الصب المستمر للصلب: مبدأ التشغيل ، المعدات اللازمة ، مزايا وعيوب الطريقة

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

اليوم عدد كبير من الأشياء المختلفة والأجزاء وغيرها مصنوعة من الفولاذ ، وبطبيعة الحال ، هذا يتطلب كمية كبيرة من المواد المصدر. لذلك ، تستخدم المصانع منذ فترة طويلة طريقة الصب المستمر للصلب ، والتي تتميز بأهم ميزة - الإنتاجية العالية.

المعدات الأساسية للعمل

حتى الآن ، تُعرف العديد من التركيبات لصب الفولاذ بهذه الطريقة ، ويتم اختصارها كـ UNS. في البداية ، تم تطوير التثبيت الرأسي ودخل حيز الإنتاج ، ويقع على بعد 20-30 مترًا تحت مستوى أرضية الورشة. ومع ذلك ، أصبحت الرغبة في التخلي عن تعميق الأرضية في وقت لاحق المحرك الرئيسي لتطوير هذه المنشآت. وقد أدى ذلك إلى تطوير وتنفيذ مصانع الصب المستمر من نوع البرج. كان ارتفاع هذه التركيبات 40 م ، إلا أن هذا الإصدار من الماكينة لم يستخدم على نطاق واسع لسببين. أولا ، بناءمثل هذه الوحدة في ورشة العمل صعبة للغاية وشاقة. ثانياً ، نشأت المزيد من الصعوبات مع تشغيله.

المنشآت المنحنية والشعاعية

بمرور الوقت ، تم نقل الصب المستمر للصلب للعمل مع آلات الثني العمودية. السمة الرئيسية هي ثني السبيكة الخارجة بعد المحاور بمقدار 90 درجة. بعد ذلك ، تم استخدام آلية تقويم خاصة في التثبيت لتقويم السبيكة ، وفقط بعد هذه المرحلة يتم القطع. لم يحظى الصب المستمر للصلب على هذه المعدات بشعبية كبيرة لسبب ما. أولاً ، جعل الانحناء ، بالطبع ، من الممكن تقليل الارتفاع ، ولكنه في نفس الوقت حد بشدة من المقطع العرضي للسبيكة نفسها. كلما كان من الضروري الحصول على جزء من المادة ، كان يجب أن يكون الانحناء أكبر ، مما يعني أن الارتفاع زاد مرة أخرى. ثانياً ، تم وضع ماكينات الثني في ورش الصلب بصعوبات أكبر من تلك العمودية.

اليوم ، تكتسب تركيبات الصب المستمر للصلب الشعاعي شعبية متزايدة. في مثل هذه الوحدة ، تتشكل السبيكة في القالب وتتركها على طول القوس نفسه الذي دخلت فيه. بعد ذلك ، سيتم تقويمه بواسطة آلية سحب صحيحة. وبعد ذلك يمكنك بالفعل البدء في تقطيع السبيكة إلى فراغات. هذا هو التصميم الذي تبين عمليًا أنه الأكثر عقلانية في تنظيم تدفق البضائع في متجر الصلب.

من أين يبدأ الإرسال

تقنية مستمرةصب الفولاذ عملية معقدة نوعًا ما. ومع ذلك ، من الإنصاف القول إن المبدأ يظل كما هو بغض النظر عن إعداد الإنتاج المستخدم. يمكنك التفكير في التكنولوجيا باستخدام مثال UNS عمودي.

الآلة مزودة بمغرفة لصب الفولاذ من خلال رافعة خاصة. بعد ذلك ، يتدفق الفولاذ في الغاطسة ، التي لها سدادة. بالنسبة للآلات ذات الخيوط المفردة ، سيكون هناك سدادة واحدة ، وللآلات متعددة الخيوط ، سيكون هناك سدادة واحدة لكل تيار. بالإضافة إلى ذلك ، فإن tundish لديه حاجز خاص لعقد الخبث. من البوتقة ، سيتدفق الفولاذ إلى القالب ، مروراً بزجاج الجرعات أو سدادة. من المهم أن نلاحظ هنا أنه قبل الصب الأول ، يتم إدخال البذرة في القالب من الجانب السفلي. تملأ إما المقطع العرضي للقالب بأكمله ، أو فقط شكل قطعة العمل. ستكون الطبقة العليا من البذرة هي قاع القالب. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يحتوي أيضًا على شكل ذيل السنونو للربط المستقبلي بسبيكة.

