ریخته گری مستمر فولاد: اصل عملیات، تجهیزات لازم، مزایا و معایب روش

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

امروزه تعداد زیادی از چیزها، قطعات و غیره از فولاد ساخته می شود، طبیعتاً این نیاز به مقدار زیادی منبع دارد. بنابراین، کارخانه‌ها مدت‌هاست که از روش ریخته‌گری پیوسته فولاد استفاده می‌کنند که با مهمترین ویژگی آن یعنی بهره‌وری بالا مشخص می‌شود.

تجهیزات ضروری برای کار

تا به امروز چندین تاسیسات برای ریخته‌گری فولاد به این روش شناخته شده‌اند که به اختصار UNRS نامیده می‌شوند. در ابتدا، یک تاسیسات عمودی توسعه داده شد و در 20-30 متر زیر سطح کف کارگاه قرار گرفت. با این حال، بعداً تمایل به کنار گذاشتن عمیق‌تر شدن کف به موتور اصلی توسعه این تأسیسات تبدیل شد. این امر منجر به توسعه و اجرای کارخانه های ریخته گری پیوسته از نوع برج شد. ارتفاع این تاسیسات 40 متر بود اما این نسخه از دستگاه به دو دلیل زیاد مورد استفاده قرار نگرفت. ابتدا بسازیدچنین واحدی در کارگاه کاملاً مشکل ساز و پر زحمت است. ثانیا، مشکلات بیشتری با عملکرد آن به وجود آمد.

تاسیسات منحنی و شعاعی

با گذشت زمان، ریخته گری مداوم فولاد به کار با ماشین های خمش عمودی منتقل شد. ویژگی اصلی خم شدن شمش است که پس از شفت ها به میزان 90 درجه خارج می شود. پس از آن در نصب از مکانیزم صاف کننده مخصوصی برای صاف کردن شمش استفاده شد و تنها پس از این مرحله برش انجام شد. ریخته گری مداوم فولاد بر روی چنین تجهیزاتی بنا به دلایلی بسیار محبوب نشده است. اولاً خمیدگی امکان کاهش ارتفاع را فراهم کرد اما در عین حال سطح مقطع خود شمش را به شدت محدود کرد. هر چه بیشتر برای بدست آوردن بخشی از مواد لازم بود، خمش بیشتر می شد، به این معنی که ارتفاع دوباره افزایش می یافت. ثانیاً ماشین‌های خم کن در فولادفروشی‌ها با مشکلاتی بیشتر از دستگاه‌های عمودی قرار می‌گرفتند.

امروزه، تاسیسات ریخته گری پیوسته فولاد شعاعی روز به روز محبوبیت بیشتری پیدا می کند. در چنین واحدی، شمش در قالب شکل می گیرد و آن را در امتداد همان قوسی که در امتداد آن وارد شده است، رها می کند. پس از آن، با مکانیزم pull-correct صاف می شود. و سپس می توانید از قبل شروع به برش شمش به قسمت های خالی کنید. این طراحی است که در عمل در سازماندهی جریان کالاها در مغازه فولاد منطقی ترین است.

بازیگران از کجا شروع می شود

فناوری پیوستهریخته گری فولاد یک فرآیند نسبتاً پیچیده است. با این حال، منصفانه است که بگوییم که این اصل بدون توجه به تنظیم تولید استفاده شده، یکسان است. می توانید این فناوری را با استفاده از مثال UNRS عمودی در نظر بگیرید.

دستگاه به همراه یک ملاقه برای ریختن فولاد از طریق جرثقیل مخصوص عرضه می شود. پس از آن، فولاد به داخل تندیش جریان می یابد که دارای یک درپوش است. برای ماشین‌های تک رشته‌ای یک استاپر، برای ماشین‌های چند رشته‌ای یک درپوش در هر جریان وجود دارد. علاوه بر این، تاندیش دارای یک بافل مخصوص برای نگه داشتن سرباره است. از تاندیش، فولاد به داخل قالب جریان می یابد و از یک شیشه دوز یا یک درپوش عبور می کند. در اینجا ذکر این نکته ضروری است که قبل از اولین ریخته گری، بذر از سمت پایین وارد قالب می شود. یا سطح مقطع کل قالب را پر می کند یا فقط شکل قطعه کار را پر می کند. لایه رویی دانه پایین قالب خواهد بود. علاوه بر این، شکل دم چلچله ای را نیز دارد تا در آینده با شمش به هم بچسبد.

