خطهای تولید
قراضه آهن و فولاد شاید در نگاه اول کالایی بیاستفاده، فاقد ارزش و کارآیی باشد که بهترین راه خلاصی از آن معدوم کردن آن باشد، ولی همین ماده بیارزش در جایی دیگر حکم طلا پیدا میکند.
تا جایی که فولادسازان و کارخانه های مرتبط، بدون قراضه و البته سنگ آهن تقریبا بیکار میشوند. صنعت بازیافت، یک صنعت مهم و اساسی در کشور بشمار میآید که طی آن ضایعات و قراضههای آهن و فولاد جمع آوری و با ذوب و تبدیل به شمش، قابلیت استفاده در صنعت را مجددا پیدا مینماید.
شمش تولید شده در کارگاه های نورد به قطعات با ارزش تبدیل میگردد و بدین وسیله قراضه و ضایعات آهن و فولاد مجددا به چرخه مصرف وارد میگردد.
مجموعه فولاد کاویان سپنتا با استفاده از تجهیزات به روز و نیروی انسانی متخصص تلاش بر بازیافت و کمک به سرانه تولید کشور دارد.
امروزه قراضه آهن و فولاد نه تنها در بازارهای داخلی، بلکه در بازارهای جهانی از رونق بسیار خوبی برخوردار است. بازیافت و بازگشت مجدد هر یک تن قراضه در چرخه تولید فولاد سبب صرفه جویی حداقل ۱۱۳۴ کیلوگرم سنگ آهن، ۶۳۵ کیلوگرم کک و ۵۵ کیلوگرم آهک میشود. در عین حال این امر باعث صرفه جویی ۷۵ درصدی در مصرف انرژی به کار گرفته شده و کاهش زمان تولید خواهد شد.
مراحل ریخته گری پیوسته
ریخته گری پیوسته (Continuous Casting) یعنی شکل دهی پیوسته و مستقیم فلز مذاب به مقاطع فلزی نیمه نهایی مانند شمش، بیلت و اسلب. در این فرایند تمام مسیر ریخته گری در یک خط تولید خلاصه شده است. یعنی در یک دستگاه مخصوص، فرآیند ریختهگری تا سرد شدن نهایی قطعات به صورت پیوسته انجام می گیرد. و هیچ نیازی به توقف دستگاه یا خارج کردن قطعات و انتقال آن ها به مرحله بعدی نیست.
در ابتدا فلز مذاب به درون کوره ای ریخته می شود. همین ابتدا لازم است عملیاتی نظیر کنترل ترکیب آلیاژی، گاز زدایی و رساندن مذاب به دمای مطلوب انجام گیرد.
سپس فلز مذاب به مخزن (منابع تغذیه) که اولین بخش ریختهگری پیوسته هستند، انتقال مییابد. دقت داشته باشید که همواره یک منبع تغذیه آماده برای جایگزین کردن با منبع تغذیۀ ابتدایی لازم است.
در مرحله بعد این مذاب با یک لولۀ دیرگداز، به مخزن ثابتی به نام «تاندیش» ریخته میشود. وظیفۀ مهم تاندیش، تامین مذاب لازم برای عملکرد پیوستۀ دستگاه ریخته گری مداوم همزمان با تعویض منبع تغذیه است. البته تنظیم مقدار مذاب، پایین آوردن دمای فلز مذاب و در نتیجه کاهش سیالیت آن نیز به عهدۀ تاندیش است.
در ادامه فلز مذابی که در تاندیش است، با لوله هایی به قالبهای مسی انتقال مییابد. این قالب وظیفه شکلدهی و سرمایش اولیۀ فلز را در ریختهگری بهعهده دارد.
برای سرمایش، انواع روش های خنک کنندگی را میتوان اجرا کرد. ساده ترین استراتژی، استفاده از آب سرد است. نوسان هایی که این قالب در این مرحله انجام میدهد، باعث میشود فلزی بر روی سطح درونی قالب باقی نماند. این قالب باید مقاومت به خوردگی بالا و قابلیت انتقال حرارت خوبی داشته باشد.
