크롬철광 모래의 경우, 실리카 함량이 낮을수록 항상 더 좋은가요?
일반적으로 크롬광석 모래는 실리카 함량이 낮을수록 좋지만, 절대적인 기준은 아니며 특정 주조 공정 및 비용 효율성과 함께 종합적으로 고려해야 합니다. 자세한 분석은 다음과 같습니다.
- 낮은 실리카 함량의 장점
- 내화성 향상 : 크롬광사는 높은 내화성 때문에 주로 주조에 사용됩니다. 크롬광사에 함유된 실리카는 맥석에서 유래합니다. 실리카 함량이 높으면 크롬광사의 내화성이 저하되고 고온에서 실리카가 금속 산화물과 반응하여 저융점 화합물을 형성하는 “글레이징” 현상이 발생하여 주조 품질에 영향을 미칩니다. 실리카 함량이 낮으면 크롬광사의 내화성을 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 고온에서도 안정적인 성능을 유지하고 용융 금속과의 반응을 방지하여 모래 점착과 같은 결함을 예방할 수 있습니다.
- 열팽창 위험 감소 : 실리카는 가열 과정에서 상변화를 겪으며 부피가 팽창합니다. 크롬광 모래의 실리카 함량이 너무 높으면 고온에서 불균일한 팽창으로 인해 모래 주형이나 코어에 균열이 발생하기 쉽고, 이는 모래 혼입이나 모래 구멍과 같은 주조 결함으로 이어질 수 있습니다. 실리카 함량을 낮추면 이러한 열팽창으로 인한 구조적 불안정성을 줄이고 주조물의 치수 정확도를 향상시킬 수 있습니다.
- 실리카 함량이 지나치게 낮을 경우의 한계
- 생산 비용 증가 : 천연 크롬광 모래는 일반적으로 일정량의 실리카를 함유하고 있으며, 이를 제거하기 위해 자력 분리 및 부유선별과 같은 공정을 거쳐야 합니다. 만약 실리카 함량을 극히 낮춰야 하는 경우, 예를 들어 실리카 함량을 5%에서 1% 미만으로 줄여야 하는 경우, 정제 공정의 복잡성과 에너지 소비가 크게 증가하여 크롬광 모래 구매 가격이 몇 배로 상승하고, 이는 결국 주조품 생산 비용 증가로 이어집니다.
- 불필요한 성능 과잉 : 주조 온도가 낮은 일부 일반 주강 및 주철 부품(예: 1300~1500°C)의 경우, 크롬광석 모래의 실리카 함량을 3~8% 범위로 조절하면 눈에 띄는 결함을 효과적으로 방지할 수 있으므로, 극도로 낮은 실리카 함량을 추구할 필요가 없습니다. 오히려 이 경우 실리카 함량이 지나치게 낮다고 해서 성능이 뚜렷하게 향상되는 것은 아니며, 자원 낭비만 초래할 뿐입니다.
실제 생산 과정에서 크롬철광 모래의 실리카 함량은 일반적으로 5% 미만이어야 하며, 3% 미만이 가장 이상적입니다. 그러나 구체적인 요구 사항은 주조 재료, 주입 온도 및 품질 수준에 따라 결정되어야 합니다.