مزيد من الصب

بعد ذلك ، في عملية الصب المستمر للصلب ، من الضروري الانتظار حتى يرتفع مستوى المواد الخام فوق البذرة إلى ارتفاع حوالي 300-400 مم. عندما يحدث هذا ، تبدأ الآلية ، والتي تعمل على تشغيل جهاز السحب. لديها لفات سحب ، تحت تأثيرها ستسقط البذرة وتسحب السبيكة التي تم إنشاؤها معها.

آلة الصب المستمر لها قالب مصنوع عادة من النحاس بجدران مجوفة. هو تحت وطأةبفعل مياه التبريد ، ويتوافق قسمها الداخلي مع شكل السبيكة المراد الحصول عليها. هنا تتشكل القشرة الفارغة من السبائك. عند سرعات الصب العالية ، يمكن أن يحدث تمزق لهذه القشرة وتسرب المعدن. لتجنب ذلك يتميز القالب بحركات ترددية

خصائص عملية القالب

آلة الصب المستمر لديها محرك كهربائي مسؤول عن خلق هذه الحركة الترددية. يتم ذلك من خلال قوة علبة التروس بآلية تأرجح من نوع الكامة. أولاً ، يتحرك القالب في نفس اتجاه قطعة العمل ، أي لأسفل ، وبعد اكتمال العملية ، يعود مرة أخرى. شوط التأرجح من 10 إلى 40 ملم. يعتبر القالب حجرة مهمة في الصب المستمر للصلب على أي نوع من المعدات ، وبالتالي فإن جدرانه مشحمة بالبارافين أو أي مادة تشحيم أخرى مناسبة للخصائص.

وتجدر الإشارة إلى أنه في المعدات الحديثة يتم التحكم في مستوى المعدن عن طريق قياس إشعاع من خلال تطبيق إشارة تحكم على سدادة المغرفة. في القالب نفسه ، يمكن إنشاء جو محايد أو جو مختزل فوق مستوى المعدن لتجنب أكسدة المنتج أثناء الإنتاج.

قشر السبائك

وتجدر الإشارة إلى أن العمل تحت الفراغ يعتبر أيضًا طريقة صب واعدة. وحدة واحدة يمكن أن تنفذصب عدة قوالب دفعة واحدة. وبالتالي ، يمكن أن يصل عدد التدفقات لتثبيت واحد إلى ثمانية.

يتم استخدام تأثير المشتت الحراري للبذور الباردة لتشكيل قاع قشرة السبيكة. ستخرج السبيكة من القالب تحت تأثير البذرة ، والتي يتم سحبها إلى منطقة التبريد الثانوية (SCZ). في منتصف البليت ، سيظل الفولاذ في حالة سائلة. من المهم أن نلاحظ هنا أنه وفقًا لمتطلبات تقنية صب الفولاذ ، يجب أن يكون سمك الجلد 25 مم على الأقل وقت الخروج من القالب. لتلبية هذه المتطلبات ، من الضروري اختيار معدل تدفق المواد المناسب.

خصائص عملية التثبيت والصب

الخصائص التكنولوجية تقريبًا كما يلي. إذا كان مقطع السبيكة 160 × 900 مم ، فيجب أن تكون سرعتها من 0.6 إلى 0.9 م / دقيقة. إذا كان المقطع العرضي 180 × 1000 مم ، فسيتم تقليل السرعة إلى 0.55-0.85 م / دقيقة. مطلوب أعلى مؤشر سرعة للمقطع العرضي لسبيكة من النوع المربع 200x200 مم - 0.8-1.2 م / دقيقة.

