Um menor teor de sílica é sempre melhor para a areia cromítica?
Em geral, um menor teor de sílica é melhor para as areias cromíticas, mas esta não é uma regra absoluta e necessita de ser avaliada cuidadosamente, considerando os processos de fundição específicos e a relação custo-benefício. A seguir, uma análise detalhada:
- Vantagens do baixo teor de sílica
- Melhoria da refractariedade : A areia cromítica é utilizada principalmente em fundição devido à sua elevada refractariedade. A sílica presente na areia cromítica provém da ganga. Se o teor de sílica for elevado, irá deteriorar a refractariedade da areia cromítica e provocar a “vitrificação”, ou seja, a altas temperaturas, a sílica reage com os óxidos metálicos para formar compostos de baixo ponto de fusão, o que afecta a qualidade das peças fundidas. Quando o teor de sílica é baixo, a refratariedade da areia cromítica pode ser efetivamente melhorada, mantendo um desempenho estável a altas temperaturas, evitando reações com o metal fundido e prevenindo defeitos como a aderência da areia.
- Redução do risco de expansão térmica : A sílica sofre uma transformação de fase durante o processo de aquecimento, acompanhada de expansão volumétrica. Se o teor de sílica na areia cromítica for demasiado elevado, o molde ou macho de areia é propenso a fissuras devido à expansão desigual a altas temperaturas, o que leva a defeitos de fundição, como inclusões e porosidades de areia. Um teor de sílica mais baixo pode reduzir a instabilidade estrutural causada por esta expansão térmica e melhorar a precisão dimensional das peças fundidas.
- Limitações do teor excessivamente baixo de sílica
- Aumento dos custos de produção : A areia de cromite natural contém geralmente uma certa quantidade de sílica, sendo necessário passar por processos como a separação magnética e a flotação para a sua remoção. Se for exigido um teor de sílica extremamente baixo, por exemplo, reduzindo-o de 5% para menos de 1%, a complexidade e o consumo de energia do processo de purificação aumentarão significativamente, resultando num aumento considerável do preço de compra da areia de cromite e, consequentemente, do custo de produção das peças fundidas.
- Excesso de desempenho desnecessário : Para algumas peças comuns de aço fundido e ferro fundido com temperaturas de vazamento mais baixas (como 1300-1500 °C), desde que o teor de sílica da areia cromítica seja controlado entre 3% e 8%, é possível evitar defeitos visíveis, não havendo necessidade de procurar um teor de sílica extremamente baixo. Isto porque, neste caso, um teor de sílica excessivamente baixo não trará melhorias significativas de desempenho, apenas desperdício de recursos.
Na produção real, o teor de sílica na areia cromítica necessita geralmente de ser inferior a 5%, sendo o ideal abaixo dos 3%. No entanto, os requisitos específicos devem ser determinados de acordo com o material de fundição, a temperatura de vazamento e o nível de qualidade desejado.