6 روشهای ندولیزاسیون معمولی در ریخته گری چدن داکتیل

پس از سال‌ها تولید ریخته‌گری‌های چدن انعطاف‌پذیر - از کالیپرهای ترمز و توپی چرخ‌ها گرفته تا بدنه سوپاپ‌ها و جعبه‌دنده‌های سنگین - می‌توانم این را به شما بگویم: کیفیت هر ریخته گری چدن داکتیلی که تا به حال می ریزید با یک تصمیم شروع می شود که هیچ کس خارج از کارخانه ریخته گری هرگز نمی بیند..

با ندولیزاسیون شروع می شود (کروی شدن) روشی که انتخاب می کنید.

آهن داکتیل فقط «آهن خاکستری بهتر» نیست. این یک ماده کاملا متفاوت است, هنگامی که منیزیم با آهن مذاب واکنش می دهد و گرافیت پولکی را به گره های کروی تبدیل می کند تولید می شود..

این گره های کروی، ترک های متمرکز کننده تنش را که آهن خاکستری را شکننده می کند، از بین می برند, و ترکیب معروف آن از استحکام فولاد مانند و سیالیت چدن مانند را به آهن داکتیل می دهند.

ندولیزاسیون را اشتباه انجام دهید - منیزیم بیش از حد, خیلی کم, توزیع نابرابر, یا محو شدن بیش از حد - و در نهایت با گرافیت درشت مواجه می شوید, تشکیل کاربید, یا ریخته گری که خوب به نظر می رسد اما در خدمت ناموفق است.

این راهنما هر شش روش را از طبقه فروشگاه تجزیه می کند: چگونه کار می کنند, چه هزینه ای دارند, منیزیم چقدر خوب جذب می شود, و زمان انتخاب هر کدام.

این نوع دانشی است که شما از طریق چندین دهه عیب یابی ندول های محو شده به دست می آورید, راکتورهای ترک خورده, و کف های ریخته گری پوشیده از گرد و غبار.

1. چرا درمان ندولیزاسیون در ریخته گری چدن داکتیل ضروری است؟?

درمان ندولیزاسیون, همچنین به عنوان درمان منیزیم یا کروی سازی شناخته می شود, فرآیند متالورژی کلیدی است که متمایز می کند آهن از آهن خاکستری.

بدون ندولیزاسیون موثر, گرافیت تمایل به تشکیل پولک دارد, که باعث ایجاد غلظت تنش و کاهش شکل پذیری می شوند.

با درمان مناسب, گرافیت عمدتاً به صورت کروی شکل می گیرد, به طور قابل توجهی استحکام کششی آهن را بهبود می بخشد, کشیدگی, و سختی.

از دیدگاه یک مهندس ریخته گری, مورفولوژی گرافیت پایه و اساس عملکرد چدن داکتیل است.

بنابراین، درمان گره‌سازی باید به دقت کنترل شود تا از کیفیت ریخته‌گری و خواص مکانیکی ثابت اطمینان حاصل شود.

نقش مورفولوژی گرافیت

در آهن خاکستری, گرافیت پولکی به عنوان بریدگی داخلی عمل می کند, تمرکز تنش در نوک پوسته پوسته و ترویج شکستگی شکننده.

در چدن نشکن, گرافیت کروی تمرکز تنش را کاهش می دهد, به ماتریس فلزی اجازه می دهد تا بارها را به طور موثرتری حمل کند و قبل از شکست، تغییر شکل پلاستیکی بیشتری را متحمل شود..

این محدوده ها به جای جهانی، نشانگر هستند; خواص واقعی به درجه آهن بستگی دارد, ساختار ماتریسی, ضخامت بخش ریخته گری, و استانداردهای تست قابل اجرا.

منیزیم و پارامترهای فرآیند کلیدی

منیزیم عنصر اصلی گره ساز است که در تولید تجاری آهن شکل گیر استفاده می شود. با گوگرد و اکسیژن واکنش نشان می دهد در حالی که رشد گرافیت را در طول انجماد اصلاح می کند.

درمان مؤثر مستلزم باقیمانده منیزیم کافی در مذاب بدون افزودن بیش از حد است, که می تواند تشکیل تفاله و سایر خطرات ریخته گری را افزایش دهد.

مقادیر مرجع فرآیند معمولی شامل:

مقادیر مناسب باید در مقابل درجه ریخته گری تایید شوند, محتوای اولیه گوگرد, آلیاژ درمان, و شرایط تولید.

منیزیم ناکافی باقیمانده می تواند منجر به تخریب گرافیت شود, در حالی که منیزیم بیش از حد ممکن است باعث افزایش تشکیل تفاله و سرباره شود و به عیوب ریخته گری کمک کند..

