ماشین ریخته گری دایمی

Continuous Casting Machine

(CCM)

ریخته گری پیوسته CCM

1.تعریف ریخته گری پیوسته و وضعیت تولید آن در جهان

ریخته گری پیوسته روش ریخته گری است که در آن مذاب از انتهای تاندیش (tundish) به قالب به طور مداوم ریخته میشود. مراحل انجماد و خروج محصول ،پیوسته بوده و ابعاد قالب محدود کننده ابعاد بیلت تولیدی می باشد.

تکنولوژی ریخته گری مستمر، برای آلیاژهای آهنی و غیر آهنی مورد استفاده قرار میگیرد.بستگی به موقعیت های قالب (عمودی یا افقی) ماشین آلات ریخته گری پیوسته هم عمودی یا افقی نامیده می شوند.

2. مشخصات کیفی محصولات ریخته گری پیوسته

محصول ریخته گری پیوسته نه تنها باید از نظر ابعاد دقیق باشد بلکه باید از جنبه کیفی نیز تنوع داشته باشد. از جنبه های کیفی آن می توان به تمیز بودن ، نداشتن ترک سطحی و نداشتن ناخالصی ها به شرح زیر اشاره نمود.

تمیزی

در ریخته گری پیوسته انجماد سریع، فلوتاسیون محتویات غیر فلزی در رشته ها را نسبتا به تاخیر می اندازد . این محتویات میتواند منتهی به تشکیل مناظق ضعیفی یا سستی گردد که در فرایند بیشتر مشکلاتی را ایجاد می کند.

ترک

انواع ترک یا شکاف ها را می توان در محصولات ریخته گری پیوسته در سطح و عمق مشاهده کرد. معمولا این ترک ها به دلیل اینکه در معرض هوا قرار گرفته و در طی نورد جوش می خورند در مواقعی باعث عیب و ایراد در محصول میشوند. معمولا برای از بین بردن ترک ها ، از برش شعله ای یا سنگ زنی استفاده می شود اما این اقدامات می تواند از میزان تولید یا بهره وری بکاهد.

تجمع ناخالصی ها

تجمع ناخالصی ها یا عناصر محلول مانند کربن، منگنز، گوگرد و فسفر باعث به وجود آمدن خواص ناهماهنگی در محصول می شوند.

گازهای محلول

وجود گازهای محلول مانند نیتروژن ، هیدروژن و اکسیژن منتهی به تشکیل سوراخ های سوزنی شکل در طی فرایند انجماد می گردد. حضور این گازهای محلول خصوصا نیتروژن باعث معایبی در خواص مکانیکی فولاد ریخته گری پیوسته می شود

طبق نظریه متخصصین فولاد، فولاد ریخته گری پیوسته می تواند در ترکیب معایب زیر را داشته باشد:

محصولات ریخته گری پیوسته با محتوی کربن در مرحله Peritectic مستعد ترک خوردگی بوده و در نتیجه شاید طبق استانداردهای کیفی خاص نباشد.

اگر نسبت منگنز و سولفور به نسبت کمتر از 20 باشد ترک به وجود می آید.

میزان فسفر بالا معمولا قابلیت شکل پذیری بون ایجاد ترک یا شکستگی (ductility) و استحکام فولاد را کاهش می دهد.

3.ریخته گری پیوسته عمودی

ریخته گری فولاد معمولا در ماشین آلات پیوسته عمودی انجام می پذیرد . در این روش فلز مذاب ، به صورت مداوم از انتها با سرعت و وزن ثابت (با تحت کنترل نگه داشتن سطح مذاب) به قالب ریخته می شود که قالب مسی بوده و با آب سرد میشود(منطقه خنک کننده اولیه). سرد شدن مذاب باعث می شود شکل آن جامد به موازات حرکت عمودی به خود بگیرد. حرکت نوسانی که قالب دارد از چسبیدن آن به مذاب جلوگیری می نماید.

وقتی محصول ریخته گری از قالب بیرون می رود، در منطقه خنک کننده ثانویه آب ( یا آب با هوا) که بر روی سطح ریخته گری اسپری می گردد سرد میشود.

