Новини

1、Вступ

З безперервним розвитком сучасної промисловості вимоги до якості та експлуатаційних характеристик металевих матеріалів стають дедалі вищими. Як важлива ланка у виробництві сталі та кольорових металів, рівень розвитку технології безперервного лиття безпосередньо впливає на якість та ефективність виробництва металевих матеріалів. Технологія вакуумного безперервного лиття базується на традиційній технології безперервного лиття, яка розміщує форму у вакуумному середовищі для лиття. Вона має значні переваги, такі як зменшення вмісту газу в розплавленому металі, зменшення включень та покращення якості литої заготовки. Точне керування потоком металу у вакуумному середовищі є ключем до досягнення високої якості.вакуумне безперервне лиття.

2、Огляд технології безперервного вакуумного лиття

(1）Принцип вакуумного безперервного лиття

Безперервне лиття у вакуумі – це процес впорскування розплавленого металу в кристалізатор у вакуумному середовищі та формування литої заготовки шляхом охолодження та затвердіння. У вакуумному середовищі розчинність газів у розплавленому металі зменшується, що полегшує їх вихід, тим самим зменшуючи такі дефекти, як пористість у литій заготовці. Водночас вакуумне середовище також може зменшити контакт між розплавленим металом і повітрям, а також зменшити утворення окислення та включень.

(2）Характеристики вакуумного безперервного лиття

Покращення якості виливків: зменшення дефектів, таких як пори та включення, а також підвищення щільності та чистоти виливків.

Покращення структури затвердіння металів: корисно для подрібнення розміру зерен та покращення механічних властивостей металів.

Зменшення виробничих витрат: скорочення наступних етапів обробки та підвищення ефективності виробництва.

3、Вплив вакуумного середовища на потік металевої рідини

(1）Знижена розчинність газу

У вакуумному середовищі розчинність газів у розплавленому металі значно знижується, що полегшує їх вихід та утворення бульбашок. Якщо бульбашки не вдається своєчасно видалити, у виливку утворюються дефекти, такі як повітряні отвори, що впливає на якість виливка.

(2）Зміна поверхневого натягу

Вакуумне середовище змінюватиме поверхневий натяг рідкого металу, впливаючи на стан течії та процес затвердіння рідкого металу в кристалізаторі. Зміна поверхневого натягу може призвести до зміни змочуваності розплавленого металу, що впливає на стан контакту між литою заготовкою та стінкою кристалізатора.

(3）Зменшений опір потоку

У вакуумному середовищі опір повітря потоку розплавленого металу зменшується, а швидкість розплавленого металу збільшується. Це вимагає точнішого контролю потоку металу для запобігання таким явищам, як турбулентність та розбризкування.

4、Основне обладнання та технічні засоби для точного контролю потоку металу у вакуумній машині безперервного лиття заготовок

(1）Кристалізатор

Функція кристалізатора

Кристалізатор є основним компонентом вакуумної машини безперервного лиття заготовок, основною функцією якого є охолодження та затвердіння розплавленого металу в ньому для утворення литої заготовки. Форма та розмір кристалізатора безпосередньо впливають на якість та точність розмірів литої заготовки.

Вимоги до конструкції кристалізатора

Для досягнення точного контролю потоку металу конструкція кристалізатора повинна відповідати наступним вимогам:

(1) Добра теплопровідність: здатність швидко передавати тепло розплавленого металу, забезпечуючи швидкість охолодження литої заготовки.

(2) Відповідна конусність: Конусність кристалізатора повинна бути розроблена на основі характеристик усадки виливка, щоб забезпечити хороший контакт між виливком та стінкою кристалізатора, а також запобігти таким явищам, як витягування та витік.

(3) Стабільний контроль рівня рідини: Завдяки точним пристроям виявлення та контролю рівня рідини підтримується стабільність рівня металевої рідини в кристалізаторі, що забезпечує рівномірність якості лиття.

(2）Система палиць

Функція вилки

Заглушка – це важливий пристрій, який використовується для контролю швидкості потоку та надходження розплавленого металу в кристалізатор. Регулюючи положення заглушки, можна точно контролювати розмір та швидкість потоку металу.

