鋳物用クロマイト砂（Cr₂O₃含有量46%以上）

1. コア定義
鋳物用クロマイト砂は、高純度で均一な粒度の耐火骨材であり、要求の厳しい金属鋳造用途向けに特別に加工されています。天然のクロマイト鉱石（FeCr₂O₄）を原料とし、粉砕、研磨、整粒、選鉱、そして多くの場合 高温焼成を含む一連の工程を経て製造されます。

• 主な化学組成:

  • 酸化クロム（Cr₂O₃）：この合金を特徴づける成分です。 高品質鋳物用材料の標準基準は、 最低 46%の含有量です。Cr₂O₃含有量が高いほど、耐火性と化学的安定性が向上します。

  • 酸化鉄（FeO、Fe₂O₃）： 通常20～30%の範囲です。砂の高い熱伝導率に貢献します。

  • シリカ（SiO₂）： 管理が重要な不純物です。高級グレードでは、非常に低い値（多くの場合1%未満～3%）に抑えられています。SiO₂含有量が多いと耐火性が低下し、ケイ酸塩スラグの形成を促進する可能性があります。

  • アルミナ（Al₂O₃）： 通常12～20％存在します。

  • マグネシア (MgO):  8 ～ 12% 含まれており、スラグ耐性を高めます。

• 主な物理的特性:塩基性/中性の化学特性 を持ち  、酸性 (SiO₂ ベース) または塩基性 (MgO ベース) のスラグや溶融金属、特に鉄合金との反応に対して高い耐性があります。

2. 鋳造グレードのクロマイト砂の利点
クロマイト砂は、鋳造における特定の問題を解決する独自の特性の組み合わせを備えているため、シリカ砂に比べてコストが高くなります。

• 優れた耐火性： 非常に高い融点（約2150℃）。溶鋼や高合金鉄との接触時に焼結や融着を起こさず、焼き付きによる欠陥を防ぎます。

• 高い熱伝導率： 鋳造界面からの熱伝導率は珪砂の3～4倍です。これにより急速な凝固が促進され、以下の効果が得られます。

  • 鋳造品の粒子構造がより細かくなり、機械的特性が向上します。

  • 砂の細孔への溶融金属の浸透が減少します。

• 低熱膨張： 加熱による相転移がほとんど見られず、線膨張はほぼゼロです。これにより、  珪砂によく見られる脈状構造や膨張欠陥が排除されます。

• 優れた純度と化学的不活性: その基本的な性質により、鋼中の Mn および Fe 酸化物との反応性スラグの形成を防ぎ、金属と砂の反応を最小限に抑え、表面仕上げを改善します。

• 高密度 (~4.6 g/cm³): 優れた圧縮性と金型安定性を提供し、金属静圧に耐えます。

3. 鋳造所での用途
利点が重要となる場合に戦略的に使用される高級材料です。

• 厚鋼鋳物用コアと鋳型: 熱割れや脈動が大きな懸念となる大型インゴット鋳型、バルブ本体、ポンプハウジング、軍事用鋳物向け。

• チル用途: 表面砂として、または局所的に冷却を加速するためのチルコアとして使用されます。

• 問題領域のパッチング: 焼き付きや浸透が発生しやすい金型領域に配置されます。

• マンガン鋼鋳造用コア:  Mn とシリカ砂の反応性が非常に高いため不可欠です。

• V プロセスおよび EPC (ロストフォーム) の表面砂: 高密度および導電性がこれらのプロセスで特に有利です。

• 非鉄用途: 銅ベース合金および高融点銅ニッケル合金の鋳造用。