نمایش شماتیک ریخته گری عمودی

فلزی مایع می باشد. B: فلز جامد است. C: سرباره. D: آب سرد اطراف قالب E: Refractory material

1- پاتیل (ladle) ، 2- متوقف کننده (stopper) ، 3- تاندیش (Tundish) ، 4- محافظت کننده (shroud) ، 5-قالب (mold) ، 6- پشتیبان رول (Roll support) ، 7- منطقه چرخش (Turning zone) ، 8- محافظت کننده (shroud)، 9- سطح حمام مذاب (Bath level)، 10- Meniscus ، 11- واحد برداشت(withdrawal unit) ، 12- اسلاب (slab)m

4- فرایند تولید در CCM

. انتقال مذاب از کوره به تاندیش

مذاب که در داخل پاتیل قرار گرفته است به وسیله جرثقیل سقفی برای ریختن به تاندیش انتقال می یابد.

حدود 4تن مذاب در داخل تاندیش ریخته می شود

- تاندیش

جداره تاندیش به ترتیب : از بدنه فولادی ، آزبست ، آجر نسوز ، سیمان نسوز ، ماسه تشکیل شده است. در آماده سازی آن ، سیمان بصورت طبیعی خشک می گردد ، ولی ماسه به وسیله حرارت خشک می شود. در برخی از کارخانه ها به جای ماسه سیمان کاری می شود و بعد از حدود 10 تا 20 ذوب ریزی سیمان کاری تعویض میگردد.

-استکانی از جنس آلومینا (AL2O3) بوده و قطر دهانه نازل آنان 13,12 می باشد.

-سرعت خروج مذاب از تاندیش در ابتدا 1.9m/min بوده و در انتها به 0.7m/min می رسد.

. انتقال مذاب از تاندیش به قالب

مذاب به صورت ثقلی از تاندیش به قالب ریخته می شود.

قالب

-قالب ذوب ریزی دارای پوسته فولادی بوده که در داخل آن قالب مسی قرار دارد قالب مسی در داخل یک قالب استنلس استیل قرار گرفته و فاصله دو جداره آنها 9mm برای عبور آب خنک کننده می باشد. قالب مسی بعد از حدود 1000 تن تولید اسید شویی می گردد.

- دبی آب در بین دو جداره 112lit/min می باشد. قالب مسی یک کاور استیل دارد.

- سیستم مکانیکی نوسان ساز در هر دقیقه حدود 80 دفعه عمل می نماید.

.بیلت

مذاب که در قالب به شکل اولیه بیلت در می آید. در مسیر حرکت نیز خنک می شود. به وسیله سیستم خنک کننده با اسپری های موجود در زیر اتاقک ccm، آب به روی محصول پاشیده شده و از درجه حرارت مذاب میکاهد.

.کشاننده هلالی

به وسیله دستگاه منحنی شکل کشاننده مذاب به آن اتصال یافته و از حرکت عمودی به شکل افقی حرکت می نماید.

.غلتک های هیدرولیکی

دو دستگاه غلتک که به سیستم هیدرولیکی متصل می باشند . حرکت افقی بیلت کنترل می شود.

- غلتک روی بیلت از باد کردن (bulging) در اثر فشار مذاب جلوگیری میکند

- سیستم هیدرولیک ccm

در ضلع شرقی ccm سیستم هیدرولیک استقرار یافته است.به وسیله پمپ ، روغن به دو غلطک که بالای شمس تولیدی قرار گرفته و حرکت طولی بیلت داغ را کنترب می نماید با فشار حدود 40 bar هدایت می شود. آلایندگی محیطی ( پاشش آب و وجود سفاله) در محل وجود دارد و روغن داخل مخزن آن با بیرون ایزوله کامل نیست و احتمال آلایندگی روغن وجود دارد. ساخت اتاقک برای سیستم مذکور می تواند مفید باشد.

سیستم خنک کننده

-دودستگاه خنک کننده برای خنک نمودن قسمتccm وجود دارد . آب خنک کننده قالب مسی به وسیله الکتروپمپ از استخر شماره 1 مستقیما پمپاژ شده و بین استخر و ccm حرکت رفت و برگشتی دارد. آب سیستم اسپری از استخرمجاور استخر 1 پمپاژ شده و بعد از پاشیدن روی کوسل به چاهک زیر قسمت ccm و به صورت ثقلی به استخر برگشت می شود .

-اختلاف درجه حرارت آب ورودی و خروجی در قالب مسی 3c میباشد.

-سرعت آب خنک کننده 2.54m/min در اطراف قالب مسی است.

-سیستم خنک کننده توسط برج خنک کن شماره 1 خنک می شود.