metal fundido que se vierte en moldes con arenas de relleno

Arenas de relleno de fundición:
Tipos, usos y ventajas

Las arenas de relleno, también conocidas como arenas de cuelar o arena de boquilla, es un material refractario granular utilizado para evitar el contacto entre el acero fundido y el sistema de puerta deslizante.

El proceso de fundición en la siderúrgica consiste en pasar el cordón de acero desde el roscado hasta el remolcando. Esto se continúa hasta que se forma el producto semiacabado. Un factor importante que puede obstaculizar este proceso es la "apertura no libre" del sistema de puerta deslizante, bloqueando el flujo de acero desde el cordón de carga hasta el tundish. Es en este punto que las arenas de relleno entran en. Se utilizan en el área interior de la boquilla y el bloque de pozo para evitar el contacto entre el acero fundido vertido y el sistema de puerta deslizante. Se utiliza en el proceso secundario de refinación de acero.

De todos los tipos de arenas de relleno, las arenas a base de cromita son las más utilizadas. En su mayor parte, las propiedades más importantes de una arena de relleno son la distribución del tamaño de partícula, la baja expansión térmica, la flexibilidad, Obstinacia, composición y embalaje. Estas propiedades tienen un impacto significativo en la formación de la corteza sinterizada y sus propiedades cuando la arena de relleno hace contacto con el acero líquido.

Tal vez, la propiedad más importante de las arenas de relleno es su capacidad para formar cortezas sinterizadas de aproximadamente el espesor correcto cuando se pone en contacto con el metal fundido.

La arena de relleno ideal debe tener un buen equilibrio entre la fusión de la superficie y la refractoridad, así como producir una capa superficial astillada. Aun así, la capa astillada no debe ser demasiado gruesa.

metal fundido que se vierte en moldes hechos con arenas de relleno
metal caliente rojo

Operadores en Industrias de fundición a menudo experimentan dificultades en la eliminación de la arena debido a la sinterización. Cuando la arena utilizada se mete en el camino de la boquilla, la quema de oxígeno se vuelve necesaria. La quema de oxígeno, sin embargo, empeora la calidad del acero producido y, en algunos casos, afecta todo el proceso.

Esta tasa de apertura sin cordones es lo que causa la mayor pesadilla a los metalúrgicos y operadores en las industrias de fundición. También es por esta razón que las arenas de relleno se utilizan y prefieren sobre otros medios de mantener el cordón abierto como el uso de una lanza de oxígeno.

Cuando la arena de relleno/cuerdo/boquilla se compone principalmente de mineral cromado, se conoce como arena basada en cromita. La arena a base de cromita se compone principalmente de arena de cromita y algunos aditivos. Aparte de sus ventajas de buena fluidez, alto punto de fusión, y alta densidad; nunca se sinterizada en exceso.

Cuando el arena de cromita presente en la arena de llenado de la boquilla de cués de cués es de más de 60, forma una capa sinterizada continua cuando se utiliza. Esto se debe a que la arena de cromita está en distribución continua.

Cuando se utiliza bajo temperaturas muy altas, el componente FeO de la arena de cromita se disuelve y forma una espinela secundaria. Esta espinela secundaria, a su vez, cambia el volumen de la capa sinterizada y provoca agrietamiento cuando se abre la puerta deslizante.

Después de la apertura de la puerta deslizante, la arena de llenado sin sinterizada situada en la parte inferior de la boquilla fluirá muy rápidamente. En consecuencia, formando grietas en la capa sinterizada. La capa sinterizada se rompe entonces bajo la presión estática del acero fundido. Con eso, se logra la apertura automática. Esta arena de llenado de boquilla de cucharilante a base de cromita es adoptada por la mayoría de las grandes plantas de acero.

En general, la arena de relleno de dlo se compone principalmente de materia prima refractaria en arena de sílice y arena de cromita. Poniendo las cosas en perspectiva, la arena de relleno se compone de, , , , con una densidad a granel de aproximadamente 1.6-2.2g/cc.

Fundición

Cómo se usan las arenas de relleno

Colocación

Aunque hay varias maneras de colocar la arena en el cordón, dos de estos métodos son los más comunes. En el primer proceso, la arena de relleno se divide en varias bolsas de plástico. Las arenas se lanzan al centro del agujero de roscado. Luego, la arena de relleno se deteriora gradualmente.

De lo contrario, puede colocar un tubo de metal sobre el orificio de roscado. Después de eso, verter en la arena de tal manera que cubra el sistema de puerta deslizante.

Otro método de colocación utilizado por algunas industrias de fundición es colocar un mecenas de arena cuando el cordón debe ser limpiado. El patrón utilizado está hecho de chapa metálica y más a menudo no se derretirá al tocar el agujero.

Proceso de sinterización

Es extremadamente importante que la capa sinterizada formada sea delgada pero no demasiado delgada. Se requerirá una presión más alta para que el cordón se abra espontáneamente si la capa sinterizada es demasiado gruesa. Si sale demasiado delgada en su lugar, la arena puede permear, obstruyendo la boquilla en el proceso.

Cuando la arena de relleno se calienta utilizando un cordón de alta temperatura, sus componentes – cromita y sílice – reaccionarán a una formación de líquido. Esta forma líquida se transforma entonces en una capa de alta resistencia a medida que continúa el proceso de sinterización.