زیرا منیزیم نقطه جوش نسبتا پایینی دارد و به راحتی با آهن مذاب واکنش نشان می دهد, انتخاب روش ندولیزاسیون مستقیماً بر بازیابی منیزیم تأثیر می گذارد, پایداری واکنش, و کیفیت بازیگران نهایی.

کنترل افزودن آلیاژ, دمای درمان, بنابراین زمان ریختن برای تولید آهن انعطاف پذیر ضروری است.

2. درمان منیزیم تحت فشار

اصل کار

درمان منیزیم تحت فشار بر اساس رابطه بین فشار و رفتار جوش منیزیم است.

در فشار اتمسفر, نقطه جوش منیزیم تقریباً 1107 درجه سانتیگراد است, به طور قابل ملاحظه ای کمتر از دمای آهن مذاب در طول درمان گره سازی.

هنگامی که منیزیم مستقیماً به ذوب داغ اضافه می شود, می تواند به سرعت تبخیر شود, ایجاد یک واکنش شدید و کاهش نسبتی که در آهن باقی مانده است.

افزایش فشار اطراف منیزیم دمای جوش آن را افزایش می دهد و تبخیر بیش از حد را سرکوب می کند..

این اصل به فرآیند اجازه می دهد تا از منیزیم فلزی کارآمدتر از روش های معمولی ملاقه باز استفاده کند.

دو پیکربندی اصلی استفاده شده است:

• درمان تحت فشار خارجی: یک ملاقه حاوی آهن مذاب داخل یک مخزن تحت فشار مهر و موم شده قرار می گیرد. هوای فشرده یا نیتروژن فشار مورد نیاز را ایجاد می کند.
• درمان خودفشاری: منیزیم فلزی به یک ملاقه درمان مهر و موم شده وارد می شود. بخار منیزیم باعث ایجاد فشار در داخل ظرف می شود, کمک به تنظیم تبخیر و جذب بیشتر.

در آرایش خود فشار, بخشی از بخار منیزیم توسط آهن جذب می شود, در حالی که باقیمانده فشار را در فضای مهر و موم شده ایجاد می کند.

فشار حاصل، جوشاندن کنترل نشده منیزیم را محدود می کند و به تثبیت واکنش کمک می کند.

مزایای بازیابی و فرآیند منیزیم

بازیابی منیزیم گزارش شده می تواند به 70 تا 80 درصد برسد., در جایی که استفاده از منیزیم یکی از مهم‌ترین هزینه‌ها است، درمان فشار را جذاب می‌کند.

مزایای اصلی عبارتند از:

• بازیابی منیزیم بالا و کاهش مصرف ندولایزر.
• استفاده موثرتر از منیزیم فلزی.
• کاهش دود قابل مشاهده و شعله ور شدن منیزیم زمانی که تجهیزات به درستی مهر و موم شده و کار می کنند.
• رفتار واکنش بالقوه کنترل‌شده‌تری نسبت به درمان با ملاقه باز.

زیرا سیستم به یک مخزن تحت فشار مهر و موم شده متکی است, هر چند, عملکرد آن به یکپارچگی تجهیزات بستگی دارد, دقت کنترل فشار, قابلیت اطمینان آب بندی, و رعایت دقیق رویه های عملیاتی.

محدودیت ها و ملاحظات مهندسی

تصفیه منیزیم تحت فشار نسبت به تصفیه ساندویچ معمولی به تجهیزات پیچیده تر و سرمایه گذاری بیشتر نیاز دارد.

روش عملیاتی نیز خواستارتر است, و چرخه های درمان می تواند نسبتا طولانی باشد.

اتلاف حرارت در حین جابجایی و درمان باید در نظر گرفته شود, به ویژه هنگامی که ریخته گری با قطعات ریخته گری دیواره نازک یا پنجره باریکی با دمای ریختن کار می کند..

مهمترین نگرانی ایمنی است. بخار منیزیم, آهن مذاب, و یک مخزن تحت فشار، اگر فشار به طور غیرمنتظره ای آزاد شود یا تجهیزات به طور نامناسب آب بندی شوند، ترکیبی از خطرات جدی ایجاد می کنند..

اینترلاک ها, نظارت بر فشار, نگهداری پیشگیرانه, آموزش اپراتور, و رویه های عملیاتی تایید شده ضروری هستند.

توصیه مهندسی: هنگامی که بازیابی منیزیم بالا و شرایط واکنش کنترل شده هزینه تجهیزات را توجیه می کند، درمان فشار ارزش ارزیابی دارد.

نباید صرفاً به این دلیل انتخاب شود که بازیابی گزارش شده آن زیاد است; کل زمان چرخه, الزامات نگهداری, مصرف انرژی, و مدیریت ایمنی نیز باید ارزیابی شود.

