חֲדָשׁוֹת

1【מָבוֹא

עם ההתפתחות המתמשכת של התעשייה המודרנית, הדרישות לאיכות ולביצועים של חומרי מתכת הולכות וגדלות. כחלק חשוב בייצור פלדה ומתכות לא ברזליות, רמת הפיתוח של טכנולוגיית יציקה רציפה משפיעה ישירות על איכות ויעילות הייצור של חומרי מתכת. טכנולוגיית יציקה רציפה בוואקום מבוססת על טכנולוגיית יציקה רציפה מסורתית, אשר מציבה את התבנית בסביבת ואקום ליציקה. יש לה יתרונות משמעותיים כגון הפחתת תכולת הגז במתכת המותכת, הפחתת תכלילים ושיפור איכות ביל היציקה. שליטה מדויקת בזרימת המתכת בסביבת ואקום היא המפתח להשגת איכות גבוהה.יציקה רציפה בוואקום.

2【סקירה כללית של טכנולוגיית יציקה רציפה בוואקום

(1）עקרון היציקה הרציפה בוואקום

יציקה רציפה בוואקום היא תהליך של הזרקת מתכת מותכת לתוך גבישי בסביבת ואקום ויצירת יציקה באמצעות קירור והתמצקות. בסביבת ואקום, מסיסות הגזים במתכת המותכת פוחתת, מה שמקל על גזים לדלוף, ובכך מפחית פגמים כמו נקבוביות ביציקה. יחד עם זאת, סביבת ואקום יכולה גם להפחית את המגע בין המתכת המותכת לאוויר, ולהפחית את יצירת החמצון והתכלילים.

(2）מאפייני יציקה רציפה בוואקום

שיפור איכות היציקות: צמצום פגמים כגון נקבוביות ותכלילים, ושיפור צפיפות וטוהר היציקות.

שיפור מבנה ההתמצקות של מתכות: מועיל לזיקוק גודל הגרגרים ולשיפור התכונות המכניות של מתכות.

הפחתת עלויות ייצור: הפחתת שלבי עיבוד עתידיים ושיפור יעילות הייצור.

3【השפעת סביבת הוואקום על זרימת נוזל מתכת

(1）מסיסות גז מופחתת

בסביבת ואקום, מסיסות הגזים במתכת מותכת מצטמצמת משמעותית, מה שמקל על גזים לברוח וליצור בועות. אם לא ניתן להוציא בועות בזמן, ייווצרו פגמים כמו חורי אוויר ביציקה, ויפגעו באיכות היציקה.

(2）וריאציה של מתח פני השטח

סביבת הוואקום תשנה את מתח הפנים של נוזל המתכת, וישפיע על מצב הזרימה ותהליך ההתמצקות של נוזל המתכת במגביש. השינוי במתח הפנים עלול להוביל לשינוי ביכולת הרטיבות של המתכת המותכת, וישפיע על מצב המגע בין היצוק לדופן המגביש.

(3）התנגדות זרימה מופחתת

בסביבת ואקום, התנגדות האוויר לזרימת המתכת המותכת פוחתת, ומהירות המתכת המותכת עולה. זה דורש שליטה מדויקת יותר בזרימת המתכת כדי למנוע תופעות כמו טורבולנציה והתזות.

4【ציוד מפתח ואמצעים טכניים לבקרה מדויקת של זרימת מתכת במכונת יציקה רציפה בוואקום

(1）גבישייר

תפקידו של גביש

גביש הוא המרכיב המרכזי של מכונת יציקה רציפה בוואקום, שתפקידו העיקרי הוא לקרר ולמצק את המתכת המותכת שבתוכה ליצירת יצוק. צורתו וגודלו של הגביש משפיעים ישירות על האיכות והדיוק הממדי של היצוק.

דרישות תכנון עבור גבישייר

על מנת להשיג שליטה מדויקת בזרימת המתכת, תכנון המגביש צריך לעמוד בדרישות הבאות:

(1) מוליכות תרמית טובה: מסוגל להעביר במהירות את חום המתכת המותכת, תוך הבטחת מהירות קירור של היצוק.

(2) התחדדות מתאימה: יש לתכנן את התחדדות של המגביש בהתבסס על מאפייני ההתכווצות של היציקה כדי להבטיח מגע טוב בין היציקה לדופן המגביש, ולמנוע תופעות כגון משיכה ודליפה.

(3) בקרת מפלס נוזלים יציבה: באמצעות התקני גילוי ובקרה מדויקים של מפלס נוזלים, נשמרת יציבות מפלס נוזל המתכת בקריסטליזטור, מה שמבטיח אחידות באיכות היציקה.

(2）מערכת מקלות

תפקידו של התקע

פקק הוא מכשיר חשוב המשמש לשליטה בקצב הזרימה ובמהירות של מתכת מותכת לתוך הקריסטל. על ידי כוונון מיקום הפקק, ניתן לשלוט במדויק בגודל ובמהירות זרימת המתכת.

עקרון הבקרה של מערכת הבוכנה

מערכת מוטות התקע מורכבת בדרך כלל ממוט תקע, מנגנון הנעה ומערכת בקרה. מערכת הבקרה מתאימה את מיקום מוט התקע באמצעות מנגנון ההנעה בהתבסס על דרישות התהליך ואותות גילוי מפלס הנוזל, ובכך משיגה שליטה מדויקת על זרימת נוזל המתכת.