بازیگری بیشتر

بعد در فرآیند ریخته‌گری مداوم فولاد، باید صبر کرد تا سطح مواد اولیه از بذر به ارتفاع حدود 300-400 میلی‌متر برسد. هنگامی که این اتفاق می افتد، مکانیسم شروع می شود، که دستگاه کشش را به کار می برد. دارای رول های کششی است که تحت تأثیر آنها دانه می افتد و شمش ایجاد شده را به همراه خود می کشد.

دستگاه ریخته گری پیوسته دارای قالبی است که معمولاً از مس با دیواره های توخالی ساخته می شود. او تحت شدت استبا عمل آب خنک کننده و بخش داخلی آن با شکل شمش مورد نظر مطابقت دارد. در اینجا است که پوسته شمش خالی تشکیل می شود. در سرعت های ریخته گری بالا، پارگی این پوسته و نشت فلز می تواند رخ دهد. برای جلوگیری از این امر، قالب با حرکات رفت و برگشتی مشخص می شود.

ویژگی های عملیات قالب

دستگاه ریخته گری پیوسته دارای یک موتور الکتریکی است که مسئول ایجاد این حرکت رفت و برگشتی است. این کار از طریق نیروی گیربکس با مکانیزم نوسانی از نوع بادامک انجام می شود. ابتدا قالب در همان جهت قطعه کار یعنی به سمت پایین حرکت می کند و پس از اتمام فرآیند دوباره به بالا برمی گردد. حرکت نوسانی از 10 تا 40 میلی متر است. قالب یک محفظه مهم در ریخته‌گری پیوسته فولاد بر روی هر نوع تجهیزاتی است و به همین دلیل دیواره‌های آن با پارافین یا هر روان‌کننده دیگر مناسب برای ویژگی‌ها روان‌کاری می‌شود.

شایان ذکر است که در تجهیزات مدرن سطح فلز با اعمال سیگنال کنترلی به درپوش ملاقه به صورت رادیومتری کنترل می شود. در خود قالب، می‌توان یک فضای خنثی یا کاهش‌دهنده بالاتر از سطح فلز ایجاد کرد تا از اکسید شدن محصول در طول تولید جلوگیری شود.

پوست شمش

شایان ذکر است که کار در خلاء نیز یک روش ریخته گری امیدوارکننده در نظر گرفته می شود. یک واحد می تواند انجام دهدریختن همزمان از طریق چندین قالب بنابراین، تعداد جریان‌های یک نصب می‌تواند به هشت مورد برسد.

عمل کاهش حرارت دانه سرد برای تشکیل قسمت پایین پوست شمش استفاده می شود. شمش تحت تأثیر دانه که به منطقه خنک کننده ثانویه (SCZ) کشیده می شود از قالب خارج می شود. در وسط بیلت، فولاد همچنان در حالت مایع خواهد بود. در اینجا ذکر این نکته ضروری است که با توجه به الزامات تکنولوژی ریخته گری فولاد، ضخامت پوست در زمان خروج از قالب باید حداقل 25 میلی متر باشد. برای برآورده کردن این الزامات، لازم است نرخ جریان مواد مناسب را انتخاب کنید.

ویژگی های فرآیند نصب و ریخته گری

ویژگی های فنی تقریباً به شرح زیر است. اگر مقطع شمش 160x900 میلی متر باشد، سرعت آن باید از 0.6 تا 0.9 متر در دقیقه باشد. اگر سطح مقطع 180x1000 میلی متر باشد، سرعت به 0.55-0.85 متر در دقیقه کاهش می یابد. بالاترین نشانگر سرعت برای مقطع شمش مربعی 200x200 میلی متر - 0.8-1.2 متر در دقیقه لازم است.