3. ساندویچ درمانی

اصل کار

ساندویچ‌کاری به دلیل تجهیزات نسبتاً ساده و عملکرد انعطاف‌پذیر یکی از پرکاربردترین روش‌های گره‌زنی در ریخته‌گری‌های چدن داکتیل است..

این روش معمولاً از یک ملاقه تصفیه با یک سد یا پارتیشن برجسته استفاده می کند که محفظه ندولایزر را از ناحیه اصلی ریختن آهن جدا می کند..

هندسه به تاخیر در تماس مستقیم بین آلیاژ منیزیم دار و آهن مذاب ورودی کمک می کند..

قبل از درمان, ندولایزر در محفظه تعیین شده قرار می گیرد, معمولاً با فروسیلیس و سپس با تمیز پوشانده می شود, ضایعات فولادی مناسب, براده های آهن, یا مواد پوششی تایید شده دیگر.

پوشش نوردهی مستقیم را کاهش می دهد و واکنش اولیه را تعدیل می کند.

سپس آهن مذاب تا حد امکان به طور مداوم در طرف مقابل ملاقه ریخته می شود. با افزایش سطح آهن, به ندولایزر می رسد و واکنش را آغاز می کند.

ترتیب و سرعت ریختن مهم است. اگر آهن خیلی آهسته ریخته شود, خیلی سریع, یا مستقیماً روی بستر آلیاژی قرار گیرد, واکنش ممکن است کمتر قابل پیش بینی شود.

بازیابی معمولی منیزیم: 30%-50 ٪

بازیابی منیزیم در تیمار ساندویچ معمولی به طور کلی حدود 30 تا 50 درصد است..

اگرچه این کمتر از مقادیر مرتبط با چندین روش تحت پوشش یا کنترل شده با فشار است, این روند همچنان محبوب است زیرا تجهیزات ساده هستند, هزینه های عملیاتی نسبتا کم است, و درمان می تواند طیف وسیعی از حجم های تولید و انواع ریخته گری را در خود جای دهد.

مزایای آن عبارتند از:

• طراحی ملاقه ساده و سرمایه گذاری نسبتا کم.
• عملیات مستقیم پس از آموزش فرآیند مناسب.
• انعطاف پذیری برای دسته های مختلف ریخته گری و نیازهای آلیاژی.
• ادغام نسبتا آسان در تولید ریخته گری موجود.

برای ریخته گری با بودجه سرمایه محدود یا تغییرات مکرر در مشخصات ریخته گری, این فواید عملی می تواند بر بازیابی منیزیم پایین تر باشد.

نحوه بهبود ساندویچ درمانی

چندین تنظیم فرآیند می تواند پایداری واکنش و استفاده از منیزیم را بهبود بخشد.

اولی, هندسه ملاقه را بهینه کنید.

نسبت ارتفاع به قطر ملاقه مناسب به حفظ عمق کافی آهن کمک می کند و کنترل بهتری بر تماس بین آهن مذاب و ندولایزر فراهم می کند..

نسبت دقیق باید برای ظرفیت واقعی ملاقه و سیستم آلیاژی تعیین شود.

دوم, گره ساز را با توجه به شیمی آهن انتخاب کنید.

معمولاً برای تعدیل واکنش از آلیاژهای تصفیه کم منیزیم استفاده می شود. آلیاژ صحیح به سطح سولفور اولیه بستگی دارد, منیزیم باقیمانده مورد نیاز است, و مشخصات ریخته گری.

سوم, مواد پوشش را کنترل کنید.

روکش باید برای سرویس آهن مذاب مناسب باشد, به اندازه کافی تمیز و خشک, و با روش درمانی سازگار است.

پوشش نامناسب می تواند باعث تبخیر زودرس منیزیم شود, در حالی که پوشش نامناسب یا بیش از حد می تواند کنترل واکنش و مدیریت سرباره را پیچیده کند.

چهارم, دما و سرعت ریختن کنترل شده را حفظ کنید.

دمای بیش از حد بالا می تواند تبخیر و اکسیداسیون منیزیم را افزایش دهد, در حالی که دمای بسیار پایین می تواند انحلال آلیاژ را مختل کند و ظرفیت حرارتی کافی برای ریختن بعدی باقی بگذارد..

محدودیت ها

معایب اصلی بازیابی نسبتاً کم منیزیم و پتانسیل شعله ور شدن شدید منیزیم و بخار است..

این شرایط نیاز به تهویه موثر دارند, محافظ ملاقه مناسب, تجهیزات حفاظت فردی مناسب, و شیوه های منضبط اپراتور.

این روش همچنین به شدت به سازگاری اپراتور بستگی دارد. تغییرات در محل قرارگیری آلیاژ, پوشش دادن, نرخ ریختن, یا دمای تصفیه می تواند نوساناتی را در گره های منیزیم و گرافیت باقی مانده ایجاد کند.

