1. Der Hauptvorteil von Keramiksand als Pfannenfüllsand
Kugelförmige Partikelstruktur
Hervorragende Fließfähigkeit: Geringe Reibung zwischen kugelförmigen Partikeln, hohe Fülldichte (Schüttdichte 1,6–2,0 g/cm³), kann schnell eine gleichmäßige Sandschicht bilden und die Entwässerung ist beim Gießen gleichmäßiger.
Starke Antidurchlässigkeit: Die dicht gepackte Struktur kann das Eindringen von geschmolzenem Stahl wirksam blockieren und das Risiko des Sinterns verringern.
Hohe Feuerfestigkeit und thermische Stabilität
Feuerfest ≥ 1750 °C (Al₂O₃-Gehalt 50–90 %), kann der Hochtemperaturerosion von geschmolzenem Stahl (1600 °C) standhalten.
Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (0,5–1,0 × 10⁻⁶/°C), stabiles Volumen bei hohen Temperaturen, reißt nicht so leicht.
Chemische Inertheit
Hohe Beständigkeit gegen Erosion durch geschmolzenen Stahl und Schlacke (besonders geeignet für komplexe Stahlsorten wie sauerstoffreichen Stahl und Edelstahl).
Es werden keine Schadstoffe (wie sechswertiges Chrom) freigesetzt und die Umweltverträglichkeit ist besser als bei Chromerzsand.
2. Anwendungsschritte von Keramiksand als Drainagesand
1. Auswahl und Vorbehandlung des Rohmaterials
Kontrolle der Partikelgröße:
Die Partikelgröße von Keramiksand beträgt üblicherweise 0,2–1,0 mm und die empfohlene Körnung ist:
Grobe Partikel (0,7-1,0 mm) machen 40 % aus
Mittlere Partikel (0,4–0,7 mm) machen 30 % aus
Feine Partikel (0,2–0,4 mm) machen 30 % aus,
um Fließfähigkeit und Antidurchlässigkeit auszugleichen.
Trocknungsbehandlung:
Vor der Verwendung muss es 2–3 Stunden lang bei 200–300 °C getrocknet werden, um adsorbierte Feuchtigkeit zu entfernen und eine Explosion beim Eingießen von geschmolzenem Stahl zu verhindern.
2. Mischen und Aufbereiten (optional)
Additivoptimierung:
1–2 % Graphitpulver hinzufügen: Verbessert die Schmierfähigkeit und verringert die Reibung zwischen Sandschicht und geschmolzenem Stahl.
0,5–1 % Borax hinzufügen: Sintertemperatur senken, moderate Bindung der Sandschicht bei hohen Temperaturen fördern und vorzeitigen Zusammenbruch verhindern.
Gleichmäßigkeit des Mischens:
Verwenden Sie einen Doppelwellenmischer und mischen Sie 5–10 Minuten lang, um eine gleichmäßige Verteilung der Zusatzstoffe zu gewährleisten.
3. Füllen der Pfannendüse
Füllmethode:
Sand über eine pneumatische Förderanlage in die Pfannenbodendüse (z. B. Schiebedüse oder Langdüse) einspritzen. Die Füllhöhe beträgt üblicherweise 150–250 mm, und eine leichte Vibrationsverdichtung ist erforderlich.
Lagenaufbau:
Bei großen Pfannen kann eine lagenweise Befüllung erfolgen:
Untere Schicht (Kontakt mit geschmolzenem Stahl): feinkörniger Edelsteinsand (0,2–0,4 mm) zur besseren Abdichtung.
Obere Schicht: grobkörniger Edelsteinsand (0,7-1,0mm) zur Gewährleistung einer schnellen Entwässerung.
4. Vorsintern bei hohen Temperaturen (wichtigster Schritt)
Vorsinterprozess:
Vorsintern bei 1000–1200 °C für 30–60 Minuten, um die Oberfläche der Sandpartikel leicht zu schmelzen und eine „Mikroglasurschicht“ zu bilden, die nicht nur die Unabhängigkeit der Partikel bewahrt, sondern auch die allgemeine strukturelle Festigkeit erhöht, um zu verhindern, dass die Sandschicht durch den Aufprall von geschmolzenem Stahl zusammenbricht.
5.
Entwässerungsmechanismus beim Gießen der Pfanne:
Unter dem statischen Druck der Stahlschmelze wird die Unterseite der Sandschicht erhitzt und erweicht, und der Perlensand fließt durch seine eigene Fließfähigkeit mit der Stahlschmelze heraus und bildet einen stabilen Fließkanal.
Durchflussmengenanpassung:
Durch Anpassung des Partikelgrößenverhältnisses (je höher der Anteil grober Partikel, desto schneller die Durchflussmenge) wird die anfängliche Durchflussmenge des geschmolzenen Stahls gesteuert, um turbulente Schlacke zu vermeiden.
III. Wichtige Punkte
Partikelgrößenmanagement
Die Verwendung von ultrafeinem Pulver mit einer Partikelgröße von weniger als 0,1 mm ist verboten, da dies leicht zu einer Verstopfung der Platte führen kann.
Sieben und entfernen Sie regelmäßig den während des Gebrauchs entstehenden Schmutz (die empfohlene Anzahl der Zyklen beträgt ≤ 3).
Anpassungsfähigkeit an die Umwelt
Sauerstoffreicher Stahl: Es ist notwendig, die Stabilität von Keramiksand in einer oxidierenden Atmosphäre zu testen (ein Al₂O₃-Gehalt ≥70 % ist sicherer).
Vakuumraffination (VD/VOD): Die geringe Flüchtigkeit von Keramiksand ist für eine Vakuumumgebung geeignet, die Vorbrenntemperatur muss jedoch auf 1300 °C erhöht werden.
Kostenkontrolle
Der Stückpreis für Keramiksand ist relativ hoch (ca. 500 USD/Tonne). Die Kosten können durch Mischen mit billigem Sand (z. B. Quarzsand) im Verhältnis 7:3 gesenkt werden. Die Fließfähigkeit des gemischten Sandes muss jedoch dem Standard entsprechen.
