La sabbia ceramica può essere utilizzata come componente chiave nella produzione di sabbia di riempimento per siviera (solitamente utilizzata per colate e drenaggio in ambienti metallurgici come siviere e paniere) grazie alle sue particelle sferiche, all’elevata refrattarietà, al basso coefficiente di dilatazione termica e alla stabilità chimica, ottimizzando le prestazioni della tradizionale sabbia di quarzo o di cromite. Di seguito sono riportati i suoi specifici metodi di applicazione e i punti di processo:
1. Il ruolo delle perle ceramiche nella sabbia drenante
Migliora la fluidità
Le particelle sferiche riducono l’attrito, facendo sì che la sabbia di drenaggio si riempia in modo più compatto e uniforme all’ingresso dell’acqua nella siviera, evitando così ostruzioni.
Migliora la resistenza alle alte temperature
Refrattario ≥1700℃, migliore della sabbia di quarzo (facile da fondere), adatto per ambienti con acciaio fuso ad alta temperatura.
Prestazioni di colata stabili
Il basso coefficiente di dilatazione termica (≈6×10⁻⁶/℃) riduce il rischio di cricche termiche e garantisce un flusso regolare dell’acciaio fuso.
Ridurre l’inquinamento da impurità
L’inerzia chimica (i componenti principali sono Al₂O₃ o ZrO₂) evita la reazione con l’acciaio fuso e riduce il rischio di inclusioni.
2. Progettazione della formula e processo di miscelazione
Rapporto di formula tipico
Sabbia di riempimento per siviera a base di sabbia ceramica: sabbia ceramica (50%~70%) + sabbia di cromite (20%~30%) + legante resinoso (3%~5%) + antiossidante (come polvere di silicio, 1%~2%).
Sostituzione dei materiali tradizionali: può sostituire parzialmente o completamente la sabbia di quarzo e la proporzione deve essere regolata in base al tipo di acciaio (ad esempio, acciaio al carbonio ordinario, acciaio inossidabile).
Corrispondenza delle dimensioni delle particelle
Granulometria principale delle particelle di sabbia ceramica: 0,5~1,0 mm (per garantire la fluidità);
La polvere fine (<0,1 mm) rappresenta ≤15% e viene utilizzata per riempire gli spazi vuoti.
Sistema di legame
La resina fenolica o sol di silice è un legante che deve essere polimerizzato ad alta temperatura (150~200°C) per aumentarne la resistenza.
3. Processo di produzione
Pretrattamento delle materie prime: essiccazione della sabbia di baozhu (contenuto di acqua ≤ 0,5%), separazione magnetica della sabbia di cromite per rimuovere il ferro.
Miscelazione: mescolare a secco sabbia di baozhu, sabbia di cromite, ecc. nelle giuste proporzioni, quindi aggiungere legante liquido e mescolare fino a ottenere un composto omogeneo.
Granulazione: formare particelle da 1~3 mm tramite estrusione o laminazione in palline (la resistenza deve essere controllata ≥ 5 MPa).
Polimerizzazione: trattamento termico in un forno di polimerizzazione per reticolare completamente la resina.
Setacciatura e confezionamento: rimuovere la polvere fine e le particelle di grandi dimensioni, quindi sigillare e conservare in un luogo a prova di umidità.
4. Confronto dei vantaggi delle prestazioni
Indice di prestazione Sabbia Baozhu Sabbia di drenaggio Sabbia di quarzo Sabbia di drenaggio Sabbia di cromite Sabbia di drenaggio
Refrattario (℃) ≥1700 ~1600 ≥1800
Espansione termica Bassa Alta (facile da rompere) Media
Scorrevolezza Eccellente (sferica) Scarsa (angolare) Media
Rischio di inquinamento dell’acciaio fuso Molto basso Basso (volatilizzazione di SiO₂) Medio (contenente Cr)
5. Note applicative
Compatibilità del tipo di acciaio
L’acciaio ad alto contenuto di ossigeno (come l’acciaio inossidabile) deve essere abbinato ad antiossidanti (come la polvere di alluminio) per impedire l’ossidazione della sabbia di Baozhu.
Corrispondenza della struttura dello sprue
La sabbia ceramica ha un’elevata fluidità e la conicità dell’ugello (solitamente 15°~25°) deve essere ottimizzata per evitare l’autoflusso.
Controllo dei costi
La sabbia ceramica è costosa e il costo può essere ridotto mescolandola con sabbia di cromite o riciclandola (è necessario rilevare l’attenuazione delle prestazioni).
6. Soluzioni alternative e direzioni di innovazione
Complessificazione: miscelare con microsfere cave (come perle galleggianti) per ridurre ulteriormente la densità e la conduttività termica.
Leganti ecocompatibili: sviluppare resine prive di formaldeide o leganti inorganici (come i fosfati).
Riempimento intelligente: abbinato alla tecnologia di trasporto pneumatico, si ottiene un riempimento automatico e preciso della sabbia drenante.