توصیه مهندسی: تیمار ساندویچ همچنان یک انتخاب معقول برای تولید آهن داکتیل همه منظوره است.

قبل از سرمایه گذاری در یک سیستم درمانی جدید, یک ریخته گری باید ابتدا مشخص کند که آیا در طراحی ملاقه پیشرفت هایی صورت گرفته است یا خیر, انتخاب آلیاژ, تمرین ریختن, و نظارت بر فرآیند می تواند کیفیت مورد نیاز را با هزینه کمتر ارائه دهد.

4. درمان با پوشش توندیش

اصل کار

درمان با پوشش توندیش, همچنین به عنوان روش جابجایی ملاقه جرج فیشر شناخته می شود, یک فرآیند تخصصی است که از یک محفظه واکنش بسته برای کنترل تماس بین آهن مذاب و منیزیم فلزی استفاده می کند.

ملاقه تصفیه در ابتدا به صورت افقی قرار می گیرد و با مقدار اندازه گیری شده آهن مذاب شارژ می شود.

منیزیم فلزی در یک محفظه واکنش اختصاصی قرار می گیرد, پس از آن محفظه محکم شده و پوشش نصب می شود.

سپس ملاقه در موقعیت عملیاتی خود چرخانده می شود. آهن مذاب از طریق یک سوراخ کوچک وارد محفظه واکنش می شود.

سرعت جریان به سطح باز شدن و فشار هیدرواستاتیک آهن در ملاقه بستگی دارد.

وقتی منیزیم گرم می شود, بخار می شود و در داخل محفظه واکنش فشار ایجاد می کند.

با افزایش فشار از فشار هیدرواستاتیک موضعی آهن, ورود آهن بیشتر به طور موقت محدود شده است.

سپس محفظه واکنش سرد می شود زیرا منیزیم در طول تبخیر گرما را جذب می کند, باعث کاهش فشار بخار می شود. آهن مذاب می تواند متعاقبا دوباره وارد شود.

این برهمکنش فشار و جریان یک چرخه واکنش خود تنظیمی ایجاد می کند که می تواند تماس مستقیم بین منیزیم و آهن فله را تعدیل کند..

بازیابی و مزایای متالورژی

بازیابی منیزیم می تواند در شرایط عملیاتی مناسب به 60 تا 80 درصد برسد.

در مقایسه با درمان معمولی ملاقه باز, این روش چندین مزیت را ارائه می دهد:

• بازیابی نسبتاً بالای منیزیم از طریق شرایط واکنش کنترل شده.
• کاهش اتلاف دما در تنظیمات فرآیند مناسب.
• برهمکنش تدریجی منیزیم و آهن نسبت به افزودن مستقیم کنترل نشده.
• بهبود بالقوه استفاده از منیزیم در درمان آهن با محتوای نسبتاً زیاد گوگرد.

واکنش کنترل شده می تواند به ویژه زمانی مفید باشد که یک کارخانه ریخته گری نیاز به مدیریت مصرف منیزیم بدون اتکا به مقدار زیادی از ندولایزر داشته باشد..

مشکلات رایج

با وجود مزایای متالورژیکی آن, درمان با پوشش تاندیش دارای چندین محدودیت عملی است.

دهانه کوچکی که ملاقه و محفظه واکنش را به هم متصل می کند ممکن است توسط آهن جامد یا سرباره مسدود شود.

سپرده ها همچنین می توانند منطقه بازگشایی موثر را تغییر دهند, ایجاد اختلال در تعادل جریان و فشار مورد نظر.

در نتیجه, محفظه واکنش نیاز به بازرسی و نگهداری دقیق دارد.

دهانه باید در محدوده تحمل ابعادی مشخص شده باقی بماند, و سرباره انباشته شده باید با استفاده از روش های تایید شده حذف شود.

این روش همچنین شعله و بخار منیزیم تولید می کند, بنابراین نباید به عنوان یک فرآیند بدون دود در نظر گرفته شود.

بعلاوه, پیکربندی ملاقه و توالی عملکرد آن را برای درمان مداوم شارژهای متوالی آهن راحت تر می کند.

توصیه مهندسی: هنگامی که یک ریخته گری توانایی فنی برای حفظ محفظه واکنش را داشته باشد و از افزودن منیزیم کنترل شده بهره مند شود، درمان با پوشش توندیش مناسب ترین است..

مزایای آن می تواند در صورت انسداد از بین برود, لباس مجلسی, یا نگهداری ناسازگار شرایط واکنش را تغییر می دهد.

5. تغذیه با سیم

اصل کار

تغذیه سیم مغزی در ابتدا برای فولادسازی توسعه یافت و متعاقباً برای تولید آهن انعطاف پذیر سازگار شد..

