بحث در مورد فناوری تولید روش ریخته‌گری و نورد لوله‌های آلیاژ مس سفید

بحث در مورد فن آوری تولید روش ریخته گری و نورد لوله های آلیاژ مس سفید

کمبود منابع آب شیرین در سراسر جهان به یک نگرانی فزاینده تبدیل شده است. به عنوان یک فناوری افزایشی منبع باز برای منابع آب، نمک زدایی به روشی مهم برای حل بحران جهانی آب تبدیل شده است. اگرچه صنعت شیرین سازی آب دریا در کشور من دیر شروع شد، اما به سرعت توسعه یافته و به طور فزاینده ای به یک صنعت محبوب تبدیل شده است. این کشور در "راهنمای زمینه های کلیدی صنعتی سازی با فناوری پیشرفته با اولویت توسعه فعلی" [1] گنجانده شده است، و در "طرح ویژه برای استفاده از آب دریا"، "طرح کلی طرح توسعه دریایی ملی"، "چندین" گنجانده شده است. نظرات شورای دولتی در مورد تسریع توسعه اقتصاد دایره ای» و سایر برنامه ها و اسناد میان مدت و بلندمدت ملی از حمایت فنی و اقتصادی سیاست های صنعتی ملی مربوطه برای ارتقای توسعه صنعت شیرین سازی آب دریا کشورم برخوردار شده است. نقش مثبتی در ارتقای توسعه جهشی، تحقق بهره برداری پایدار از منابع آب و تضمین توسعه پایدار اقتصاد و جامعه ملی داشته است.

لوله های مسی سفید دارای رسانایی حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی، به ویژه مقاومت در برابر خوردگی ضربه آب دریا هستند. بنابراین، آنها به طور گسترده ای به عنوان لوله های کندانسور برای مبدل های حرارتی در نمک زدایی آب دریا، کشتی ها، نیروگاه های هسته ای و سایر زمینه ها استفاده می شوند. BFe{0}} آماده می‌شود لوله کندانسور مس سفید یکی از متداول‌ترین گریدهای آلیاژی است. در حال حاضر، لوله‌های مسی BFe{1} در داخل و خارج از کشور عمدتاً به روش اکستروژن سنتی تولید می‌شوند، اما به دلیل عملکرد کم و وزن کم یک لوله، نمی‌توانند پاسخگوی نیاز بازار باشند. روش ریخته گری و نورد یک فرآیند تولید لوله مسی پیشرفته است و در تولید لوله های مسی برای تبرید و تهویه مطبوع به موفقیت های زیادی دست یافته است. در حال حاضر این فرآیند با موفقیت در تولید لوله‌های مسی سفید معمولی B5 و در تولید لوله‌های BFe{3}} با موفقیت آزمایش شده است. استفاده از روش ریخته‌گری و نورد برای تولید لوله‌های مسی سفید نه تنها می‌تواند بر کاستی‌های روش اکستروژن سنتی مانند راندمان کم، سرمایه‌گذاری زیاد، بازده کم و وزن کویل کوچک غلبه کند، بلکه تولید لوله‌های بسیار بلند را نیز تسهیل می‌کند. مبدل های حرارتی برای نیروگاه های پرقدرت و با ظرفیت بالا و نیروگاه های هسته ای. بنابراین، استفاده از روش های ریخته گری و نورد با تکنولوژی پیشرفته در حال حاضر، روند توسعه در تولید لوله های آلیاژ مسی است.

مسیر فرآیند ریخته گری و نورد عبارت است از: مواد اولیه - ریخته گری مداوم افقی - صاف کردن و آسیاب کردن - 3-نورد سیاره ای غلتکی - سیم پیچی افقی - کشش ترکیبی بادامک - کشش دیسک معکوس - صاف کردن و اره کردن - بازپخت روشن - بررسی بسته بندی - محصول نهایی.

ریخته‌گری پیوسته افقی لوله‌های خالی و 3-نورد سیاره‌ای غلتکی دو فرآیند کلیدی در فرآیند تولید ریخته‌گری و نورد هستند. مشکلات فنی عمدتاً در دو جنبه زیر منعکس می شود: (1) آلیاژ BFe{2}} دارای نقطه ذوب بالا و سیالیت ضعیف فلز مذاب است. نحوه استفاده از ریخته‌گری پیوسته افقی برای تهیه لوله‌های توخالی واجد شرایط BFe10-1-1. (2) 3-فرایند نورد سیاره‌ای یک فرآیند تغییر شکل پیچیده با بارگذاری چرخه‌ای محلی است. استحکام بالای آلیاژ BFe{6}} برای نورد سیاره ای بسیار مهم است. الزامات فرآیند و تجهیزات با تعیین پارامترهای منطقی فرآیند تولید، نه تنها به دست آوردن لوله های مسی BFe10-1-1 با سطوح روشن و کیفیت واجد شرایط، حصول اطمینان از پیشرفت روان تولید، اهمیت زیادی دارد، بلکه برای بهینه سازی طراحی و سرمایه گذاری تجهیزات تولید نیز مفید است. .