بناءً على المؤشرات المذكورة أعلاه ، يمكننا أن نستنتج أن متوسط سرعة الصب لشريط واحد باستخدام تقنية الصب المستمر هو 44.2 طن / ساعة. إذا تجاوزت المعدل الأمثل للسرعة ، فإن المسامية المركزية ستزداد.

علاوة على ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن استقرار الصب وجودة المنتج نفسه يتأثران بدرجة حرارة المعدن. تجريبيا وجد أنه عند درجة حرارة تزيد عن 1560 درجةغالبًا ما يكون سطح السبيكة المئوية مغطى بالشقوق. إذا كانت درجة الحرارة أقل مما هو محدد ، فغالبًا ما يتم شد الزجاج. وهكذا ، وجد أن درجة الحرارة المثلى لطريقة الصب المستمر للصلب ستكون 1540-1560 درجة مئوية. للحفاظ على هذا المؤشر ، يجب أن تكون درجة حرارة تسخين الفرن قبل الإطلاق في حدود 1630-1650 درجة.

منطقة التبريد الثانوية

في هذا القسم ، يتم تنفيذ التبريد الأكثر كثافة ومباشرة للسبيكة بمساعدة المياه القادمة من الرذاذ. هناك نظام خاص للبكرات الخاملة ، وليس بكرات الطاقة. يمنع دورانها السبيكة من الانحناء أو الالتواء. نظرًا للتبريد المكثف في هذه المنطقة ، ستضيف جدران السبيكة سمكًا سريعًا ، وسوف ينتشر التبلور في العمق. يجب اختيار سرعة سحب السبيكة ودرجة تبريدها بطريقة تجعلها صلبة تمامًا بحلول الوقت الذي تدخل فيه السبيكة لفات السحب.

ما هي فوائد الصب المستمر

نظرًا لأن طريقة صب الفولاذ هذه قد حلت محل طريقة الصب في القوالب ، فمن الجدير المقارنة بهذه الطريقة. بشكل عام ، يجدر إبراز المزايا التالية: إنتاجية أكبر ، انخفاض التكاليف وتقليل كثافة اليد العاملة في العملية. بسبب التكوين المستمر للسبيكة ، يتم نقل تجويف الانكماش إلى الذيل ، على عكس قوالب السبيكة ، حيث يكون لكل سبيكة تجويف خاص بها. وبسبب هذا ، تزداد نسبة إنتاج المعدن المناسب بشكل كبير. UNS يسمح لك بالحصول على ملفاتقطعة عمل بأشكال مختلفة ، من مربع صغير 40x40 مم إلى مستطيل 250x1000 مم. جعل استخدام آلات الصب المستمر من الممكن التخلي تمامًا عن مصانع التأرجح. أدى هذا إلى انخفاض كبير في تكلفة عملية الإنتاج ، وبالتالي خفض السعر في السوق. بالإضافة إلى ذلك ، تم تبسيط عملية المعالجة المعدنية.

عيوب

على الرغم من إمكانية الميكنة العالية والأتمتة للعملية ، ونسبة عالية من السبائك الجيدة والمزايا الأخرى الموضحة أعلاه ، فإن هذه الطريقة لها أيضًا بعض الجوانب السلبية. عيوب الصلب الصب المستمر هي كما يلي

أولاً ، لا توجد إمكانية لإنتاج سبائك ذات تكوين معقد. ثانيًا ، نطاق السبائك والفراغات محدود للغاية. من الصعب للغاية تحويل الآلات إلى صب المواد الخام لعلامة تجارية مختلفة ، مما قد يؤدي إلى زيادة التكلفة النهائية لمنتج من علامة تجارية مختلفة إذا تم إنتاجه في نفس المصنع. بعض درجات الصلب ، على سبيل المثال ، درجات الغلي ، لا يمكن تصنيعها باستخدام هذه الطريقة على الإطلاق.

العيب الأخير للطريقة المستمرة لصب الفولاذ مهم للغاية. إنه عطل محتمل في المعدات. سيؤدي فشل الأمم المتحدة إلى خسائر فادحة في الأداء. كلما طالت مدة الإصلاح ، زادت الخسائر.