El período entre el momento en que la arena de relleno está en el cuseto y cuando el metal fundido se vierte en el cuarde se conoce como tiempo de pre-sinteridad.

Idealmente, la temperatura y el tiempo de retención deben mantenerse bajos para aumentar la efectividad de la producción y reducir el impacto ambiental.

Durante el proceso de refinación que tiene lugar en el cordón, la capa ya sinterizada se desgasta gradualmente por la erosión. La velocidad de desgaste de la capa sinterizada es esencial para la velocidad de apertura libre del cordón, ya que sin ella, la capa sinterizada se volvería demasiado gruesa.

hornos que pueden utilizar polvo de carbón
moldes que utilizan antracita

Proceso de fundición

El proceso de fundición se utiliza para la fundición de metales que no se pueden fundir con una carcasa continua. Esto se debe a las diferencias significativas en la composición en la solidificación. Lo que esto significa es que en el enfriamiento, todo el material no se solidifica a la vez, lo que resulta en diferentes microestructuras y composiciones.

Por lo tanto, es preferible a la entrada de moldes de los metales. Esto se hace por fundición cuesta arriba donde el metal fundido se descarga en un molde permanente ya sea desde la parte superior o inferior.

Sin embargo, justo antes de eso, el metal líquido en la botella del cuarde se permite fluir con la arena de relleno con el fin de obtener acero más limpio.

Los moldes se dejan a llenar con el metal fundido, luego se deja enfriar antes de que se toman para el fresado.

Ventajas y desventajas de diferentes formas de arenas de relleno

Mientras que las formas más comunes de arenas de relleno o cordón son arenas a base de cromita o sílice, algunas arenas de relleno se basan en zircón. Sin embargo, tienen algunas desventajas en su aplicación en relación con las arenas basadas en cromita y sílice.

Las arenas de cueldo/relleno a base de zircón tienen la desventaja de adherirse a los refractarios de pozos y boquillas. Con el tiempo, esto conduce a un deterioro del cordón, que en algunos casos podría requerir la sustitución de estas piezas mecánicas. Además, su oferta y precios están fluctuando constantemente.

La arena de relleno a base de sílice es una opción de menor costo y tiene algunas ventajas que más preferida según la prefiere en algunos países de fundición. El carbono fino, que es uno de sus principales componentes, se utiliza para limitar la permeación del acero fundido en el lecho de arena. También se utiliza para reducir algunos de los efectos corrosivos del acero fundido en el conjunto de pozos y boquillas.

metal fundido que se vierte en el molde con arenas de relleno

La arena de crista de fundición o arena cromada es una de las mejores arenas de relleno disponibles. Tiene buena estabilidad de volumen calentada, así como alta conductividad térmica. Esto es evidente cuando entra en contacto con el metal fundido.

Además, tiene una excelente resistencia a la escoria básica, óxido férrico y otras reacciones químicas. Tiene las características de la sinterización de fase sólida y hace un buen trabajo de prevención de la infiltración de metal fundido. Es adecuado para la producción de todas las formas de acero inoxidable, acero de aleación y acero al carbono. Cuando se utiliza, se reducen los defectos de arena como las inclusiones, entre otros.

polvo de carbón utilizado en el proceso de moldeo

Arenas de relleno vs. Son alternativas

En su mayor parte, el uso de arenas de relleno tiene una serie de ventajas en comparación con la lanza de oxígeno, que podría ser utilizado como un medio artificial para asegurar la "apertura libre."

Además, proporciona una alta tasa de apertura libre, el uso de arenas de cordones/relleno también aumenta la productividad. Lanzas de oxígeno se han encontrado para disminuir o disminuir la calidad del acero producido en muchas industrias de fundición debido a la oxidación del acero. Esto es, sin embargo, en marcado contraste con lo que se puede obtener cuando se utilizan arenas de relleno.

Las arenas de relleno ayudan a aumentar la calidad del acero, así como la productividad general. También ayuda a aumentar la eficiencia del proceso de producción ya que el número de pasos se reduce.

productos de acero fabricados con moldes con arenas de relleno

Otra ventaja del uso de arenas de relleno es que la pérdida térmica durante el proceso de fabricación de acero se reduce e incluso la reoxidación del acero.

Esta reoxidación en el acero es la causa de muchos defectos en la fabricación de acero. El derretimiento se reoxidacuando cuando el baño de acero se expone al oxígeno de una fuente externa después de la desoxidación.

Por lo general, el contenido de oxígeno disuelto en el acero es bajo después de la desoxidación. La reoxidación se produce cuando este derretimiento se expone al gas de oxígeno o al aire circundante. Este oxígeno adicional añadido a la fusión desoxidada (reoxidación) aumenta la cantidad de inclusión secundaria durante la solidificación.

Nota final

Las arenas de relleno son sin duda una necesidad en la producción de acero. Reducen si no eliminan defectos de arena en la producción de acero. Además, las arenas filetes basadas en cromo son uno de los tipos más preferidos y ampliamente utilizados de arena de filetería en la industria de la fundición, debido a sus relativamente mejores propiedades químicas y térmicas.

Harina de cromomita en una olla
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