این مقاله عمدتاً تولید لوله‌های مسی BFe10-1-1 را به روش ریخته‌گری و نورد از طریق دو فرآیند ریخته‌گری پیوسته افقی و نورد سیاره‌ای مورد تجزیه و تحلیل و بحث قرار می‌دهد.

1. تجزیه و تحلیل و بحث در مورد فرآیند ریخته گری پیوسته افقی

ریخته گری پیوسته افقی اولین فرآیند برای اجرای روش ریخته گری و نورد است. کیفیت لوله های ریخته گری پیوسته افقی مستقیماً کیفیت لوله آلیاژی تمام شده را تعیین می کند. شکل 1 یک نمودار شماتیک از لوله های توخالی ریخته گری پیوسته افقی است. در طی ریخته گری مداوم افقی، آلیاژ در کوره ذوب ذوب می شود و در کوره نگهدارنده گرم نگه داشته می شود. با رسیدن به دمای ریختن، ماشین ریخته گری خالی راه اندازی می شود. فلز مذاب از طریق ورودی مایع وارد قالب گرافیت می شود، تحت تأثیر آستین مسی خنک شده با آب جامد شده و تشکیل می شود و لوله خالی از کریستالایزر خارج می شود. سپس برای خنک شدن مستقیم آب اسپری کنید. در فرآیند ریخته گری مداوم افقی، دمای ریخته گری و سیستم کشش بیلت تأثیر مهمی بر کیفیت لوله خالی دارد.

1.1 اثر دمای ریخته گری

در طی فرآیند ریخته‌گری پیوسته افقی بیلت لوله مسی BFe10-1-1، پس از ورود فلز مذاب به کریستالایزر، شروع به جامد شدن تحت تأثیر آب خنک‌کننده می‌کند تا یک پوسته بیلت تشکیل شود. با کاهش دما، پوسته تراکم شروع به جمع شدن می کند. از آنجایی که لایه بیرونی پوسته تراکم دمای پایین و انقباض زیاد دارد، در حالی که لایه داخلی دارای دمای بالا و انقباض کوچک است، تنش داخلی در پوسته تراکم وجود دارد. هنگامی که تنش داخلی بیش از حد زیاد باشد، به راحتی می توان ترک ایجاد کرد. . تنش داخلی ریخته گری را می توان طبق فرمول زیر بدست آورد:

F=E·λ·△T［3］در فرمول، F تنش داخلی دال ریخته‌گری، MPa است. E مدول الاستیک، MPa است. λ ضریب انقباض خطی است، 10-6/K; ΔT فاصله بین دو نقطه از پوسته جامد شده است. تفاوت دما بین K. از فرمول بالا می توان دریافت که وقتی ماده ثابت است، اندازه تنش داخلی در ریخته گری متناسب با اختلاف دمای داخل و خارج پوسته تراکم است. کاهش اختلاف دما بین داخل و خارج پوسته تراکم می تواند تنش داخلی در پوسته تراکم را کاهش دهد و در نتیجه از ایجاد ترک جلوگیری کند.

هنگامی که دمای ریخته گری خیلی زیاد است، داخل پوسته تراکم به آرامی سرد می شود و همچنان دمای بالا را حفظ می کند، در حالی که بیرون به سرعت سرد می شود. به خصوص پس از ورود به منطقه خنک کننده ثانویه، دمای سطح بیرونی پوسته تراکم تحت عمل خنک کننده مستقیم آب به شدت کاهش می یابد و باعث آسیب های داخلی و خارجی به پوسته میعان می شود. اگر اختلاف دما خیلی زیاد باشد، به راحتی می توان ترک های سرد ایجاد کرد.

بنابراین، ریخته گری در دمای پایین باید تا حد امکان در طی ریخته گری مداوم افقی اتخاذ شود. البته اینطور نیست که هر چه دمای ریخته گری کمتر باشد، بهتر است، زیرا دمای ریخته گری خیلی کم است، ویسکوزیته فلز مذاب افزایش می یابد و سیالیت کاهش می یابد و پر کردن کامل قالب گرافیت و جداسازی سرد را دشوار می کند. نقص در سطح لوله خالی ظاهر می شود. بنابراین، انتخاب معقول دمای ریخته‌گری تأثیر حیاتی بر کیفیت لوله‌های ریخته‌گری پیوسته افقی دارد. با توجه به تجربه مربوطه، دمای ریخته گری بین 1230 درجه تا 1250 درجه مناسب تر است.

