1、Introducció
Amb el desenvolupament continu de la indústria moderna, els requisits de qualitat i rendiment dels materials metàl·lics són cada cop més elevats. Com a vincle important en la producció d'acer i metalls no ferrosos, el nivell de desenvolupament de la tecnologia de colada contínua afecta directament la qualitat i l'eficiència de producció dels materials metàl·lics. La tecnologia de colada contínua al buit es basa en la tecnologia de colada contínua tradicional, que col·loca el motlle en un entorn de buit per a la colada. Té avantatges significatius com ara la reducció del contingut de gas en el metall fos, la reducció d'inclusions i la millora de la qualitat del toll de colada. Controlar amb precisió el flux de metall en un entorn de buit és la clau per aconseguir una alta qualitat.colada contínua al buit.
2、Visió general de la tecnologia de colada contínua al buit
(1）El principi de la colada contínua al buit
La colada contínua al buit és el procés d'injectar metall fos en un cristal·litzador en un ambient de buit i formar una palanquilla fosa mitjançant refredament i solidificació. En un ambient de buit, la solubilitat dels gasos en el metall fos disminueix, cosa que facilita que els gasos s'escapin, reduint així defectes com la porositat a la palanquilla fosa. Al mateix temps, un ambient de buit també pot reduir el contacte entre el metall fos i l'aire i disminuir la generació d'oxidació i inclusions.
(2）Característiques de la colada contínua al buit
Millorar la qualitat de les peces de fosa: reduir defectes com ara porus i inclusions, i millorar la densitat i la puresa de les peces de fosa.
Millorar l'estructura de solidificació dels metalls: beneficiós per refinar la mida del gra i millorar les propietats mecàniques dels metalls.
Reduir els costos de producció: reduir els passos de processament posteriors i millorar l'eficiència de la producció.
3、La influència de l'entorn de buit en el flux de líquids metàl·lics
(1）Disminució de la solubilitat del gas
En un entorn de buit, la solubilitat dels gasos en el metall fos es redueix significativament, cosa que facilita que els gasos s'escapin i formin bombolles. Si les bombolles no es poden expulsar de manera oportuna, es formaran defectes com ara forats d'aire a la fosa, cosa que afectarà la qualitat de la fosa.
(2）Variació de la tensió superficial
L'entorn de buit canviarà la tensió superficial del líquid metàl·lic, afectant l'estat de flux i el procés de solidificació del líquid metàl·lic al cristal·litzador. El canvi en la tensió superficial pot provocar un canvi en la humectabilitat del metall fos, afectant l'estat de contacte entre el lingot fos i la paret del cristal·litzador.
(3）Resistència al flux reduïda
En un ambient de buit, la resistència de l'aire al flux de metall fos disminueix i la velocitat del metall fos augmenta. Això requereix un control més precís del flux de metall per evitar fenòmens com ara turbulències i esquitxades.
4、Equipament clau i mitjans tècnics per a un control precís del flux de metall en una màquina de colada contínua al buit
(1）Cristal·litzador
La funció del cristal·litzador
El cristal·litzador és el component central de la màquina de colada contínua al buit, la funció principal del qual és refredar i solidificar el metall fos que conté per formar un toll fos. La forma i la mida del cristal·litzador afecten directament la qualitat i la precisió dimensional del toll fos.
Requisits de disseny per al cristal·litzador
Per aconseguir un control precís del flux de metall, el disseny del cristal·litzador ha de complir els requisits següents:
(1) Bona conductivitat tèrmica: capaç de transferir ràpidament la calor del metall fos, garantint la velocitat de refredament del toll fos.
(2) Conicitat adequada: la conicitat del cristal·litzador s'ha de dissenyar en funció de les característiques de contracció de la peça de fosa per garantir un bon contacte entre la peça de fosa i la paret del cristal·litzador i per evitar fenòmens com ara l'estirament i les fuites.
(3) Control estable del nivell de líquid: mitjançant dispositius precisos de detecció i control del nivell de líquid, es manté l'estabilitat del nivell de líquid metàl·lic al cristal·litzador, garantint la uniformitat de la qualitat de la fosa.
(2）Sistema de pals
La funció de l'endoll
Un tap és un dispositiu important que s'utilitza per controlar el cabal i la velocitat del metall fos al cristal·litzador. Ajustant la posició del tap, es pot controlar amb precisió la mida i la velocitat del flux de metall.
Principi de control del sistema de pistó
El sistema de vareta de tap normalment consta d'una vareta de tap, un mecanisme d'accionament i un sistema de control. El sistema de control ajusta la posició de la vareta de tap mitjançant el mecanisme d'accionament en funció dels requisits del procés i dels senyals de detecció del nivell de líquid, aconseguint un control precís del flux de líquid metàl·lic.
