لوله مسی کریستالایزر برای قالب های ریخته گری پیوسته

نقش لوله قالب در ریخته گری مداوم

کریستالایزر یا قالب، جزء مسی است که اولین پوسته جامد در طی ریخته گری مداوم در آن تشکیل می شود. فولاد مایع در بالا وارد می شود، گرما را از طریق دیواره مسی به آب خنک کننده پشت آن منتقل می کند و از پایین به عنوان پوسته ای با استحکام کافی برای مقاومت در برابر فشار فرواستاتیک زیر قالب خارج می شود. تقریباً تمام گرمای خارج شده در قالب از طریق لوله مسی استخراج می شود، بنابراین رسانایی حرارتی مواد لوله، دقت هندسه داخلی آن و یکنواختی شکاف آب مستقیماً رشد پوسته، کیفیت سطح و خطر شکستگی را کنترل می کند.

انتخاب مواد برای لوله های قالب

از سه خانواده مواد استفاده می‌شود که نشان‌دهنده سازش‌های متفاوتی بین رسانایی و مقاومت در برابر نرم شدن در دما هستند.

CuCrZr ماده مرجع برای قالب‌های شمش و شکوفه با سرعت بالا-زیرا سختی خود را پس از چرخه حرارتی مکرر حفظ می‌کند، در حالی که از نقره-مس یاتاقان در جایی که حداکثر استخراج گرما مورد نیاز است و وظیفه مکانیکی کمتر است استفاده می‌شود. مس زیرکونیوم C15000 و مس کروم C18200 در طرح‌های قالب قدیمی‌تر و در برنامه‌های جایگزینی ظاهر می‌شوند.

طرح های قالب: ژاکت آب، شکاف باریک و اسپری

قالب‌های لوله‌ای برای بیلت‌ها و شکوفه‌ها استفاده می‌شوند و یا توسط یک شکاف آب حلقوی کاملاً کنترل‌شده یا توسط نازل‌های اسپری خنک می‌شوند. در طراحی ژاکت آب، لوله مسی توسط یک ژاکت بیرونی احاطه شده است و شکاف بین آنها کانال خنک کننده را تشکیل می دهد. ریخته‌گرهای با راندمان بالا، شکاف‌های باریکی را زیر چهار میلی‌متر اجرا می‌کنند تا سرعت آب را افزایش دهند و آن را با یک مخروطی سهموی روی لوله مسی ترکیب کنند. دقت شکاف در اطراف چهار طرف باید به شدت حفظ شود، زیرا هر انحراف سرعت آب محلی را تغییر می دهد و باعث خنک شدن ناهموار و رشد ناهموار پوسته می شود. ژاکت های تولید شده توسط شکل دهی مواد منفجره از درز جوش جلوگیری می کند که ماشین کاری و جوشکاری یا اکستروژن نمی تواند به طور کامل از بین برود و این امر ثبات ابعادی را بهبود می بخشد. قالب های خنک شده با اسپری{6}}شکاف جداسازی را با برخورد مستقیم آب به لوله مسی جایگزین می کند. آنها به طور موثر خنک می شوند، در مصرف آب صرفه جویی می کنند و دقت آب بندی کمتری را تحمل می کنند، اما به رسوب و انسداد نازل حساس هستند، بنابراین کنترل کیفیت آب ضروری است.

هندسه، مخروطی و پایان سطح

فراتر از مواد، عملکرد لوله قالب با هندسه آن ثابت می شود: قطر داخلی و تحمل آن در طول طول، یکنواختی ضخامت دیواره، بیضی، صافی و نمای مخروطی. یک سوراخ منفرد-مستقیم برای سرعت‌های ریخته‌گری پایین مناسب است، در حالی که سوراخ‌های سهموی و چند{2}}مخروطی از انقباض پوسته جامدکننده پیروی می‌کنند و شکاف هوا را کاهش می‌دهند که در غیر این صورت پوسته را از مس عایق می‌کند. سطح داخلی ماشینکاری شده و اغلب روکش یا روکش کروم سخت برای محدود کردن سایش رشته و کنترل اصطکاک در ناحیه فوقانی است. رکوردهای ابعادی برای این ویژگی ها با هر لوله صادر می شود، زیرا چند صدم میلی متر تغییر سوراخ، رفتار ریخته گری را به طرز محسوسی تغییر می دهد.