1.2 تأثیر سیستم کشش بیلت

1.2.1 انتخاب حالت ترسیم بیلت

روش‌های متداول کشیدن بیلت در ریخته‌گری پیوسته افقی شامل موارد زیر است: (2) نوع کشش فشار. (3) نوع کشش-فشار-توقف-فشار. انتخاب حالت کشش بیلت به استحکام آلیاژ مربوط می شود. آلیاژ کوپرونیکل باید حالت کشش بیلت pull-stop-push-stop را اتخاذ کند.

. این حالت کشش بیلت دارای ویژگی های زیر است: (1) یک زمان مکث پس از کشیدن وجود دارد، به طوری که فلز مذاب در کریستالایزر زمان کافی برای خنک شدن و جامد شدن داشته باشد، در نتیجه پوسته بیلت را ضخیم می کند و استحکام آن را بهبود می بخشد.

(2) پس زدن به موقع می تواند انقباض سرد بیلت را به موقع جبران کند، ترک های داغ را جوش داده و از کیفیت بیلت اطمینان حاصل کند. در عین حال، مقدار معقولی فشار بک نیز می تواند پوسته بیلت را شل کند و از چسبیدن آن به دیواره کریستالایزر جلوگیری کند. مقاومت کششی را کاهش دهید.

1.2.2 تأثیر سرعت ریخته گری خالی

سرعت کشش بیلت عامل کلیدی موثر بر کیفیت بیلت لوله مسی سفید است. هنگامی که سایر پارامترهای فرآیند ریخته‌گری تعیین می‌شوند، هرچه سرعت ریخته‌گری سریع‌تر باشد، عمق حفره مایع در کریستالایزر عمیق‌تر می‌شود. اختلاف دما بین کف حفره مایع و سطح دال ریخته‌گری افزایش می‌یابد و تنش حرارتی ریخته‌گری نیز افزایش می‌یابد و در نتیجه تمایل به ترک‌خوردگی داغ افزایش می‌یابد. بزرگ. بنابراین، سرعت ریخته گری باید در طول ریخته گری مداوم افقی به طور مناسب کاهش یابد و سرعت ریخته گری باید در 330 تا 350 میلی متر در دقیقه کنترل شود. هنگامی که سرعت ریخته گری بیلت تعیین می شود، اتخاذ یک سیستم ریخته گری بیلت با فرکانس بالا و طول کشش کم به کاهش مقاومت استارت و به دست آوردن دالی با سطح صاف و بدون ترک کمک می کند.

2. تجزیه و تحلیل و بحث در مورد فرآیند نورد سیاره ای

هسته فناوری ریخته گری و نورد نورد سیاره ای است. با اعمال تغییر شکل زیاد، دانه های ریخته گری تیوب بلانک به طور کامل شکسته می شوند، به طوری که بلنک لوله نورد دارای دانه های ریز و یکنواخت است و سطوح داخلی و خارجی روشن و غیر اکسیده می شوند و زیربنای مناسبی برای فرآیند کشش بعدی فراهم می کند. . لوله های با کیفیت بالا.

2.1 تعیین دمای نورد

شکل 2 منحنی تغییر خواص مکانیکی دمای بالا لوله مسی سفید BFe{1}} را نشان می دهد. از منحنی شکل 2 می توان دید که لوله مسی سفید BFe{3}} دارای انعطاف پذیری خوبی در دمای اتاق است. با افزایش دما، استحکام کششی و ازدیاد طول لوله خالی، روند نزولی را نشان می دهد، به خصوص در حدود 600 درجه. ، ازدیاد طول و انقباض منطقه به سرعت کاهش می یابد. با ادامه افزایش دما، ازدیاد طول و انقباض ناحیه شروع به افزایش می‌کند، در حالی که استحکام کششی به کاهش ادامه می‌دهد، که نشان می‌دهد در حدود 600 درجه، انعطاف‌پذیری BFe10 - 1 - 1 لوله مسی سفید خالی است* **تفاوت. بنابراین هنگام غلتاندن شمش لوله مسی سفید BFe{7}} باید از این محدوده دما پرهیز شود و دمای پایین یا زیاد برای نورد انتخاب شود.

اگر دمای بالا برای نورد انتخاب شود، مقاومت تغییر شکل لوله خالی و نیروی غلتشی مورد نیاز کم است، اما لوله خالی باید تا دمای بالاتر گرم شود، که انرژی زیادی مصرف می کند و معنای سیاره ای را از دست می دهد. نورد (مزایای نورد سیاره ای) در دمای اتاق نورد می شود و می تواند به تبلور مجدد کامل برسد. در طول نورد در دمای پایین، اگرچه لوله خالی مقاومت در برابر تغییر شکل بالایی دارد و نیاز به عملکرد بالای آسیاب نورد و قالب دارد، گرمای اصطکاک و گرمای تغییر شکل پلاستیک تولید شده در طول فرآیند نورد به سرعت دمای لوله خالی را به حدود 850 درجه افزایش می دهد. ، دستیابی به لوله خالی کاملاً متبلور می شود که به طور قابل توجهی عملکرد را بهبود می بخشد و به مزایای نورد سیاره ای بازی کامل می دهد. بنابراین، نورد در دمای پایین باید برای نورد سیاره‌ای BFe{3}} استفاده شود.

