1、Indledning
Med den fortsatte udvikling af moderne industri bliver kravene til kvalitet og ydeevne af metalmaterialer stadig højere. Som et vigtigt led i produktionen af stål og ikke-jernholdige metaller påvirker udviklingsniveauet for kontinuerlig støbeteknologi direkte kvaliteten og produktionseffektiviteten af metalmaterialer. Vakuum kontinuerlig støbeteknologi er baseret på traditionel kontinuerlig støbeteknologi, som placerer formen i et vakuummiljø til støbning. Det har betydelige fordele, såsom at reducere gasindholdet i det smeltede metal, reducere indeslutninger og forbedre kvaliteten af støbeemnet. Nøjagtig styring af metalstrømmen i et vakuummiljø er nøglen til at opnå høj kvalitetvakuum kontinuerlig støbning.
2、Oversigt over vakuumkontinuerlig støbeteknologi
(1)Princippet om vakuum kontinuerlig støbning
Vakuum kontinuerlig støbning er processen med at sprøjte smeltet metal ind i en krystallisator i et vakuummiljø og danne en støbt billet gennem afkøling og størkning. I et vakuummiljø falder opløseligheden af gasser i det smeltede metal, hvilket gør det lettere for gasser at undslippe, hvorved defekter såsom porøsitet i den støbte billet reduceres. Samtidig kan et vakuummiljø også reducere kontakten mellem smeltet metal og luft og mindske genereringen af oxidation og indeslutninger.
(2)Karakteristika ved vakuum kontinuerlig støbning
Forbedring af kvaliteten af støbegods: reduktion af defekter såsom porer og indeslutninger og forbedring af densiteten og renheden af støbegods.
Forbedring af metallers størkningsstruktur: gavnlig til raffinering af kornstørrelse og forbedring af metallers mekaniske egenskaber.
Reducer produktionsomkostningerne: Reducer efterfølgende behandlingstrin og forbedre produktionseffektiviteten.
3、Indflydelsen af vakuummiljø på metalvæskeflow
(1)Nedsat gasopløselighed
I et vakuummiljø er opløseligheden af gasser i smeltet metal betydeligt reduceret, hvilket gør det lettere for gasser at undslippe og danne bobler. Hvis bobler ikke kan udstødes rettidigt, vil der dannes defekter såsom lufthuller i støbningen, hvilket påvirker kvaliteten af støbningen.
(2)Overfladespændingsvariation
Vakuummiljøet vil ændre overfladespændingen af metalvæsken, hvilket påvirker strømningstilstanden og størkningsprocessen af metalvæsken i krystallisatoren. Ændringen i overfladespænding kan føre til en ændring i befugtningsevnen af det smeltede metal, hvilket påvirker kontakttilstanden mellem den støbte barre og krystallisatorvæggen.
(3)Reduceret strømningsmodstand
I et vakuummiljø falder luftens modstand mod strømmen af smeltet metal, og hastigheden af det smeltede metal stiger. Dette kræver mere præcis styring af metalstrømmen for at forhindre fænomener som turbulens og sprøjt.
4、Nøgleudstyr og tekniske midler til præcis styring af metalflow i vakuumkontinuerlig støbemaskine
(1)Krystallisator
Krystallisatorens funktion
Krystallisator er kernekomponenten i en vakuumkontinuerlig støbemaskine, hvis hovedfunktion er at afkøle og størkne det smeltede metal i det for at danne en støbt billet. Formen og størrelsen af krystallisatoren påvirker direkte kvaliteten og dimensionsnøjagtigheden af den støbte billet.
Designkrav til krystallisator
For at opnå præcis kontrol af metalstrømmen skal krystallisatorens design opfylde følgende krav:
(1) God termisk ledningsevne: i stand til hurtigt at overføre varmen fra det smeltede metal, hvilket sikrer afkølingshastigheden af den støbte billet.
(2) Passende tilspidsning: Krystallisatorens tilspidsning bør udformes baseret på støbegodsets krympningsegenskaber for at sikre god kontakt mellem støbegodset og krystallisatorvæggen og for at forhindre fænomener som træk og lækage.
(3) Stabil væskeniveaukontrol: Ved præcise væskeniveaudetektions- og kontrolanordninger opretholdes stabiliteten af metalvæskeniveauet i krystallisatoren, hvilket sikrer ensartetheden af støbekvaliteten.
(2)Stick system
Stikkets funktion
En prop er en vigtig enhed, der bruges til at kontrollere strømningshastigheden og hastigheden af smeltet metal ind i krystallisatoren. Ved at justere stopperens position kan størrelsen og hastigheden af metalstrømmen styres præcist.
Kontrolprincip for stempelsystem
Stikstangssystemet består normalt af en stikstang, en drivmekanisme og et styresystem. Kontrolsystemet justerer stikstangens position gennem drivmekanismen baseret på proceskrav og væskeniveaudetektionssignaler, hvilket opnår præcis kontrol af metalvæskestrømmen.