در حال حاضر به طور گسترده در ریخته گری های صنعتی استفاده می شود که در آن افزودن آلیاژ خودکار و کنترل فرآیند تکرار شونده در اولویت هستند.

یک سیم هسته دار از یک غلاف فلزی پر شده از آلیاژ پودری حاوی منیزیم تشکیل شده است., جایی که مورد نیاز است, سایر افزودنی های آلیاژی.

سیم به طور مداوم با سرعت و عمق کنترل شده به آهن مذاب تغذیه می شود.

قطر سیم های رایج شامل 9 میلی متر و 13 میلی متر, در حالی که آلیاژ پودری داخلی معمولاً حاوی تقریباً 25 تا 30 درصد منیزیم است.

بسته به پاسخ متالورژیکی مورد نیاز, هسته همچنین ممکن است حاوی عناصر کمیاب باشد (RE), کلسیم (کله), باریم (کارشناسی), یا سایر ترکیبات مناسب.

دستگاه تغذیه پارامترهایی مانند:

• سرعت تغذیه سیم.
• طول یا جرم کل سیم.
• عمق و مدت تغذیه.
• ترتیب تغذیه و حالت عملکرد.
• رابطه بین افزودن سیم و جرم اندازه گیری شده آهن مذاب.

غلاف از هسته در هنگام تغذیه محافظت می کند و به رساندن آلیاژ به زیر سطح مذاب قبل از رها شدن محتویات کمک می کند..

تغذیه مناسب و کنترل شده احتمال کنترل نشده را کاهش می دهد, واکنش آنی منیزیم در سطح.

چرا تغذیه با سیم مغزی جذاب است

مزیت کلیدی ترکیبی از افزودن کنترل شده و اتوماسیون است.

زمانی که مشخصات سیم, تجهیزات تغذیه, و شرایط ذوب به درستی مطابقت دارند, این فرآیند می تواند به بازیابی نسبتاً پایدار منیزیم و محتوای منیزیم باقیمانده دست یابد.

مزایای اصلی آن عبارتند از:

افزودن آلیاژ دقیق.

طول سیم و نرخ تغذیه را می توان با توجه به جرم و شیمی بار آهن برنامه ریزی کرد, کاهش تغییرات مرتبط با توزین و قرار دادن دستی آلیاژ.

تکرارپذیری فرآیند بهبود یافته.

تغذیه خودکار به استانداردسازی درمان در شیفت های مختلف و دسته های تولید کمک می کند.

کاهش شعله و بخار منیزیم قابل مشاهده.

معرفی آلیاژ زیر سطح و کنترل سرعت رهاسازی می تواند تبخیر ناگهانی منیزیم را کاهش دهد., اگرچه استخراج دود مناسب و اقدامات حفاظتی لازم است.

کاهش دمای کمتر در تنظیمات مناسب.

فرآیند را می توان در یک توالی درمان کنترل شده ادغام کرد, کاهش حمل و نقل غیر ضروری و تاخیر.

مدیریت بالقوه موثر گوگرد.

سیم حامل منیزیم می تواند به گوگرد زدایی و همچنین ندولیزاسیون کمک کند, بسته به شیمی آهن پایه و طراحی تصفیه.

عواملی که موفقیت درمان را تعیین می کنند

اتوماسیون به طور خودکار آهن داکتیل خوب را تضمین نمی کند. کیفیت سیم و شرایط عملیاتی همچنان حیاتی است.

یک اشتباه رایج تنظیم طول تغذیه سیم بدون بررسی میزان اولیه گوگرد یا منیزیم باقیمانده واقعی است..

اگر شیمی آهن پایه از دسته ای به دسته دیگر تغییر کند, یک مقدار سیم ثابت ممکن است دیگر همان نتیجه متالورژیکی را ارائه نکند.

محدودیت ها

درمان با سیم به تجهیزات تغذیه اختصاصی نیاز دارد, تامین سیم قابل اعتماد, و پرسنل آموزش دیده.

خود سیم باید استانداردهای کیفیت ثابت را رعایت کند, و پارامترهای تغذیه باید برای ملاقه خاص و شیمی آهن تایید شوند.

این روش می تواند در تولید تکراری بسیار موثر باشد, اما مزیت اقتصادی آن به استفاده از تجهیزات بستگی دارد, هزینه سیم, پس انداز نیروی کار, و کاهش در ریخته گری رد شده.

توصیه مهندسی: تغذیه با سیم یک کاندید قوی برای رسانه است- و تولید با حجم بالا, به ویژه هنگامی که ریخته گری نیاز به افزودن آلیاژ قابل ردیابی و درمان مداوم از دسته ای به دسته دیگر دارد.

مؤثرترین پیاده‌سازی، تغذیه خودکار را با تجزیه و تحلیل شیمیایی معمول و تأیید متالوگرافی ترکیب می‌کند.