در طول سرمایش قالب، یک لایۀ نازک فلزی در مجاورت قالب منجمد می شود. این لایه را استرند (Strand) می نامند. درون لایه های استرند، هنوز فلز مذاب وجود دارد. از این رو استرندها به وسیلۀ فضای بستۀ ریل های خنک کننده حمایت می شوند تا به واسطۀ فشار مذاب، تغییر شکل ندهند یا دچار شکست نشوند. در این مرحله از ریخته گری مداوم ، لایۀ استرند با حجم زیاد آب خنک می شود تا انجماد مذاب درون آن با سرعت بیشتری اتفاق بیفتد.
در این مرحله، شمش گداخته وارد ناحیه خنک کننده ثانویه که در زیر قالب قرار دارد، میشود. در این ناحیه شمش توسط آب به صورتی خنک میشود که فرایند انجماد تا هسته شمش پیش روی کند و پس از خارج شدن از این ناحیه به طور کامل جامد شده باشد.
در بخش سرمایش ثانویه آب به وسیلۀ نازل هایی با فشار نزدیک به 0.2 تا 0.3 مگاپاسکال به صورت پودر به همه سطوح شمش پاشیده می شود و آن را به صورت یکنواخت خنک می کند. مصرف آب در این ناحیه، معمولا نزدیک به 0.5 تا 0.8 متر مکعب به ازای هر تن فولاد است.
مذاب با عبور از یک قالب مسی آبگرد، برای اولین بار شکل مقطع مورد نظر را به خود می گیرد. در ادامه خط ریخته گری مداوم، غلتکهایی تعبیه شدهاند که ابعاد مقطع را کنترل میکنند و سبب افقی شدن حرکت مقطع میشوند. همزمان با کاهش دما در خط تولید و انجماد مذاب، مقطع نهایی تولید میشود.
فرایندهای پس از تولید
با توجه به کاربرد کارفرما، فرایندهای دیگری نیز میتوان روی مقاطع تولیدی ایجاد کرد. برای مثال، لایه های اکسیدی ایجاد شده در سطح مقطع، به کمک فشار آب جدا میشوند. همچنین مقاطع اسلب (تختال)، بیلت و بلوم در طول های مشخصی به کمک هوا برش، بریده میشوند.
از آن جا که شمشها معمولا محصول نیمه تمام هستند، همواره پس از ریخته گری تحت فرایندهای مختلف مکانیکی نورد، پتک کاری، مفتول کشی و… قرار میگیرند.
در بسیاری از واحدهای تولیدی دیده میشود که شمش قبل از سرد شدن کامل، به بخش نورد که در ادامۀ واحد ریختهگری پیوسته قرار دارد منتقل شده و تمام و یا قسمتی از تغییر شکل بر روی آن انجام می شود.
میخواهید از امکانات و تجهیزات سایت های تولید ما با خبر شوید؟
توضیحات کامل در مورد تجهیزات و سایت های تولید در صفحات زیر موجود است
انواع روش های ریخته گری مداوم
ریخته گری پیوسته عمودی با ناحیه انجماد ثانویه عمودی و برش شمش در وضعیت عمودی
ریختهگری پیوسته عمودی یکی از روشهای پیشرفته در تولید فلزات است که بهویژه برای تولید شمشهای فولادی، آلومینیومی و مسی کاربرد دارد. این فرآیند، کارآمدی بالا و کیفیت مطلوب محصول را تضمین میکند.
مراحل فرآیند:
- ریختهگری اولیه: فلز مذاب از طریق سیستم ریختهگری وارد قالب مسی آبگرد شده و شروع به انجماد میکند.
- ناحیه انجماد ثانویه: پس از خروج فلز از قالب، فرآیند انجماد در ناحیه ثانویه ادامه مییابد. در این بخش، از اسپری آب یا سیستم خنککاری دیگر برای کنترل دمای شمش و افزایش کیفیت ساختاری استفاده میشود. این ناحیه در طراحی عمودی، نقش مهمی در جلوگیری از ترکخوردگی و بهبود خواص مکانیکی دارد.