بر اساس شاخص های فوق، می توان نتیجه گرفت که میانگین سرعت ریخته گری یک رشته با استفاده از فناوری ریخته گری پیوسته 44.2 تن در ساعت است. اگر از سرعت بهینه تجاوز کنید، تخلخل مرکزی افزایش می یابد.

علاوه بر این، شایان ذکر است که پایداری ریخته گری و کیفیت خود محصول تحت تأثیر دمای فلز قرار دارد. به طور تجربی، مشخص شد که در دمای بیش از 1560 درجهدرجه سانتیگراد سطح شمش اغلب با ترک پوشیده شده است. اگر درجه حرارت کمتر از مقدار مشخص شده باشد، شیشه اغلب سفت می شود. بنابراین، مشخص شد که دمای بهینه برای روش ریخته‌گری پیوسته فولاد 1540-1560 درجه سانتیگراد خواهد بود. برای حفظ این شاخص، دمای گرمایش کوره قبل از رهاسازی باید در محدوده 1630-1650 درجه باشد.

منطقه خنک کننده ثانویه

در این بخش شدیدترین و مستقیم ترین خنک سازی شمش با کمک آب حاصل از اسپری انجام می شود. یک سیستم ویژه از غلتک های غیرفعال، نه قدرتی وجود دارد. چرخش آنها از خم شدن یا تاب برداشتن شمش جلوگیری می کند. به دلیل خنک شدن شدید در این ناحیه، دیواره های شمش به سرعت بر ضخامت افزوده می شوند و کریستالیزاسیون در عمق گسترش می یابد. سرعت کشیدن شمش و درجه سرد شدن آن باید به گونه ای انتخاب شود که تا زمانی که شمش وارد رول های کششی می شود کاملاً جامد باشد.

مزایای ریخته‌گری مداوم چیست

از آنجایی که این روش ریخته گری فولاد جایگزین روش ریختن در قالب شده است، ارزش مقایسه با این روش را دارد. به طور کلی، ارزش برجسته کردن مزایای زیر را دارد: بهره وری بیشتر، کاهش هزینه ها و کاهش شدت کار فرآیند. به دلیل تشکیل مداوم شمش، حفره انقباض بر خلاف قالب های شمش که هر شمش حفره مخصوص به خود را داشت به دم منتقل می شود. به همین دلیل درصد بازدهی فلز مناسب به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. UNRS به شما اجازه می دهد تا دریافت کنیدیک قطعه کار با اشکال مختلف، از یک مربع کوچک 40x40 میلی متر تا یک مستطیل 250x1000 میلی متر. استفاده از ماشین‌های ریخته‌گری پیوسته امکان رها کردن کامل کارخانه‌های swaging را فراهم کرد. این به طور قابل توجهی هزینه فرآیند تولید و در نتیجه قیمت در بازار را کاهش داد. علاوه بر این، فرآیند پردازش متالورژیکی ساده شده است.

عیوب

علی رغم امکان مکانیزاسیون و اتوماسیون بالای فرآیند، درصد بالای شمش خوب و سایر مزایایی که در بالا توضیح داده شد، این روش دارای جنبه های منفی نیز می باشد. معایب فولاد ریخته گری پیوسته به شرح زیر است.

اول، هیچ امکانی برای تولید شمش با پیکربندی پیچیده وجود ندارد. ثانیا، دامنه شمش ها و بلنک ها کاملاً محدود است. تبدیل ماشین آلات برای ریختن مواد اولیه با مارک متفاوت بسیار دشوار است، که اگر در همان کارخانه تولید شود، می تواند هزینه نهایی یک محصول با نام تجاری متفاوت را افزایش دهد. برخی از گریدهای فولادی، به عنوان مثال، انواع جوشان، اصلاً با این روش ساخته نمی شوند.

آخرین عیب روش پیوسته ریخته گری فولاد بسیار قابل توجه است. این یک نقص احتمالی تجهیزات است. شکست UNRS منجر به زیان هنگفتی در عملکرد خواهد شد. هرچه تعمیر بیشتر طول بکشد، ضرر و زیان بیشتر خواهد شد.