1. 세라믹 모래의 핵심 장점: 래들 필러 모래로서
구형 입자 구조
유동성이 우수합니다. 구형 입자 간의 마찰이 적고, 충진 밀도가 높습니다(벌크 밀도 1.6-2.0 g/cm³). 균일한 모래층을 빠르게 형성할 수 있으며, 주입 시 배수가 원활합니다.
강력한 투수성: 밀집된 구조는 용강의 침투를 효과적으로 차단하고 소결 위험을 줄일 수 있습니다.
높은 내화성과 열 안정성
내화성 ≥ 1750°C(Al₂O₃ 함량 50-90%), 용융강의 고온 침식(1600°C)을 견딜 수 있습니다.
열팽창계수가 낮음(0.5-1.0×10⁻⁶/°C), 고온에서도 부피가 안정적이며, 깨지기 쉽지 않음.
화학적 불활성
용융 강철 및 슬래그의 침식에 대한 강력한 저항성(특히 고산소강 및 스테인리스강과 같은 복잡한 강철 등급에 적합).
유해물질(6가크롬 등)이 방출되지 않아 크롬광석모래보다 환경보호 효과가 뛰어납니다.
2. 배수모래로서 세라믹 모래의 적용 단계
1. 원료 선택 및 전처리
입자 크기 제어:
세라믹 모래의 입자 크기는 일반적으로 0.2-1.0mm이며 권장 등급은 다음과 같습니다.
굵은 입자(0.7~1.0mm)가 40%를 차지합니다.
중간 크기의 입자(0.4~0.7mm)가 30%를 차지합니다.
미세입자(0.2~0.4mm)가 30%를 차지하여
유동성과 투과방지성을 균형있게 조절합니다.
건조처리 :
사용 전 200~300℃에서 2~3시간 건조하여 흡착된 수분을 제거하고 용강을 부을 때 폭발을 방지해야 합니다.
2. 혼합 및 준비(선택 사항)
첨가제 최적화:
흑연분말을 1~2% 첨가하면 윤활성이 향상되고 모래층과 용강 사이의 마찰이 감소합니다.
0.5~1%의 붕사를 첨가하면 소결 온도가 낮아지고, 고온에서 모래층의 적당한 결합이 촉진되며, 조기 붕괴가 방지됩니다.
균일한 혼합:
트윈 샤프트 믹서를 사용하여 5~10분 동안 혼합하여 첨가제가 균일하게 분포되도록 합니다.
3. 래들 노즐 충진
방법:
공압 이송 장비를 통해 래들 바닥 노즐(슬라이딩 노즐 또는 롱 노즐 등)에 모래를 주입합니다. 충진 높이는 일반적으로 150~250mm이며, 약간의 진동 다짐이 필요합니다.
층 설계:
대형 국자의 경우 층층이 채울 수 있습니다.
하층(용융 강철과 접촉) : 밀봉을 강화하기 위한 미세 입자 보석 모래(0.2-0.4mm)
상층: 배수 속도를 보장하기 위해 거친 입자의 보석 모래(0.7-1.0mm)를 사용합니다.
4. 고온 예비 소결(핵심 단계)
예비 소결 공정:
1000~1200°C에서 30~60분간 예비 소결하여 모래 입자 표면을 약간 녹여 “미세 유약층”을 형성합니다. 이는 입자의 독립성을 유지할 뿐만 아니라 전반적인 구조적 강도를 향상시켜 용융 강철의 충격으로 인해 모래층이 붕괴되는 것을 방지합니다.
5. 주탕
배수기구:
용강의 정압으로 인해 모래층 바닥이 가열되어 연화되고, 진주모래는 자체 유동성으로 용강과 함께 흘러나와 안정적인 흐름 경로를 형성합니다.
유량 조절 :
입자크기비를 조절하여(조대입자의 비중이 높을수록 유량이 빨라짐) 초기 용강 유량을 제어하여 난류 슬래그를 방지합니다.
III. 핵심 포인트
입자 크기 관리
0.1mm 미만의 입자 크기를 가진 초미분말은 슬래브 막힘을 유발하기 쉬우므로 사용을 금지합니다.
사용 중 발생하는 이물질을 정기적으로 선별하여 제거해 주세요(주기 횟수는 ≤3회가 권장됩니다).
환경 적응성
고산소강: 산화성 분위기에서 세라믹 모래의 안정성을 테스트하는 것이 필요합니다(Al₂O₃ 함량 ≥70%가 더 안전함).
진공 정제(VD/VOD): 세라믹 모래의 낮은 휘발성은 진공 환경에 적합하지만, 연소 전 온도를 1300°C로 높여야 합니다.
비용 관리
세라믹 모래의 단가는 비교적 높습니다(톤당 약 500달러). 석영 모래와 같은 저렴한 모래와 7:3 비율로 혼합하면 비용을 절감할 수 있지만, 혼합 모래의 유동성은 기준을 충족해야 합니다.
