La arena cerámica se puede utilizar como componente clave en la producción de arena de relleno para cucharas (generalmente utilizada para vertido y drenaje en escenarios metalúrgicos como cucharas y artesas) gracias a sus partículas esféricas, alta refractariedad, bajo coeficiente de expansión térmica y estabilidad química, optimizando así el rendimiento de la arena de cuarzo o la arena de cromita tradicionales. A continuación, se detallan sus métodos de aplicación y puntos de proceso específicos:
1. El papel de las perlas de cerámica en la arena de drenaje
Mejora la fluidez
Las partículas esféricas reducen la fricción, haciendo que la arena de drenaje se llene de manera más compacta y uniforme en la entrada de agua del cucharón para evitar bloqueos.
Mejorar la resistencia a altas temperaturas
Refractario ≥1700 ℃, mejor que la arena de cuarzo (fácil de fundir), adecuado para entornos de acero fundido a alta temperatura.
Rendimiento de vertido estable
El bajo coeficiente de expansión térmica (≈6×10⁻⁶/℃) reduce el riesgo de agrietamiento térmico y garantiza un flujo suave del acero fundido.
Reducir la contaminación por impurezas
La inercia química (los componentes principales son Al₂O₃ o ZrO₂) evita la reacción con el acero fundido y reduce el riesgo de inclusiones.
2. Diseño de fórmulas y proceso de mezcla
Relación de fórmula típica
Arena de relleno de cuchara a base de arena cerámica: arena cerámica (50%~70%) + arena de cromita (20%~30%) + aglutinante de resina (3%~5%) + antioxidante (como polvo de silicio, 1%~2%).
Reemplazo de materiales tradicionales: Puede reemplazar parcial o totalmente la arena de cuarzo, y la proporción debe ajustarse según el tipo de acero (como acero al carbono común, acero inoxidable).
Coincidencia de tamaño de partículas
Tamaño de partícula principal de arena cerámica: 0,5 ~ 1,0 mm (para garantizar la fluidez);
El polvo fino (<0,1 mm) representa ≤15 %, que se utiliza para rellenar huecos.
Sistema de unión
La resina fenólica o sol de sílice es un aglutinante que debe curarse a alta temperatura (150~200 ℃) para mejorar la resistencia.
3. Proceso de producción
Pretratamiento de la materia prima: secado de arena de baozhu (contenido de agua ≤ 0,5%), separación magnética de arena de cromita para eliminar el hierro.
Mezcla: mezcle en seco arena de baozhu, arena de cromita, etc. en proporción, luego agregue el aglutinante líquido y revuelva hasta que esté uniforme.
Granulación: formar partículas de 1~3 mm mediante extrusión o laminación en bolas (la resistencia debe controlarse ≥ 5 MPa).
Curado: tratamiento térmico en un horno de curado para reticular completamente la resina.
Tamizado y envasado: retirar el polvo fino y las partículas de gran tamaño y sellar y almacenar de forma resistente a la humedad.
4. Comparación de ventajas de rendimiento
Índice de rendimiento Arena Baozhu Arena de drenaje Arena de cuarzo Arena de drenaje Arena de cromita Arena de drenaje
Refractario (℃) ≥1700 ~1600 ≥1800
Expansión térmica Baja Alta (fácil de agrietar) Media
Fluidez Excelente (esférica) Mala (angular) Media
Riesgo de contaminación del acero fundido Muy bajo Bajo (volatilización de SiO₂) Media (contiene Cr)
5. Notas de aplicación
Compatibilidad de tipo de acero
El acero con alto contenido de oxígeno (como el acero inoxidable) debe combinarse con antioxidantes (como el polvo de Al) para evitar que Baozhu Sand se oxide.
Coincidencia de la estructura de la grada
La arena cerámica tiene una alta fluidez y la conicidad de la boquilla (generalmente entre 15° y 25°) debe optimizarse para evitar el flujo propio.
Control de costos
La arena cerámica es cara y su coste se puede reducir mezclándola con arena de cromita o reciclándola (es necesario detectar la atenuación del rendimiento).
6. Soluciones alternativas y direcciones de innovación
Complejización: Mezclar con microesferas huecas (como perlas flotantes) para reducir aún más la densidad y la conductividad térmica.
Aglutinantes respetuosos con el medio ambiente: Desarrollar resinas libres de formaldehído o aglutinantes inorgánicos (como fosfatos).
Llenado inteligente: Combinado con la tecnología de transporte neumático, se logra un llenado automático y preciso de arena de drenaje.
