição de precisão
Reforço da carcaça do molde: Na fundição de precisão, a areia de minério de crómio pode ser utilizada para formar uma camada de reforço da carcaça do molde, melhorando a resistência a altas temperaturas e reduzindo a deformação.
4. Requisitos especiais do processo
Fundições de secção grossa e grande: Para fundições de aço de parede grossa, a areia de minério de crómio tem um elevado coeficiente de armazenamento de calor, o que promove a solidificação direcional e reduz os defeitos de contração.
Ligas ativas, como o aço com alto teor de manganês: a areia de minério de crómio é quimicamente inerte, reduzindo as reações com elementos reativos como o manganês e prevenindo as inclusões de óxido na superfície da fundição.
Vantagens da areia de cromite sul-africana
Elevado teor de ferro crómio (Cr₂O₃ ≥ 45%): Oferece uma excelente resistência refractária e à escória.
Baixo teor de impurezas (por exemplo, baixo teor de SiO₂ e Fe₂O₃): reduz as reações químicas com o aço fundido e diminui o risco de porosidade.
Recursos abundantes: A África do Sul é um grande produtor global de minério de crómio, com um fornecimento estável. No entanto, deve-se ter em atenção o impacto das políticas de proteção ambiental nas exportações.
Precauções:
Custo elevado: Normalmente utilizado localmente (por exemplo, areia facial) para controlar os custos.
Controlo de poeira: a areia de cromite contém vestígios de crómio trivalente, exigindo medidas de controlo de poeira durante o processamento (embora tenha baixa toxicidade, a inalação a longo prazo é prejudicial).
Reciclagem: A areia reciclável pode ser reutilizada através da regeneração, reduzindo as emissões de areia residual.
Exemplo típico de processo:
Moldagem: a areia de superfície utiliza 100% de areia de minério de crómio, e a areia de fundo utiliza areia de sílica ou areia recuperada.
Revestimento: Aplique uma camada de álcool em pó de cromite em spray, seque e depois molde.
Limpeza: Após o arrefecimento da fundição, a areia de cromite é facilmente removida, reduzindo o tempo de limpeza.
A utilização racional da areia de cromite da África do Sul pode melhorar significativamente o rendimento, a qualidade da superfície e a precisão dimensional das peças fundidas em aço, especialmente no campo da fundição de aço de alta qualidade.