2.2 انتخاب زاویه انحراف

همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، رول های آسیاب نورد سیاره ای 3- دارای زاویه شیب و زاویه انحراف خاصی هستند. زاویه شیب فشار شعاعی را برای قطعه نورد فراهم می کند و باعث تغییر شکل فشاری شعاعی قطعه نورد می شود، در حالی که زاویه انحراف فشار محوری را برای قطعه نورد فراهم می کند. نیروی رو به جلو باعث می شود قطعه نورد شده به سمت جلو حرکت کند.

در طول فرآیند تولید، ابتدا باید از کاهش منطقی لوله خالی اطمینان حاصل کنیم، یعنی ابتدا زاویه شیب را تعیین کنیم و سپس زاویه شیب را تنظیم کنیم تا سرعت نورد معقول تر شود. زاویه شیب آسیاب نورد سیاره ای به طور کلی از 50 درجه تا 55 درجه انتخاب می شود که می تواند کاهش بخش نورد را تا حد زیادی افزایش دهد و نورد تغییر شکل بزرگ و نورد شمش لوله نازک را انجام دهد. زاویه انحراف رول یک پارامتر بسیار مهم در 3-فرایند نورد سیاره‌ای است. این بر نیروی غلتشی روی رول و سرعت خروجی قطعه نورد شده تأثیر می گذارد.

از منظر هندسی، افزایش زاویه انحراف، مولفه سرعت رو به جلو قطعه نورد شده را افزایش می دهد، بنابراین سرعت خروج قطعه نورد شده به طور قابل توجهی افزایش می یابد، که می تواند کارایی تولید را بهبود بخشد. با این حال، هر چه زاویه انحراف بزرگتر باشد، بهتر است. از آنجا که افزایش زاویه انحراف باعث افزایش سطح تماس بین رول و انبار نورد می شود، اصطکاک افزایش می یابد و تنش روی رول افزایش می یابد. این امر الزامات بیشتری را بر روی ساختار و بار کارخانه نورد ایجاد می کند که به طور اجتناب ناپذیری سرمایه گذاری تجهیزات را افزایش می دهد. بنابراین، کنترل زاویه انحراف رول در یک محدوده معقول می تواند سرعت خروج مناسب قطعه نورد شده را بدون بالا بردن بیش از حد نیروی نورد تضمین کند. با توجه به تجربه مربوطه، زاویه انحراف رول در محدوده معقولی از 7 درجه تا 8 درجه تنظیم شده است.

3. نتیجه گیری

با فرض برآورده ساختن نیازهای تولید، انتخاب منطقی پارامترهای فرآیند اصلی ریخته‌گری پیوسته افقی و نورد سیاره‌ای می‌تواند لوله‌های مسی سفید BFe{1}} با کیفیت بالا با سطوح داخلی و خارجی روشن و غیر اکسیده تولید کند. الزامات پردازش

(1) دمای ریخته گری معقول برای ریخته گری مداوم افقی بیلت لوله مسی سفید BFe 1230 درجه ~ 1250 درجه است.

(2) حالت ریخته‌گری پیوسته افقی بیلت لوله مسی سفید BFe{1} باید حالت pull-stop-push-stop را اتخاذ کند و سرعت ریخته‌گری باید در 330 ~ 350mm/min کنترل شود. پس از تعیین سرعت ریخته‌گری، از بالا استفاده کنید. سیستم ریخته‌گری شمش با فرکانس کم و طول کشش کم برای کاهش مقاومت استارت و به‌دست آوردن دالی با سطح صاف و بدون ترک مفید است.

(3) BFe{1}} انعطاف پذیری لوله های مسی نیکل در حدود 600 درجه بدترین است. در طول چرخش سیاره ای باید از این محدوده دما اجتناب شود. به منظور استفاده کامل از مزایای نورد سیاره ای و صرفه جویی در انرژی و کاهش مصرف، BFe10 - 1 - 1

نورد دمای پایین باید در نورد سیاره ای استفاده شود.

(4) در هنگام نورد سیاره ای BFe{1}}، زاویه شیب آسیاب نورد باید 50 درجه تا 55 درجه باشد و زاویه انحراف غلتک باید بین 7 درجه تا 8 درجه کنترل شود.