عملکردهای ماشینی که با قالب ارتباط دارند

چندین عملکرد ریخته گری در اطراف قالب طراحی شده است. تنظیم پهنای آنلاین، دو طرف باریک قالب دال را با افزایش‌های کوچک در طول ریخته‌گری حرکت می‌دهد، که به دنباله‌ای از عرض‌های مختلف بدون توقف دستگاه اجازه می‌دهد، زمان تغییر عرض را کوتاه می‌کند و تلفات سر و دم بریده شده را کاهش می‌دهد. کنترل سطح قالب با روش‌های جریان گردابی، الکترومغناطیسی، ترموکوپل، مادون قرمز یا منبع رادیواکتیو به دست می‌آید، و این انتخاب بر ابزار دقیق نصب شده در اطراف قالب تأثیر می‌گذارد. نوسان معمولاً غیر سینوسی است و توسط یک سیستم سروو هیدرولیک ایجاد می‌شود که امکان تنظیم دامنه، فرکانس و شکل موج را به طور مستقل فراهم می‌کند، یا توسط سیستم‌های مکانیکی که هزینه سروو بسیار بالاست. سیستم راهنمای نوسان نیز مهم است: چهار طرح-برگشت کوتاه-پیوند بازویی انحراف حرکتی را با فرسودگی پیوند جمع می‌کنند، که یکی از دلایل استفاده از فنر-و سیستم‌های راهنمای مشابه در ماشین‌های مدرن است.

کنترل کیفیت، تست و تحویل

لوله قالب از لوله کشیده شده عرضه شده به GB/T 1527 برای لوله های مس و آلیاژ مس یا با مشخصات بین المللی معادل تولید می شود و جزء نهایی به جای اندازه کاتالوگ در برابر نقشه ماشین تأیید می شود. تجزیه و تحلیل شیمیایی ترکیب CuCrZr یا CuAg را تایید می کند. هدایت الکتریکی اندازه گیری شده و به درصدی از مرجع IACS تبدیل می شود. سختی روی دیواره لوله بررسی می شود. و عملیات حرارتی درجه سخت شدن سن-تأیید می شود تا رسانایی و سختی مشخص شده با هم بدست آیند. بررسی های بیشتر شامل قطر سوراخ و مخروط در ایستگاه های تعریف شده، توزیع ضخامت دیوار، بیضی، صافی، زبری سطح و ضخامت آبکاری می شود. آزمایش فشار هیدرولیک یا آب، سفتی لوله و، در صورت لزوم، ژاکت آب را تأیید می‌کند، و می‌توان آزمایش اولتراسونیک یا جریان گردابی را روی دیواره لوله اعمال کرد. لوله‌ها با وجه‌های انتهایی ماشین‌کاری‌شده محافظت‌شده، سوراخ‌های روغن‌کاری شده و درپوش‌دار ارسال می‌شوند و با یک گزارش بازرسی همراه می‌شوند که تمام مقادیر اندازه‌گیری‌شده در برابر تلورانس‌های ترسیمی را همراه با گواهی تست آسیاب در EN 10204 3.1. فهرست می‌کند.

سوالات متداول

س: چرا CuCrZr برای لوله مسی کریستالایزر استفاده می شود؟

پاسخ: CuCrZr که C18150 نامگذاری شده است، در اثر بارش سخت می شود و سختی خود را پس از چرخه حرارتی مکرر حفظ می کند در حالی که هنوز 75٪ تا 85٪ IACS را انجام می دهد. این توازن رسانایی و مقاومت در برابر نرم شدن، عمر قالب طولانی تری نسبت به مس یاتاقان نقره-در ریخته گری با سرعت-بالا دارد.

س: چه شکاف آبی در قالب باریک-شاخه استفاده می شود؟

پاسخ: ریخته‌گرهای با راندمان بالا معمولاً از فاصله کمتر از چهار میلی‌متر بین لوله مسی و ژاکت استفاده می‌کنند که سرعت آب را افزایش می‌دهد و انتقال حرارت را بهبود می‌بخشد. یکنواختی آن شکاف در اطراف محیط به اندازه اندازه اسمی آن مهم است.

س: چرا یک مخروطی سهموی روی لوله قالب اعمال می شود؟

پاسخ: پوسته جامد کننده با حرکت در قالب منقبض می شود، بنابراین سوراخی که به تدریج باریک می شود، پوسته را در تماس با مس نگه می دارد و استخراج گرما را حفظ می کند. یک نمایه سهموی یا چند{1}}مخروطی از این انقباض بیشتر از سوراخ مستقیم پیروی می کند.

س: مزیت یک ژاکت آب با مواد منفجره چیست؟

پاسخ: ژاکتی بدون جوش طولی و با فرم داخلی کاملاً کنترل شده تولید می کند که انحراف کانال خنک کننده در اطراف محیط را کاهش می دهد و از اختلال خنک کننده موضعی مرتبط با درز جوش جلوگیری می کند.

س: چگونه یک لوله قالب قبل از تحویل بازرسی می شود؟

A: قطر سوراخ و مخروط در ایستگاه های تعریف شده به همراه توزیع ضخامت دیواره، بیضی، صافی و زبری سطح اندازه گیری می شود. رسانایی و سختی وضعیت مواد را تأیید می کند و آزمایش فشار آب سفتی را تأیید می کند.

س: چه چیزی باعث خنک شدن ناهموار در چهار طرف قالب می شود؟

الف: انحراف در شکاف آب یا در راستای کانال خنک کننده باعث تغییر سرعت موضعی آب و در نتیجه انتقال حرارت موضعی می شود. هندسه ژاکت ثابت و ضخامت دیواره لوله دقیق دو کنترلی هستند که رشد پوسته را یکنواخت نگه می دارند.