6. درمان ملاقه پوشیده شده

اصل کار

درمان ملاقه پوشیده شده توسط انجمن تحقیقات چدن بریتانیا توسعه داده شد و به طور گسترده در تولید چدن انعطاف پذیر پذیرفته شد..

ندولایزر به روشی مشابه درمان ساندویچ در ملاقه درمان بارگذاری می شود.

سپس ملاقه با یک پوشش نصب می شود, و محل اتصال بین پوشش و ملاقه همانطور که در طراحی فرآیند مشخص شده است مهر و موم می شود.

آهن مذاب از طریق سوراخ در پوشش ریخته می شود. جریان ورودی باید به دور از بستر گره ساز هدایت شود تا آلیاژ در معرض یک واکنش اولیه شدید غیر ضروری قرار نگیرد..

پوشش تبادل آزاد گازها بین داخل ملاقه و جو اطراف را محدود می کند.

این به کاهش اکسیداسیون و از دست دادن منیزیم کمک می کند, بهبود بازیابی منیزیم.

پس از پایان واکنش ندولیزاسیون, پوشش طبق روال عملیات برداشته می شود.

بازیابی معمولی منیزیم: 60%-65٪ یا بالاتر

درمان با ملاقه پوشیده معمولاً به بازیابی منیزیم تقریباً 60 تا 65 درصد یا بیشتر می‌رسد., بسته به طراحی تجهیزات و شرایط عملیاتی.

مزایای اصلی آن عبارتند از:

• بهبود بازیابی منیزیم در مقایسه با ساندویچ معمولی.
• کاهش اکسیداسیون و از دست دادن منیزیم.
• کنترل بهتر دود و شعله ور منیزیم زمانی که سیستم به درستی طراحی شده باشد.
• یک اصل درمانی نسبتاً ساده که بر اساس تولید مبتنی بر ملاقه موجود است.
• کاهش بالقوه در مصرف ندولایزر و تغییر در منیزیم باقیمانده.

برای بسیاری از ریخته گری ها, درمان با ملاقه پوشش داده شده یک مصالحه عملی بین سادگی درمان ساندویچ معمولی و نیازهای تجهیزات بالاتر روش های تخصصی تر را فراهم می کند..

اهمیت دهانه ریختن

قطر و موقعیت دهانه ریختن برای فرآیند بسیار مهم است.

اگر دهانه خیلی بزرگ باشد, آهن مذاب ممکن است خیلی سریع وارد شود, کوتاه کردن دوره واکنش و کاهش کنترل مورد نظر بر افزودن منیزیم.

اگر خیلی کوچک باشد, ممکن است آهن خیلی آهسته وارد شود, باعث افزایش زمان درمان و از دست دادن غیر ضروری دما می شود.

بنابراین دهانه باید با توجه به ظرفیت ملاقه انتخاب شود, نرخ ریزش مورد انتظار, مقدار ندولایزر, و مدت زمان واکنش مورد نظر.

در حالت ایده آل, زمان لازم برای انتقال آهن مذاب به داخل ملاقه سرپوشیده باید با زمان واکنش درمان سازگار باشد.

این رابطه باید از طریق آزمایشات فرآیندی ایجاد شود نه اینکه از یک قاعده کلی فرض شود.

محدودیت ها

درمان با ملاقه پوشیده نیازمندی های مکانیکی و عملیاتی اضافی را معرفی می کند.

پوشش ممکن است سنگین باشد و به سختی بلند شود, و مکانیسم بالابر باید برای جابجایی ایمن در محیط ریخته گری با دمای بالا طراحی شود.

هنگامی که آهن مذاب به طور مداوم از یک کوره گنبدی یا یک عملیات کوبیدن مداوم دیگر تامین می شود، اندازه گیری دقیق شارژ می تواند دشوار باشد..

تغییرات در جرم بار روی مقدار ندولایزر تأثیر می گذارد و می تواند ثبات درمان را تضعیف کند.

شرایط آب بندی, باز شدن پوشش, هندسه ملاقه, و تکنیک ریختن باید همه در پنجره فرآیند ایجاد شده حفظ شود.

توصیه مهندسی: درمان با ملاقه پوشش داده شده یک ارتقاء جذاب برای ریخته گری هایی است که به دنبال بازیابی بهتر منیزیم بدون جایگزینی کل سیستم تصفیه خود هستند..

به ویژه زمانی موثر است که کارخانه بتواند اندازه گیری شارژ را استاندارد کند, رسیدگی به پوشش, و دنباله ریختن آهن.

7. درمان در قالب

اصل کار

درمان در قالب، واکنش گره‌زایی را از ملاقه درمان به یک محفظه واکنش طراحی شده ویژه در سیستم دروازه‌ای قالب منتقل می‌کند..

