Le sable céramique peut être utilisé comme composant clé dans la production de sable de remplissage de poches (généralement utilisé pour le coulage et le drainage dans les applications métallurgiques telles que les poches et les répartiteurs) grâce à ses particules sphériques, sa réfractarité élevée, son faible coefficient de dilatation thermique et sa stabilité chimique, optimisant ainsi les performances du sable de quartz ou de chromite traditionnel. Voici ses méthodes d’application et ses points de procédé spécifiques :
1. Le rôle des billes de céramique dans le sable de drainage
Améliorer la fluidité
Les particules sphériques réduisent la friction, ce qui permet au sable de drainage de se remplir plus étroitement et uniformément à l’entrée de l’eau de la poche pour éviter le blocage.
Améliorer la résistance aux hautes températures
Réfractaire ≥1700℃, meilleur que le sable de quartz (facile à fondre), adapté à l’environnement d’acier fondu à haute température.
Performances de coulée stables
Le faible coefficient de dilatation thermique (≈6×10⁻⁶/℃) réduit le risque de fissuration thermique et assure un écoulement régulier de l’acier en fusion.
Réduire la pollution par les impuretés
L’inertie chimique (les principaux composants sont Al₂O₃ ou ZrO₂) évite la réaction avec l’acier en fusion et réduit le risque d’inclusions.
2. Conception de la formule et processus de mélange
Rapport de formule typique
Sable de remplissage de poche à base de sable céramique : sable céramique (50 % ~ 70 %) + sable de chromite (20 % ~ 30 %) + liant de résine (3 % ~ 5 %) + antioxydant (tel que la poudre de silicium, 1 % ~ 2 %).
Remplacement des matériaux traditionnels : Il peut remplacer partiellement ou totalement le sable de quartz, et la proportion doit être ajustée en fonction du type d’acier (comme l’acier au carbone ordinaire, l’acier inoxydable).
Correspondance granulométrique
Taille principale des particules de sable céramique : 0,5 à 1,0 mm (pour assurer la fluidité) ;
La poudre fine (< 0,1 mm) représente ≤ 15 %, qui est utilisée pour combler les lacunes.
Système de liaison
La résine phénolique ou le sol de silice est un liant qui doit être durci à haute température (150~200℃) pour améliorer la résistance.
3. Processus de production
Prétraitement des matières premières : séchage du sable de baozhu (teneur en eau ≤ 0,5 %), séparation magnétique du sable de chromite pour éliminer le fer.
Mélange : mélangez à sec du sable de baozhu, du sable de chromite, etc. en proportion, puis ajoutez un liant liquide et remuez jusqu’à consistance uniforme.
Granulation : former des particules de 1 à 3 mm par extrusion ou laminage en boules (la résistance doit être contrôlée ≥ 5 MPa).
Durcissement : traitement thermique dans un four de durcissement pour réticuler complètement la résine.
Tamisage et emballage : éliminer les poudres fines et les particules surdimensionnées, puis sceller et stocker de manière étanche à l’humidité.
4. Comparaison des avantages en termes de performance
Indice de performance Sable de drainage Baozhu Sable de drainage Sable de quartz Sable de drainage Sable de drainage chromite
Réfractaire (℃) ≥1700 ~1600 ≥1800
Dilatation thermique Faible Élevée (facile à fissurer) Moyenne
Fluidité Excellente (sphérique) Mauvaise (angulaire) Moyenne
Risque de pollution par l’acier fondu Très faible Faible (volatilisation de SiO₂) Moyenne (contenant du Cr)
5. Notes d’application
Compatibilité des types d’acier
L’acier à haute teneur en oxygène (comme l’acier inoxydable) doit être associé à des antioxydants (comme la poudre d’aluminium) pour empêcher le sable de Baozhu de s’oxyder.
Correspondance de la structure des grappes
Le sable céramique a une fluidité élevée et la conicité de la buse (généralement 15°~25°) doit être optimisée pour éviter l’auto-écoulement.
Contrôle des coûts
Le sable céramique est cher et son coût peut être réduit en le mélangeant avec du sable de chromite ou en le recyclant (une atténuation des performances doit être détectée).
6. Solutions alternatives et directions d’innovation
Complexification : Mélanger avec des microsphères creuses (comme des billes flottantes) pour réduire davantage la densité et la conductivité thermique.
Liants respectueux de l’environnement : Développer des résines sans formaldéhyde ou des liants inorganiques (comme les phosphates).
Remplissage intelligent : Combiné à la technologie de transport pneumatique, le remplissage automatique et précis du sable de drainage est réalisé.
