크롬철광 모래는 합금강 주조, 특히 고합금강, 대형 주조품 및 중량물 주조와 같은 까다로운 응용 분야에서 매우 중요하고 필수적인 주형 재료입니다. 크롬철광 모래의 고유한 특성은 이러한 첨단 소재 주조에 내재된 여러 가지 어려움을 해결해 줍니다.
1. 크롬광 모래의 장점
크롬철광 모래는 일반 규사 모래가 실패하는 분야, 특히 스테인리스강, 고망간강, 내열강, 고크롬강과 같은 합금에 탁월한 성능을 발휘합니다 .
탁월한 열적 및 화학적 안정성:
높은 내화성: 융점이 1800°C 이상으로, 합금강 주조 온도(일반적으로 1550~1650°C 이상)를 쉽게 견딜 수 있습니다.
화학적 불활성: 중성에서 약염기성. 금속 산화물(FeO, MnO) 및 염기성 슬래그와의 습윤 및 반응에 대한 저항성 이 뛰어나 심각한 화학적/소성 침투를 방지합니다 . 이는 합금강에서 Cr, Mn, Ti와 같은 반응성 원소로 인해 발생하는 주요 문제입니다.
높은 냉각 용량(냉각력):
열전도율은 규사보다 3~4배 높습니다 . 이는 빠른 응고를 촉진하며, 그 결과는 다음과 같습니다.
주조된 미세구조를 개선하여 기계적 특성을 향상시킵니다.
두꺼운 단면에서 다공성 및 수축 결함을 줄입니다 .
금속 침투를 최소화하여 표면을 더욱 깨끗하게 유지합니다.
낮은 열팽창률:
가열 시 상변화가 거의 발생하지 않아 팽창으로 인한 결, 주름, 꼬리 모양 변형 과 같은 결함이 발생하지 않습니다 .
탁월한 재생 잠재력:
비싸기는 하지만, 건식 재활용(분쇄, 선별, 자력 분리)을 통해 효과적으로 회수하고 재사용할 수 있어 비용 효율성을 높일 수 있습니다.
2. 합금강 주조에서의 주요 응용 분야
| 애플리케이션 | 목적 및 이점 |
|---|---|
| 모래를 마주하다 | 가장 일반적인 용도는 금형 캐비티 표면에 20~50mm 두께로 도포하는 내화성 및 불활성 장벽층입니다. 백킹 샌드는 더 저렴한 규사(실리카 모래)를 사용할 수 있습니다. |
| 핫스팟 및 두꺼운 부분 | 수축 기공이 발생하기 쉬운 부위에 배치하여 냉각 속도를 높이고 방향성 응고를 촉진합니다. |
| 복잡한 내부 기능을 위한 코어 | 냉각이나 세척이 어렵거나 금속 침투 가능성이 있는 코어에 사용됩니다. |
| 게이팅 및 라이저 시스템 | 주입구의 침식을 방지하여 더 깨끗한 금속이 주입구로 들어가도록 합니다. |
| 대형/중량 주조품 | 슬래그 포트, 밀 하우징, 펌프 케이싱, 밸브 본체 및 터빈 부품과 같은 구성 요소의 표면 품질과 무결성을 보장하는 데 사실상 필수적입니다 . |
3. 크롬광사 주요 사양
화학적 조성(질량 기준 %):
Cr₂O₃: ≥ 45% (고급 등급은 >46%). 내화성의 주요 원인.
이산화규소(SiO₂): 3% 이하 (낮을수록 좋음). 실리카 함량이 높으면 내화성이 저하되고 슬래그 반응이 촉진됩니다.
FeO (Fe₂O₃ 기준): 약 18-22%. 이 함량은 일정해야 합니다. 모래의 염기도에 영향을 미칩니다.
CaO + MgO: 염기성 향상에 유익하지만, 조절이 필요합니다.
강열감량(LOI): ≤ 0.5%. 휘발성 물질/수분 함량이 낮음을 나타냅니다.
물리적 특성:
AFS 입자 크기: 일반적으로 45-55, 55-65 또는 70-100입니다. 입자 분포가 고른 것이 바람직합니다.
pH: 중성(~7.0-8.5). 수지 결합제와의 호환성에 중요합니다.
자기 성분 함량: 최소값(<0.5%)이어야 합니다.
유해 원소: 강철 오염을 방지하기 위해 황(S) 과 인(P) 함량 에 엄격한 제한을 적용합니다 .