주조용 크롬철광 모래 (Cr₂O₃ 함량 최소 46%)

1. 핵심 정의:
주조용 크롬철광 모래는 고순도, 균일한 입도 분포를 가진 내화 골재로, 까다로운 금속 주조 공정에 사용하기 위해 특별히 가공되었습니다. 천연 크롬철광(FeCr₂O₄)을 분쇄, 연삭, 선별, 선광, 그리고 종종  고온 소성 등의 일련의 공정을 거쳐 얻습니다 .

• 주요 화학적 조성:

  • 산화크롬(Cr₂O₃):  핵심 구성 요소. 최소  46% 함량  은 고품질 주조용 재료의 표준 기준입니다. Cr₂O₃ 함량이 높을수록 내화성과 화학적 안정성이 향상됩니다.

  • 산화철(FeO, Fe₂O₃):  일반적으로 20~30%의 함량을 가지며, 모래의 높은 열전도율에 기여합니다.

  • 이산화규소(SiO₂):  제어해야 할 주요 불순물입니다. 고급 등급에서는 함량을 매우 낮게 유지합니다(일반적으로 1~3% 미만). SiO₂ 함량이 높으면 내화성이 저하되고 규산염 슬래그 생성이 촉진될 수 있습니다.

  • 알루미나(Al₂O₃):  일반적으로 12~20% 함유.

  • 산화마그네슘(MgO):  8~12% 함유, 슬래그 저항성 향상.

• 주요 물리적 특성: 염기성/중성 화학적 성질  로 인해   산성(SiO₂ 기반) 또는 염기성(MgO 기반) 슬래그 및 용융 금속, 특히 철 합금과의 반응에 대한 저항성이 매우 높습니다.

2. 주조용 크롬철광 모래의 장점
크롬철광 모래는 주조 과정에서 발생하는 특정 문제를 해결하는 독특한 특성 조합을 제공하며, 이는 규사보다 높은 가격을 정당화합니다.

• 탁월한 내화성:  매우 높은 융점(약 2150°C). 용융강 및 고합금철과 접촉 시 소결 및 용융에 대한 저항성이 뛰어나 소손 결함을 방지합니다.

• 높은 열전도율:  실리카 모래보다 3~4배 빠르게 주조면에서 열을 방출합니다. 이는 빠른 응고를 촉진하여 다음과 같은 결과를 가져옵니다.

  • 주조물의 결정립 구조가 더욱 미세해지고 기계적 특성이 향상되었습니다.

  • 용융 금속이 모래 기공으로 침투하는 정도가 감소합니다.

• 낮은 열팽창률:  가열 시 상변화가 거의 없어 선팽창률이 0에 가깝습니다.   따라서 규사에서 흔히 발생하는 맥상 구조 형성 및 팽창 결함이 없습니다 .

• 탁월한 순도 및 화학적 불활성:  염기성으로 인해 강철 내 망간 및 철 산화물과의 반응성 슬래그 형성을 방지하여 금속-모래 반응을 최소화하고 표면 마감을 개선합니다.

• 높은 밀도(~4.6 g/cm³):  우수한 압축성과 금형 안정성을 제공하며, 금속정압에 대한 저항성을 갖습니다.

3. 주조 공정에서의 응용 분야:
이 소재는 그 이점이 매우 중요한 곳에서 전략적으로 사용되는 고급 소재입니다.

• 두꺼운 강철 주물용 코어 및 금형:  열 균열 및 균열 발생이 주요 문제인 대형 주괴 금형, 밸브 본체, 펌프 하우징 및 군수품 주물에 사용됩니다.

• 냉각 용도:  표면 모래 또는 냉각 코어에 사용하여 국부적으로 냉각 속도를 높이는 데 사용됩니다.

• 문제 부위 보수:  곰팡이가 타거나 침투하기 쉬운 부위에 부착합니다.

• 망간강 주조용 코어:  망간이 규사(실리카 모래)와 매우 반응성이 높기 때문에 필수적입니다.

• V-프로세스 및 EPC(로스트폼) 공정에서 표면 모래 사용:  높은 밀도와 전도성은 이러한 공정에 특히 유리합니다.

• 비철금속 적용 분야:  구리 기반 합금 및 고융점 구리-니켈 합금 주조용.