Chromitsand: Eigenschaften und Anwendungen
1. Wichtige Eigenschaften von Chromitsand
Chromitsand (FeCr₂O₄) ist ein natürlich vorkommendes Mineral mit hervorragenden feuerfesten und thermischen Eigenschaften und eignet sich daher ideal für anspruchsvolle industrielle Anwendungen.
| Eigentum | Wert/Beschreibung | Bedeutung |
|---|---|---|
| Chemische Zusammensetzung | FeCr₂O₄ (Cr₂O₃: 40-50 %, FeO: 20-30 %) | Ein hoher Chromgehalt sorgt für Stabilität bei hohen Temperaturen. |
| Schmelzpunkt | ~2150 °C | Geeignet für Hochtemperaturguss (Stahl, Edelstahl, Ni-Legierungen). |
| Dichte | 4,0–4,8 g/cm³ | Schwerer als Quarzsand, reduziert das Eindringen von Metall in Formen. |
| Wärmeleitfähigkeit | Hoch (~3–5 W/m·K) | Fördert eine schnelle Abkühlung und verbessert die Mikrostruktur des Gussteils. |
| Wärmeausdehnung | Niedrig (~7 × 10⁻⁶/°C) | Minimiert Formrisse und Gussfehler. |
| Neutraler pH-Wert | 7–8 (chemisch inert) | Reagiert nicht mit sauren/basischen Bindemitteln oder geschmolzenen Metallen. |
| Härte (Mohs) | 5,5–6,0 | Beständig gegen Abrieb, verlängert die Lebensdauer der Form. |
2. Hauptanwendungen von Chromitsand
(A) Gießerei und Metallguss (Hauptanwendung)
Form- und Kernsand
Wird in Stahl-, Edelstahl- und hochlegierten Gussteilen verwendet, um Sandeinbrand und Metalldurchdringung zu verhindern .
Ersetzt Quarzsand (SiO₂), wobei SiO₂ mit geschmolzenen Metallen reagiert (z. B. Fe + SiO₂ → FeO + SiO-Gas).
Kühlanwendungen
Eine hohe Wärmeleitfähigkeit trägt zu einer schnellen Verfestigung bei , verringert die Korngröße und verbessert die mechanischen Eigenschaften.
Sand
Wird als Schutzschicht bei Kontakt mit geschmolzenem Metall aufgetragen, um die Oberflächenbeschaffenheit zu verbessern.
(B) Feuerfestindustrie
Auskleidung für Pfannen und Öfen
Wird aufgrund der hohen Schlackenbeständigkeit in der Stahlerzeugung (z. B. Lichtbogenöfen, Pfannen) verwendet .
Spritz- und Spachtelmassen
Repariert beschädigte feuerfeste Auskleidungen in Hochtemperaturumgebungen.
(C) Andere industrielle Verwendungen
Schweißelektrodenbeschichtung (stabilisiert den Lichtbogen).
Schwerbetonzuschlagstoff (Strahlenschutz).
Katalysatorträger (chemische Verarbeitung).
4. Wichtige Überlegungen
Gesundheit & Sicherheit
Enthält Cr⁶+ (sechswertiges Chrom) , ein potenzielles Karzinogen – erfordert PSA (Atemschutzmasken, Handschuhe).
Auswahl der Körnung
AFS 40–70 (feiner für Präzisionsguss, gröber für große Gussteile).
Bindemittelkompatibilität
Funktioniert mit Phenol-, Furan- und anorganischen Bindemitteln, erfordert jedoch möglicherweise Anpassungen.
Recycling
Kann nach magnetischer Trennung zur Entfernung von Metallpartikeln wiederverwendet werden.