ندولایزر در یک محفظه مشخص قرار می گیرد, معمولاً در سیستم دونده زیر اسپرو.

همانطور که آهن مذاب در حین ریختن از محفظه عبور می کند, با آلیاژ گره ساز تماس پیدا می کند و قبل از ورود به حفره ریخته گری تحت کروی شدن قرار می گیرد..

زیرا درمان در حین پر شدن قالب صورت می گیرد, این فرآیند می تواند نیاز به یک عملیات ندولیزاسیون معمولی جداگانه برای جریان آهن مربوطه را برطرف کند.

همچنین می تواند فاصله بین ندولیزاسیون و انجماد را کوتاه کند, کمک به کاهش خطر محو شدن ندولاریزاسیون مرتبط با طولانی شدن زمان نگهداری.

هر چند, درمان در قالب صرفاً قرار دادن آلیاژ منیزیم در رانر نیست.

محفظه واکنش و سیستم دروازه باید به گونه ای طراحی شوند که جریان صحیح را ارائه دهند, مدت زمان واکنش, انحلال آلیاژ, و جداسازی سرباره.

مزایای بازیابی و تولید منیزیم

بازیابی منیزیم گزارش شده می تواند به 70 تا 80 درصد برسد..

مزایای اصلی هستند:

• بازیابی منیزیم بالا در شرایط کنترل شده مناسب.
• بدون شعله ور شدن مستقیم منیزیم در ملاقه درمان در طول عملیات عادی.
• کاهش دود قابل مشاهده مرتبط با افزودن منیزیم ملاقه باز.
• کاهش محو شدن گره ناشی از تأخیر بیش از حد پس از درمان.
• سازگاری بالقوه با قالب گیری مکانیزه و تولید تکراری با حجم بالا.
• فرصت هایی برای ادغام درمان در توالی ریخته گری و پر کردن قالب.

برای ریخته گری استاندارد تولید شده در مقادیر زیاد, این مزایا می تواند درمان در قالب را به ویژه جذاب کند.

چرا طراحی سیستم دروازه ای حیاتی است

عملیات در قالب نسبت به عملیات ملاقه معمولی نسبت به طراحی فرآیند حساس تر است.

تغییرات کوچک در ترکیب آلیاژ, اندازه ذرات آلیاژی, ابعاد اتاق واکنش, یا شرایط ریختن می تواند مقدار منیزیم جذب شده توسط آهن را تغییر دهد.

ریخته گری باید چندین عامل مرتبط به هم را کنترل کند:

ابعاد اتاق واکنش.

محفظه باید مقدار آلیاژ مورد نیاز را در خود جای دهد و تماس کافی بین آهن مذاب و ندولایزر را بدون ایجاد مقاومت جریان بیش از حد ایجاد کند..

هندسه سیستم دروازه.

اسپرو, دونده, اتاقک, و ورودی ها باید با هم کار کنند تا شرایط پر شدن مناسب را حفظ کنند. تغییر طراحی ضعیف می تواند باعث آشفتگی شود, فرسایش, یا انجماد زودرس.

مقدار ندولایزر و اندازه ذرات.

آلیاژ باید در مدت زمان پر شدن موجود حل شود و واکنش نشان دهد. مقدار صحیح به جرم آهن بستگی دارد, شیمی, و به منیزیم باقیمانده نیاز دارد.

دما و سرعت ریختن.

اتو باید سیالیت کافی برای عبور از محفظه تصفیه و پر کردن قالب را بدون بسته شدن سرد یا نادرست حفظ کند..

کنترل سکته مغزی.

محصولات واکنش و سرباره می توانند وارد ریخته گری شوند اگر سیستم دروازه ای جداسازی کافی را فراهم نکند یا اگر جریان ناپایدار شود..

خطرات رایج

محدودیت اصلی پنجره فرآیند باریک است. درمان در قالب به ویژه به تغییرات در آهن پایه حساس است, آلیاژ درمان, و شرایط ریختن.

فرآیندی که به طور قابل اعتماد برای یک هندسه ریخته گری کار می کند ممکن است مستقیماً به دیگری منتقل نشود.

هنگامی که محصولات واکنش به طور موثر از آهن وارد شده به حفره جدا نمی شوند، آخال های سرباره یک خطر شناخته شده است..

انحلال آلیاژ ناکافی, درمان ناقص, یا پر شدن قالب ناپایدار نیز می تواند مورفولوژی گرافیت را به خطر بیندازد.

به همین دلیل, عملیات در قالب به کنترل دقیق سیستم دروازه و شیمی آهن بالادست پایدار نیاز دارد.

توصیه مهندسی: عملیات در قالب برای تکرار تولید در جایی که هندسه ریخته گری انجام می شود، مناسب است, طرح قالب, شرایط ریختن, و شیمی آهن پایه را می توان در یک پنجره فرآیند معتبر حفظ کرد.

