1. Основное преимущество керамического песка в качестве заполнителя ковша:
сферическая структура частиц
Отличная текучесть: малое трение между сферическими частицами, высокая плотность заполнения (насыпная плотность 1,6-2,0 г/см³), позволяет быстро образовывать равномерный слой песка, а дренаж становится более плавным при заливке.
Высокая непроницаемость: плотно упакованная структура эффективно блокирует проникновение расплавленной стали и снижает риск спекания.
Высокая огнеупорность и термостойкость
Огнеупорный ≥ 1750°C (содержание Al₂O₃ 50-90%), выдерживает высокотемпературную эрозию расплавленной стали (1600°C).
Низкий коэффициент теплового расширения (0,5-1,0×10⁻⁶/°C), стабильный объем при высокой температуре, не подвержен растрескиванию.
Химическая инертность
Высокая устойчивость к эрозии расплавленной стали и шлака (особенно подходит для сложных марок стали, таких как высококислородная сталь и нержавеющая сталь).
При этом не выделяются вредные вещества (например, шестивалентный хром), а уровень защиты окружающей среды выше, чем при использовании хромового песка.
2. Этапы применения керамического песка в качестве дренажного песка
1. Выбор сырья и предварительная обработка
Контроль размера частиц:
Размер частиц керамического песка обычно составляет 0,2–1,0 мм, а рекомендуемая классификация следующая:
Крупные частицы (0,7-1,0 мм) составляют 40%
Средние частицы (0,4-0,7 мм) составляют 30%
Мелкие частицы (0,2–0,4 мм) составляют 30%
для баланса текучести и непроницаемости.
Сушка:
Перед использованием необходимо высушить при температуре 200-300°С в течение 2-3 часов для удаления адсорбированной влаги и предотвращения взрыва при заливке расплавленной стали.
2. Смешивание и подготовка (по желанию)
Оптимизация добавок:
Добавьте 1–2 % графитового порошка: улучшите смазывающую способность и уменьшите трение между слоем песка и расплавленной сталью.
Добавьте 0,5–1 % буры: это снизит температуру спекания, улучшит сцепление слоя песка при высокой температуре и предотвратит преждевременное разрушение.
Равномерность смешивания:
Перемешивайте двухвальным миксером в течение 5–10 минут, чтобы обеспечить равномерное распределение добавок.
3. Заполнение сопла ковша
Метод заполнения:
Впрыскивание песка в нижнее сопло ковша (например, скользящее сопло или длинное сопло) с помощью пневматического транспортирующего оборудования. Высота заполнения обычно составляет 150-250 мм, и требуется легкое вибрационное уплотнение.
Послойное наполнение:
Для больших ковшей послойное наполнение может осуществляться:
Нижний слой (контактирующий с расплавленной сталью): мелкозернистый песок из драгоценных камней (0,2–0,4 мм) для улучшения герметизации.
Верхний слой: крупнозернистый песок (0,7-1,0 мм) для обеспечения скорости дренажа.
4. Высокотемпературное предварительное спекание (ключевой этап)
Процесс предварительного спекания:
предварительное спекание при температуре 1000–1200 °C в течение 30–60 минут для легкого расплавления поверхности частиц песка с образованием «микроглазурного слоя», который не только сохраняет независимость частиц, но и повышает общую прочность конструкции, предотвращая разрушение слоя песка из-за удара расплавленной стали.
5.
Механизм слива ковша:
Под статическим давлением расплавленной стали нижняя часть слоя песка нагревается и размягчается, а жемчужный песок вытекает вместе с расплавленной сталью благодаря своей текучести, образуя устойчивый канал потока.
Регулировка скорости потока:
регулируя соотношение размеров частиц (чем выше доля крупных частиц, тем выше скорость потока), можно контролировать начальную скорость потока расплавленной стали, чтобы избежать турбулентного шлака.
III. Ключевые моменты
Управление размером частиц
Запрещается использовать сверхтонкий порошок с размером частиц менее 0,1 мм, который может легко вызвать закупорку плиты.
Регулярно очищайте и удаляйте мусор, образующийся в процессе использования (рекомендуемое количество циклов — ≤3).
Экологическая приспособляемость
Сталь с высоким содержанием кислорода: необходимо проверить устойчивость керамического песка в окислительной атмосфере (содержание Al₂O₃ ≥70% является более безопасным).
Вакуумная очистка (VD/VOD): Низкая летучесть керамического песка подходит для вакуумной среды, но температуру предварительного обжига необходимо повысить до 1300°C.
Контроль затрат
Цена за единицу керамического песка относительно высока (около 500 долл. США/тонна). Стоимость можно снизить, смешав его с дешевым песком (например, кварцевым) в соотношении 7:3, но текучесть смешанного песка должна соответствовать стандарту.