(3）ערבוב אלקטרומגנטי

עקרון הבחישה האלקטרומגנטית

ערבוב אלקטרומגנטי הוא השימוש בעקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית ליצירת שדה מגנטי מסתובב במתכת נוזלית, הגורם לתנועת ערבוב במתכת הנוזלית. ערבוב אלקטרומגנטי יכול לשפר את מצב הזרימה של מתכת מותכת, לקדם את צף התכלילים ואת בריחת הגזים, ולשפר את איכות היציקות.

סוגים ויישומים של ערבוב אלקטרומגנטי

ערבוב אלקטרומגנטי מחולק לסוגים שונים כגון ערבוב אלקטרומגנטי של גיבוש, ערבוב אלקטרומגנטי של אזור קירור משני, וערבוב אלקטרומגנטי בסוף התמצקות. בהתאם לדרישות התהליך השונות ודרישות איכות היציקה, ניתן לבחור סוגי ערבוב אלקטרומגנטיים מתאימים ליישום.

(4）מערכת גילוי ובקרה של מפלס נוזלים

שיטת גילוי מפלס נוזלים

גילוי מפלס נוזלים הוא אחד החוליות המרכזיות להשגת בקרה מדויקת בזרימת נוזל המתכת. שיטות גילוי מפלס נוזלים נפוצות כוללות גילוי איזוטופים רדיואקטיביים, גילוי אולטרסאונד, גילוי לייזר וכו'. לשיטות גילוי אלו יתרונות של דיוק גבוה ומהירות תגובה מהירה, והן יכולות לנטר את השינויים במפלס המתכת הנוזלית במגבר בזמן אמת.

הרכב ועקרון פעולה של מערכת בקרת מפלס נוזלים

מערכת בקרת מפלס הנוזל מורכבת בדרך כלל מחיישני מפלס נוזל, בקרים ומפעילים. חיישן מפלס הנוזל משדר את אות מפלס הנוזל שזוהה לבקר. הבקר מתאים את מיקום הבוכנה או פרמטרי בקרה אחרים דרך המפעיל בהתאם לדרישות התהליך ולערכים שנקבעו, ומשיג שליטה יציבה במפלס נוזל המתכת.

5【אופטימיזציה של תהליך של בקרה מדויקת של זרימת מתכת במכונת יציקה רציפה בוואקום

(1）אופטימיזציה של פרמטרי המזיגה

טמפרטורת המזיגה: שליטה סבירה בטמפרטורת המזיגה יכולה להבטיח את נזילותו ויכולת המילוי של נוזל המתכת, תוך הימנעות מטמפרטורה מוגזמת שעלולה לגרום לחמצון ויניקה של נוזל המתכת.

מהירות יציקה: בחרו את מהירות היציקה המתאימה בהתבסס על גודל ודרישות האיכות של חומר היציקה. מהירות יציקה מוגזמת עלולה לגרום לזרימת מתכת לא יציבה, וכתוצאה מכך למערבולות והתזות; מהירות יציקה איטית מדי תשפיע על יעילות הייצור.

(2）שיפור מערכת הקירור של המגביש

בקרת קצב זרימת מי הקירור וקצב הזרימה: בהתבסס על מאפייני ההתמצקות ודרישות האיכות של בילט היציקה, יש לשלוט באופן סביר בקצב זרימת מי הקירור ובקצב הזרימה של המגביש כדי להבטיח את מהירות הקירור והאחידות של בילט היציקה.

בחירת שיטות קירור: ניתן להשתמש בשיטות קירור שונות כגון קירור מים וקירור אירוסולי, והבחירה והאופטימיזציה יכולות להתבסס על מצבים ספציפיים.

(3）בקרה שיתופית של מערכת ערבוב אלקטרומגנטית ומוט תקע

אופטימיזציה של פרמטרי ערבוב אלקטרומגנטי: בהתבסס על דרישות האיכות ומאפייני התהליך של ריק היציקה, יש לבצע אופטימיזציה של התדירות, העוצמה ושיטת הערבוב של הערבוב האלקטרומגנטי כדי לנצל את מלוא תפקידו.

בקרה שיתופית של מערכת התקעים והערבוב האלקטרומגנטי: באמצעות אסטרטגיית בקרה סבירה, ניתן להשיג את העבודה השיתופית של מערכת התקעים והערבוב האלקטרומגנטי כדי לשפר את יציבות זרימת המתכת ואת איכות היציקות.

6【מַסְקָנָה

שליטה מדויקת בזרימת מתכת בסביבת ואקום על ידימכונת יציקה רציפה ואקוםהוא המפתח להשגת ייצור בילט באיכות גבוהה. באמצעות יישום ציוד מרכזי ואמצעים טכניים כגון גבישי מתכת, מערכות פקקים, ערבוב אלקטרומגנטי, מערכות גילוי ובקרה של מפלס נוזלים, כמו גם אופטימיזציה של תהליכים, ניתן להשיג ביעילות שליטה מדויקת בזרימת המתכת. בעתיד, עם פיתוח טכנולוגיה חכמה ויישום חומרים חדשים, טכנולוגיית יציקה רציפה בוואקום תמשיך לחדש ולהשתפר, ותספק תמיכה טכנית אמינה ויעילה יותר לייצור חומרי מתכת. במקביל, עלינו להתמודד גם עם אתגרים כגון קושי טכני גבוה, עלות גבוהה ומחסור בכישרונות, ולקדם את הפיתוח והיישום של טכנולוגיית יציקה רציפה בוואקום באמצעות מאמצים וחדשנות מתמשכים.