- انتقال شمش: شمش به سمت پایین حرکت میکند و شکل و ابعاد نهایی خود را پیدا میکند.
- برش در وضعیت عمودی: پس از رسیدن به طول موردنظر، شمش در همان حالت عمودی بریده میشود. این روش برش، باعث کاهش فشارهای مکانیکی و حرارتی شده و دقت ابعادی محصول را افزایش میدهد.
مزایای طراحی عمودی:
- کیفیت بالاتر محصول: انجماد یکنواخت در راستای عمودی، باعث کاهش نواقص ساختاری مانند حفرههای انقباضی و ترکهای داخلی میشود.
- کاهش اتلاف انرژی: حرکت شمش در جهت جاذبه، نیاز به تجهیزات حمل افقی را کاهش داده و فرآیند را سادهتر میکند.
- ایمنی بیشتر: عدم نیاز به تغییر وضعیت شمش، خطرات مرتبط با جابهجایی افقی را به حداقل میرساند.
کاربردها:
- این روش بیشتر در تولید شمشهای مورد استفاده در صنایع خودروسازی، ساختمانسازی و ابزار دقیق بهکار گرفته میشود.
در نهایت، ریختهگری پیوسته عمودی با ناحیه انجماد ثانویه، روشی کارآمد و پیشرفته برای بهبود کیفیت محصولات فلزی و کاهش هزینههای تولید است.
ریخته گری پیوسته عمودی با ناحیه انجماد ثانویه عمودی، خمش شمش به جایگاه افقی و برش آن در وضعیت افقی
ریختهگری پیوسته یکی از مهمترین فرآیندهای صنعتی برای تولید شمشهای فلزی است که به طور گسترده در صنایع فولاد و آلومینیوم استفاده میشود. در این روش، انتقال فلز مذاب به شمش جامد بهصورت پیوسته و بدون وقفه انجام میگیرد. یکی از طراحیهای رایج در این فرآیند، ریختهگری پیوسته عمودی با خمش شمش به حالت افقی است.
مراحل فرآیند:
ریختهگری اولیه: فلز مذاب از طریق قالب مسی با سیستم خنککننده وارد قالب ریختهگری میشود و فرآیند انجماد آغاز میگردد.
ناحیه انجماد ثانویه عمودی: در این مرحله، شمش از قالب خارج شده و انجماد آن با استفاده از سیستم خنککاری اسپری آب ادامه پیدا میکند. این بخش برای تضمین کیفیت سطحی و درونی شمش بسیار حیاتی است.
خمش شمش: پس از خروج از ناحیه انجماد ثانویه، شمش که در حالت عمودی قرار دارد، به تدریج از طریق غلتکها خم شده و به موقعیت افقی منتقل میشود. این مرحله نیازمند طراحی دقیق برای جلوگیری از ترکخوردگی یا تنشهای مکانیکی در شمش است.
برش افقی: در نهایت، شمش به طول موردنظر رسیده و در حالت افقی با دستگاههای برش دقیق بریده میشود.
مزایای طراحی با خمش شمش:
- استفاده بهینه از فضای کارخانه: خمش شمش به حالت افقی امکان استفاده از خطوط تولید کوتاهتر را فراهم میکند و بهرهوری فضا را افزایش میدهد.
- آسانی در حمل و نقل: شمشهای افقی برای جابهجایی، ذخیرهسازی و پردازشهای بعدی مناسبتر هستند.
- کنترل کیفیت بهتر: فرآیند برش در وضعیت افقی دقت بیشتری دارد و لبههای برش صافتر و یکنواختتری ارائه میدهد.
چالشها و راهحلها:
- خطر ترکخوردگی در مرحله خمش: استفاده از دمای مناسب و طراحی پیشرفته غلتکها میتواند این خطر را کاهش دهد.