(3)Elektromagnetisk omrøring
Princippet om elektromagnetisk omrøring
Elektromagnetisk omrøring er brugen af princippet om elektromagnetisk induktion til at generere et roterende magnetfelt i flydende metal, hvilket forårsager omrøringsbevægelse i det flydende metal. Elektromagnetisk omrøring kan forbedre strømningstilstanden af smeltet metal, fremme svævningen af indeslutninger og udslip af gasser og forbedre kvaliteten af støbegods.
Typer og anvendelser af elektromagnetisk omrøring
Elektromagnetisk omrøring er opdelt i forskellige typer såsom elektromagnetisk omrøring med krystallisator, elektromagnetisk omrøring i sekundær kølezone og elektromagnetisk omrøring i størkningsende. I henhold til forskellige proceskrav og støbekvalitetskrav kan passende typer elektromagnetisk omrøring vælges til anvendelse.
(4)Detektion og kontrolsystem for væskeniveau
Metode til påvisning af væskeniveau
Væskeniveaudetektion er et af nøgleleddet til at opnå præcis kontrol af metalvæskestrømmen. De almindeligt anvendte metoder til detektering af væskeniveau omfatter radioaktiv isotopdetektion, ultralydsdetektion, laserdetektion osv. Disse detektionsmetoder har fordelene ved høj nøjagtighed og hurtig responshastighed og kan overvåge ændringerne i det flydende metalniveau i krystallisatoren i realtid .
Sammensætning og arbejdsprincip for væskeniveaukontrolsystem
Væskeniveaukontrolsystemet består normalt af væskeniveausensorer, regulatorer og aktuatorer. Væskeniveausensoren sender det detekterede væskeniveausignal til regulatoren. Styringen justerer stemplets position eller andre kontrolparametre gennem aktuatoren i overensstemmelse med proceskravene og indstillede værdier, hvilket opnår stabil kontrol af metalvæskeniveauet.
5、Procesoptimering af præcis styring af metalflow i vakuumkontinuerlig støbemaskine
(1)Optimer hældeparametre
Hældetemperatur: Rimelig kontrol af hældetemperaturen kan sikre metalvæskens flydende og fyldeevne, samtidig med at man undgår for høj temperatur, der kan forårsage oxidation og sugning af metalvæsken.
Hældehastighed: Vælg den passende hældehastighed baseret på størrelsen og kvalitetskravene til støbeemnet. For høj hældehastighed kan forårsage ustabil metalstrøm, hvilket resulterer i turbulens og sprøjt; En for langsom hældehastighed vil påvirke produktionseffektiviteten.
(2)Forbedre kølesystemet i krystallisatoren
Kontrol af kølevandsstrømningshastighed og strømningshastighed: Baseret på størkningsegenskaberne og kvalitetskravene for støbestykket, bør kølevandsstrømningshastigheden og krystallisatorens strømningshastighed være rimeligt kontrolleret for at sikre kølehastigheden og ensartetheden af støbestykket.
Valg af kølemetoder: Der kan anvendes forskellige kølemetoder som vandkøling og aerosolkøling, og valget og optimeringen kan tage udgangspunkt i konkrete situationer.
(3)Samarbejdsstyring af elektromagnetisk omrøring og stikstavssystem
Optimering af elektromagnetiske omrøringsparametre: Baseret på kvalitetskravene og procesegenskaberne for støbeemnet, optimer frekvensen, intensiteten og omrøringsmetoden for elektromagnetisk omrøring for fuldt ud at udnytte dens funktion.
Samarbejdskontrol af stiksystem og elektromagnetisk omrøring: Gennem en rimelig kontrolstrategi kan det samarbejde mellem stiksystem og elektromagnetisk omrøring opnås for at forbedre stabiliteten af metalflow og kvaliteten af støbegods.
6、Konklusion
Den præcise kontrol af metalstrømmen i et vakuummiljø med envakuum kontinuerlig støbemaskineer nøglen til at opnå højkvalitets billetproduktion. Gennem anvendelse af nøgleudstyr og tekniske midler såsom krystallisatorer, stopsystemer, elektromagnetisk omrøring, væskeniveaudetektion og kontrolsystemer samt procesoptimering kan der effektivt opnås præcis styring af metalflowet. I fremtiden, med udviklingen af intelligent teknologi og anvendelsen af nye materialer, vil vakuumkontinuerlig støbeteknologi fortsætte med at innovere og forbedre, hvilket giver mere pålidelig og effektiv teknisk support til produktion af metalmaterialer. Samtidig skal vi også stå over for udfordringer som høje tekniske vanskeligheder, høje omkostninger og talentmangel og fremme udviklingen og anvendelsen af vakuumkontinuerlig støbeteknologi gennem kontinuerlig indsats og innovation.
Indlægstid: 12. december 2024