남아프리카산 크롬철사가 강 주조에 사용되는 주된 이유는 높은 융점, 뛰어난 열 안정성, 그리고 금속 침투에 대한 저항성 때문입니다. 다음은 크롬철사의 구체적인 용도와 장점에 대한 분석입니다.
1. 성형 재료
내화성: 남아프리카산 크롬철광모래는 약 1900°C의 융점을 가지고 있어 강 주조 온도(일반적으로 1500~1600°C)보다 훨씬 높습니다. 이는 용강의 고온을 효과적으로 견뎌내고 소결 위험을 줄여줍니다.
낮은 열팽창: 고온에서의 낮은 팽창 계수로 인해 열 응력으로 인한 주조물의 균열이나 변형이 줄어들어 대형 강철 주조물에 특히 적합합니다.
금속 침투 저항성: 조밀한 표면으로 인해 용융강이 모래 주형에 침투하는 것을 방지하여 표면 모래 접착 결함을 줄이고 표면 마감을 향상시킵니다.
용도: 강철 주물에서 표면 사포(용융 강철과 접촉하는 표면층)에 일반적으로 사용되며, 특히 높은 표면 품질이 요구되는 고합금 강철 및 스테인리스 강철 주물에 사용됩니다.
2. 코팅 또는 첨가제로서
크롬 광석 분말 코팅: 크롬 광석 모래를 분말로 분쇄하여 물이나 알코올과 혼합하여 내화 코팅을 만듭니다. 이 코팅을 모래 주형이나 코어 표면에 분사하여 내식성을 향상시킵니다.
혼합 사용: 실리카 모래와 같은 재료와 혼합하여 전반적인 내화 성능을 개선합니다(예를 들어, 실리카 모래는 비용이 저렴하지만 내화성이 부족합니다. 혼합하면 성능과 비용의 균형을 맞출 수 있습니다).
3. 인베스트먼트 주조에서의 응용
금형 쉘 보강재: 정밀 인베스트먼트 주조에서 크롬 광석 모래를 사용하여 금형 쉘 보강층을 형성하여 고온 강도를 향상시키고 변형을 줄일 수 있습니다.
4. 특수 공정 요구 사항
두껍고 대형 단면 주물: 두꺼운 벽의 강철 주물의 경우 크롬 광석 모래는 열 저장 계수가 높아 방향성 응고를 촉진하고 수축 결함을 줄입니다.
고망간강과 같은 활성 합금: 크롬광석 모래는 화학적으로 불활성이어서 망간과 같은 반응성 원소와의 반응을 줄이고 주조 표면에 산화물이 끼는 것을 방지합니다.
남아프리카 크롬철광 모래의 장점
높은 크롬철 함량(Cr₂O₃ ≥ 45%): 뛰어난 내화성과 슬래그 저항성을 제공합니다.
불순물 함량이 낮음(예: SiO₂ 및 Fe₂O₃ 함량 낮음): 용강과의 화학 반응을 줄이고 기공 위험을 줄입니다.
풍부한 자원: 남아프리카공화국은 안정적인 공급을 바탕으로 크롬 광석의 주요 생산국입니다. 그러나 환경 보호 정책이 수출에 미치는 영향에 주의를 기울여야 합니다.
주의사항:
비용이 많이 듭니다. 일반적으로 비용을 통제하기 위해 지역적으로 사용됩니다(예: 표면 모래).
먼지 관리: 크롬철광 모래에는 3가 크롬이 미량 함유되어 있어 가공 과정에서 먼지 관리 조치가 필요합니다(독성은 낮지만 장기간 흡입하면 유해합니다).
재활용: 재활용 가능한 모래는 재생을 통해 재사용할 수 있으므로 폐기물 모래 배출량이 줄어듭니다.
일반적인 공정 예시:
성형: 표면 모래는 100% 크롬 광석 모래를 사용하고, 뒷면 모래는 실리카 모래 또는 재생 모래를 사용합니다.
코팅: 크롬산염 분말을 알코올로 코팅하고 건조한 후 주조합니다.
세척: 주조물이 식은 후 크롬철사가 쉽게 벗겨져 세척 시간이 단축됩니다.
남아프리카산 크롬철사를 합리적으로 사용하면 강철 주물의 수율, 표면 품질 및 치수 정확도를 크게 향상시킬 수 있으며, 특히 고급 강철 주물 분야에서 그 효과가 큽니다.