برای بسیار متغیر, تولید کم حجم, ابزار و الزامات توسعه فرآیند ممکن است بیشتر از مزایای آن باشد.

8. درس واقعی: بدون بهترین روش

بعد از سالها, من می توانم این را به شما بگویم: هیچ روش جهانی "بهترین" ندولیزاسیون وجود ندارد.

روش صحیح بستگی به شیمی آهن شما دارد, حجم تولید شما, سطح اتوماسیون شما, مقررات زیست محیطی شما, و بودجه سرمایه شما.

اشتباهی که من اغلب می بینم این است که ریخته گری ها از روی عادت به روش ساندویچ چسبیده اند, حتی زمانی که استخراج دود آنها هزینه دارد, مصرف منیزیم, و کیفیت ناسازگار ندول برای آنها هزینه بیشتری نسبت به فیدر سیمی دارد.

برعکس, من مغازه های کوچک کاریابی را دیده ام که فیدرهای سیمی گران قیمتی را خریداری می کنند که هرگز به طور کامل از آنها استفاده نمی کنند, زیرا تنوع قطعات آنها اتوماسیون را غیرعملی می کند.

رویکرد صحیح این است که هر روش را بر اساس شرایط تولید واقعی خود ارزیابی کنید:

• سطح گوگرد آهن پایه شما چقدر است؟?
• تناژ روزانه شما چقدر است?
• قوانین زیست محیطی شما چقدر سختگیرانه است?
• تحمل شما برای تغییرات دسته به دسته چقدر است?
• بودجه سرمایه شما چقدر است?

صادقانه به این سوالات پاسخ دهید, و روش صحیح معمولاً آشکار می شود.

9. پایان

شش روش معمولی ندولیزاسیون - درمان با فشار منیزیم, ساندویچ درمانی, درمان با پوشش توندیش, تغذیه با سیم, درمان ملاقه پوشیده, و درمان در قالب - از روش های مختلف برای کنترل واکنش بین منیزیم و آهن مذاب استفاده کنید.

از دیدگاه یک مهندس ریخته گری با تجربه, عامل تعیین کننده صرفاً این نیست که کدام روش به بالاترین بازیابی دست می یابد.

این این است که آیا این فرآیند می تواند به طور مداوم مورفولوژی و خواص مکانیکی گرافیت مورد نیاز را در حالی که هزینه های تولید قابل قبول را حفظ کند، ایجاد کند یا خیر., دمای ریختن, و ایمنی محل کار.

قابل اعتمادترین روش انتخاب روش درمان با توجه به نیازهای واقعی ریخته گری و تولید است, آن را از طریق آزمایشات کنترل شده تأیید کنید, و کنترل دقیقی بر روی شیمی آهن داشته باشید, افزودن ندولایزر, تلقیح, و زمان درمان تا ریختن.

اینگونه است که یک ریخته گری ندولیزاسیون را از یک عملیات متالورژی ایزوله به اصطبل تبدیل می کند, فرآیند تولید قابل تکرار.

 

متداول

کدام روش برای یک کارگاه ریخته گری کوچک بهترین است?

روش ساندویچ نقطه شروع عملی است - حداقل هزینه تجهیزات و حداکثر انعطاف پذیری.

اگر شرایط کاری یا هزینه منیزیم به یک نگرانی تبدیل شود, ارتقاء به روش ملاقه پوششی کم هزینه ترین بهبود است.

چرا تغذیه سیم هسته ای به استاندارد صنعتی تبدیل شده است؟?

این ترکیبی از جذب بالا و پایدار است (60-75 ٪), حداقل دود, اتوماسیون کامل, و نیازهای آرام در گوگرد آهن پایه.

سرمایه گذاری در یک فیدر سیمی از طریق مصرف کمتر منیزیم و کیفیت ندول ثابت بازپرداخت می شود.

چه چیزی باعث ندولیزاسیون ضعیف حتی با روش صحیح می شود?

علل شایع عبارتند از گوگرد آهن پایه بالا, محو شدن بیش از حد منیزیم (خیلی طولانی بین درمان و ریختن), دمای پایین درمان, آلیاژ ندولایزر آلوده, یا آب بندی ضعیف پوشش ملاقه.

انتخاب روش تنها یک عامل است – کنترل فرآیند به همان اندازه مهم است.

آیا می توان از گره سازی در قالب برای همه اندازه های ریخته گری استفاده کرد?

در قالب برای ریخته گری های کوچک تا متوسط ​​روی خطوط قالب گیری مکانیزه بهترین کار را دارد.

ریخته گری های بزرگ به جریان آهن بیش از حد در محفظه واکنش نیاز دارند, و خطر ورود سرباره افزایش می یابد. برای متغیر مناسب نیست, تولید کم حجم.