- هزینههای طراحی: اگرچه طراحی خطوط تولید با خمش شمش پیچیدهتر است، مزایای اقتصادی در بلندمدت هزینههای اولیه را توجیه میکند.
کاربردها:
این روش به طور گسترده در تولید شمشهای فولادی و آلومینیومی برای استفاده در صنایع ساختمانی، خودروسازی، و تجهیزات سنگین به کار گرفته میشود.
در مجموع، ریختهگری پیوسته عمودی با ناحیه انجماد ثانویه عمودی و خمش شمش به حالت افقی، ترکیبی از فناوری پیشرفته و طراحی مهندسی است که بهرهوری بالا و کیفیت محصول نهایی را تضمین میکند.
ریختهگری پیوسته خمیده با ناحیه انجماد ثانویه خمیده و برش شمش در وضعیت افقی
ریختهگری پیوسته خمیده یکی از روشهای پیشرفته در تولید شمشهای فلزی است که با هدف افزایش بهرهوری و کاهش هزینههای تولید طراحی شده است. این فرآیند به دلیل طراحی خمیده خود، امکان استفاده از خطوط تولید کوتاهتر و مناسبتر را فراهم میکند.
مراحل فرآیند:
- ریختهگری اولیه: فلز مذاب از سیستم ریختهگری وارد قالب خمیده مسی با سیستم خنککننده میشود. این قالب خمیده، اولین مرحله در شکلدهی فلز مذاب به حالت جامد و خمیده را فراهم میکند.
ناحیه انجماد ثانویه خمیده: پس از خروج از قالب اولیه، انجماد در یک ناحیه خمیده ادامه پیدا میکند. شعاع خمیدگی این بخش میتواند ثابت یا متغیر باشد. در شعاع خمیدگی متغیر، تغییر تدریجی شعاع برای کاهش تنشهای مکانیکی در شمش طراحی شده است.
انتقال شمش: شمش به طور پیوسته از میان غلتکهای هدایتکننده عبور کرده و به حالت افقی منتقل میشود. این مرحله اهمیت بالایی در حفظ یکپارچگی ساختاری شمش دارد.
برش افقی: پس از دستیابی به طول دلخواه، شمش در وضعیت افقی بریده میشود. این برش دقیق، شمشهای استاندارد و آماده برای پردازشهای بعدی را فراهم میکند.
ویژگیها و مزایای ناحیه خمیده:
- بهرهوری بالا: طراحی خمیده باعث کاهش ارتفاع تجهیزات و نیاز به فضای عمودی میشود، که برای کارخانههایی با محدودیت فضایی ایدهآل است.
- کاهش تنشهای حرارتی: استفاده از شعاع خمیدگی متغیر تنشهای حرارتی و مکانیکی را در طول فرآیند کاهش میدهد و کیفیت ساختاری شمش را بهبود میبخشد.
- حمل و نقل آسانتر: خمیده بودن فرآیند، شمش را مستقیماً به حالت افقی منتقل میکند که برای جابهجایی و انبارداری مناسبتر است.
چالشها:
- طراحی پیچیده: سیستمهای خمیده نیازمند طراحی دقیق و تکنولوژی پیشرفتهای برای جلوگیری از ترکخوردگی یا تغییر شکل غیر یکنواخت هستند.
- هزینههای اولیه: هزینه ساخت تجهیزات خمیده ممکن است بیشتر از طراحیهای عمودی باشد، اما مزایای طولانیمدت اقتصادی این هزینهها را جبران میکند.
کاربردها:
ریختهگری پیوسته خمیده بیشتر در تولید شمشهای فولادی، آلومینیومی و مسی استفاده میشود که در صنایع خودروسازی، ساخت و ساز و تولید تجهیزات سنگین کاربرد دارند.
این روش به دلیل انعطافپذیری در طراحی و توانایی تولید شمشهای با کیفیت بالا، به عنوان یکی از بهترین روشها در ریختهگری پیوسته شناخته میشود.