(3）Agitació electromagnètica
El principi de l'agitació electromagnètica
L'agitació electromagnètica és l'ús del principi de la inducció electromagnètica per generar un camp magnètic giratori en metall líquid, provocant un moviment d'agitació en el metall líquid. L'agitació electromagnètica pot millorar l'estat de flux del metall fos, promoure la flotació d'inclusions i l'escapament de gasos i millorar la qualitat de les peces de fosa.
Tipus i aplicacions de l'agitació electromagnètica
L'agitació electromagnètica es divideix en diferents tipus, com ara l'agitació electromagnètica del cristal·litzador, l'agitació electromagnètica de la zona de refredament secundària i l'agitació electromagnètica de final de solidificació. Segons els diferents requisits del procés i els requisits de qualitat de la fosa, es poden seleccionar els tipus d'agitació electromagnètica adequats per a l'aplicació.
(4）Sistema de detecció i control del nivell de líquid
Mètode de detecció del nivell de líquid
La detecció del nivell de líquid és un dels enllaços clau per aconseguir un control precís del flux de líquids metàl·lics. Els mètodes de detecció del nivell de líquid més utilitzats inclouen la detecció d'isòtops radioactius, la detecció per ultrasons, la detecció làser, etc. Aquests mètodes de detecció tenen els avantatges d'una alta precisió i una velocitat de resposta ràpida, i poden controlar els canvis en el nivell de metall líquid al cristal·litzador en temps real.
Composició i principi de funcionament del sistema de control del nivell de líquid
El sistema de control del nivell de líquid normalment consta de sensors de nivell de líquid, controladors i actuadors. El sensor de nivell de líquid transmet el senyal de nivell de líquid detectat al controlador. El controlador ajusta la posició de l'èmbol o altres paràmetres de control a través de l'actuador segons els requisits del procés i els valors establerts, aconseguint un control estable del nivell de líquid metàl·lic.
5、Optimització del procés de control precís del flux de metall en una màquina de colada contínua al buit
(1）Optimitzar els paràmetres de vessament
Temperatura de vessament: un control raonable de la temperatura de vessament pot garantir la fluïdesa i la capacitat d'ompliment del líquid metàl·lic, evitant alhora una temperatura excessiva que pugui causar oxidació i succió del líquid metàl·lic.
Velocitat de colada: trieu la velocitat de colada adequada en funció de la mida i els requisits de qualitat de la palanquilla de fosa. Una velocitat de colada excessiva pot causar un flux de metall inestable, que provoca turbulències i esquitxades; una velocitat de colada massa lenta afectarà l'eficiència de la producció.
(2）Millorar el sistema de refrigeració del cristal·litzador
Control del cabal i del cabal d'aigua de refrigeració: en funció de les característiques de solidificació i els requisits de qualitat del tocot de fosa, el cabal d'aigua de refrigeració i el cabal del cristal·litzador s'han de controlar raonablement per garantir la velocitat de refredament i la uniformitat del tocot de fosa.
Selecció de mètodes de refrigeració: es poden utilitzar diferents mètodes de refrigeració, com ara la refrigeració per aigua i la refrigeració per aerosols, i la selecció i optimització es poden basar en situacions específiques.
(3）Control col·laboratiu del sistema d'agitació electromagnètica i vareta d'endoll
Optimització dels paràmetres d'agitació electromagnètica: en funció dels requisits de qualitat i les característiques del procés de la peça en brut de fosa, optimitzeu la freqüència, la intensitat i el mètode d'agitació electromagnètica per aprofitar al màxim la seva funció.
Control col·laboratiu del sistema de taps i l'agitació electromagnètica: mitjançant una estratègia de control raonable, es pot aconseguir el treball col·laboratiu del sistema de taps i l'agitació electromagnètica per millorar l'estabilitat del flux de metall i la qualitat de les peces de fosa.
6、Conclusió
El control precís del flux de metall en un entorn de buit mitjançant unmàquina de colada contínua al buités la clau per aconseguir una producció de palanques d'alta qualitat. Mitjançant l'aplicació d'equips clau i mitjans tècnics com ara cristal·litzadors, sistemes de taps, agitació electromagnètica, sistemes de detecció i control del nivell de líquid, així com l'optimització de processos, es pot aconseguir un control precís del flux de metall de manera efectiva. En el futur, amb el desenvolupament de tecnologia intel·ligent i l'aplicació de nous materials, la tecnologia de colada contínua al buit continuarà innovant i millorant, proporcionant un suport tècnic més fiable i eficient per a la producció de materials metàl·lics. Al mateix temps, també hem d'afrontar reptes com l'alta dificultat tècnica, l'alt cost i l'escassetat de talent, i promoure el desenvolupament i l'aplicació de la tecnologia de colada contínua al buit mitjançant esforços i innovació continus.
Data de publicació: 12 de desembre de 2024
