Керамический песок может использоваться в качестве ключевого компонента при производстве песка для заливки ковша (обычно используемого для заливки и дренажа в металлургических сценариях, таких как ковши и промежуточные желоба) благодаря своим сферическим частицам, высокой огнеупорности, низкому коэффициенту теплового расширения и химической стабильности, что позволяет оптимизировать производительность традиционного кварцевого песка или хромитового песка. Ниже приведены его конкретные методы применения и технологические точки:
1. Роль керамических шариков в дренажном песке.
Улучшение текучести.
Сферические частицы снижают трение, благодаря чему дренажный песок более плотно и равномерно заполняет отверстие для впуска воды в ковш, предотвращая засорение.
Повышение устойчивости к высоким температурам
Огнеупорность ≥1700℃, лучше, чем у кварцевого песка (легко плавится), подходит для высокотемпературной среды расплавленной стали.
Стабильная производительность заливки
Низкий коэффициент термического расширения (≈6×10⁻⁶/℃) снижает риск образования термических трещин и обеспечивает плавный поток расплавленной стали.
Уменьшение загрязнения примесями
Химическая инертность (основные компоненты — Al₂O₃ или ZrO₂) позволяет избежать реакции с расплавленной сталью и снижает риск образования включений.
2. Разработка формулы и процесс смешивания
Типичное соотношение формулы
Песок для заливки ковша на основе керамического песка: керамический песок (50%~70%) + хромитовый песок (20%~30%) + связующее вещество из смолы (3%~5%) + антиоксидант (например, порошок кремния, 1%~2%).
Замена традиционных материалов: может частично или полностью заменить кварцевый песок, при этом пропорцию необходимо корректировать в зависимости от типа стали (например, обычная углеродистая сталь, нержавеющая сталь).
Соответствие размера частиц
Основной размер частиц керамического песка: 0,5~1,0 мм (для обеспечения текучести);
Мелкий порошок (<0,1 мм) составляет ≤15%, он используется для заполнения зазоров.
Система склеивания
Фенольная смола или силикатный золь — это связующее вещество, которое необходимо отверждать при высокой температуре (150~200℃) для повышения прочности.
3. Процесс производства
Предварительная обработка сырья: сушка песка баочжу (содержание воды ≤ 0,5%), магнитная сепарация хромитового песка для удаления железа.
Смешивание: смешать в сухом виде песок баочжу, хромитовый песок и т. д. в пропорции, затем добавить жидкое связующее и перемешать до однородной массы.
Гранулирование: формировать частицы размером 1–3 мм путем экструзии или прокатки в шарики (прочность должна контролироваться ≥ 5 МПа).
Отверждение: термообработка в печи отверждения для полного сшивания смолы.
Просеивание и упаковка: удалить мелкий порошок и крупные частицы, герметично закрыть и хранить в защищенном от влаги месте.
4. Сравнение преимуществ производительности
Индекс производительности Дренажный песок Baozhu Кварцевый песок Дренажный песок Хромитовый песок Дренажный песок
Огнеупорный (℃) ≥1700 ~1600 ≥1800
Тепловое расширение Низкое Высокое (легко трескается) Среднее
Текучесть Отличная (сферическая) Плохая (угловатая) Средняя
Риск загрязнения расплавленной сталью Очень низкий Низкий (улетучивание SiO₂) Средний (содержит Cr)
5. Указания по применению
Совместимость типов стали
Сталь с высоким содержанием кислорода (например, нержавеющая сталь) необходимо сочетать с антиоксидантами (например, алюминиевым порошком), чтобы предотвратить окисление песка Баочжу.
Соответствие структуры литника
Керамический песок обладает высокой текучестью, поэтому конусность сопла (обычно 15°~25°) необходимо оптимизировать для предотвращения самотека.
Контроль затрат
Керамический песок стоит дорого, и его стоимость можно снизить путем смешивания с хромитовым песком или его переработки (необходимо выявить снижение производительности).
6. Альтернативные решения и направления инноваций
Комплексификация: смешивание с полыми микросферами (например, плавающими шариками) для дальнейшего снижения плотности и теплопроводности.
Экологически чистые связующие вещества: Разрабатывайте смолы или неорганические связующие вещества (например, фосфаты), не содержащие формальдегида.
Интеллектуальное заполнение: в сочетании с технологией пневматической транспортировки достигается автоматическое и точное заполнение дренажного песка.