Принцип керування плунжерною системою

Система штока пробки зазвичай складається з штока пробки, приводного механізму та системи керування. Система керування регулює положення штока пробки за допомогою приводного механізму на основі вимог процесу та сигналів виявлення рівня рідини, забезпечуючи точний контроль потоку металевої рідини.

(3）Електромагнітне перемішування

Принцип електромагнітного перемішування

Електромагнітне перемішування – це використання принципу електромагнітної індукції для створення обертового магнітного поля в рідкому металі, що викликає перемішувальний рух у рідкому металі. Електромагнітне перемішування може покращити стан плинності розплавленого металу, сприяти спливанню включень та виходу газів, а також покращити якість виливків.

Типи та застосування електромагнітного перемішування

Електромагнітне перемішування поділяється на різні типи, такі як електромагнітне перемішування кристалізатора, електромагнітне перемішування зони вторинного охолодження та електромагнітне перемішування наприкінці затвердіння. Відповідно до різних вимог процесу та вимог до якості лиття, для застосування можна вибрати відповідні типи електромагнітного перемішування.

(4）Система виявлення та контролю рівня рідини

Метод визначення рівня рідини

Виявлення рівня рідини є одним з ключових елементів для досягнення точного контролю потоку металевої рідини. До поширених методів виявлення рівня рідини належать виявлення радіоактивних ізотопів, ультразвукове виявлення, лазерне виявлення тощо. Ці методи виявлення мають переваги високої точності та швидкості відгуку, а також дозволяють контролювати зміни рівня рідкого металу в кристалізаторі в режимі реального часу.

Склад та принцип роботи системи контролю рівня рідини

Система контролю рівня рідини зазвичай складається з датчиків рівня рідини, контролерів та виконавчих механізмів. Датчик рівня рідини передає виявлений сигнал рівня рідини до контролера. Контролер регулює положення плунжера або інші параметри керування через виконавчий механізм відповідно до вимог процесу та встановлених значень, забезпечуючи стабільний контроль рівня рідини в металі.

5、Оптимізація процесу точного керування потоком металу у вакуумній машині безперервного лиття заготовок

(1）Оптимізація параметрів заливки

Температура заливання: Розумний контроль температури заливання може забезпечити плинність та здатність металевої рідини до заповнення, уникаючи при цьому надмірної температури, яка може спричинити окислення та всмоктування металевої рідини.

Швидкість заливання: Виберіть відповідну швидкість заливання залежно від розміру та вимог до якості литої заготовки. Надмірна швидкість заливання може спричинити нестабільний потік металу, що призведе до турбулентності та розбризкування; Занадто повільна швидкість заливання вплине на ефективність виробництва.

(2）Покращення системи охолодження кристалізатора

Контроль витрати охолоджувальної води та витрати: Виходячи з характеристик затвердіння та вимог до якості ливарної заготовки, витрата охолоджувальної води та витрата кристалізатора повинні бути обґрунтовано контрольовані, щоб забезпечити швидкість охолодження та однорідність ливарної заготовки.

Вибір методів охолодження: Можна використовувати різні методи охолодження, такі як водяне охолодження та аерозольне охолодження, а вибір та оптимізація можуть базуватися на конкретних ситуаціях.

(3）Спільне керування системою електромагнітного перемішування та стрижня

Оптимізація параметрів електромагнітного перемішування: Виходячи з вимог до якості та технологічних характеристик заготовки для лиття, оптимізуйте частоту, інтенсивність та метод перемішування електромагнітного перемішування для повного використання його функції.

Спільне керування системою плунжерів та електромагнітним перемішуванням: Завдяки розумній стратегії керування можна досягти спільної роботи системи плунжерів та електромагнітного перемішування для покращення стабільності потоку металу та якості виливків.

6、Висновок

Точне керування потоком металу у вакуумному середовищі за допомогоювакуумна машина безперервного литтяє ключем до досягнення високоякісного виробництва заготовок. Завдяки застосуванню ключового обладнання та технічних засобів, таких як кристалізатори, системи стопоріння, електромагнітне перемішування, системи виявлення та контролю рівня рідини, а також оптимізації процесів, можна ефективно досягти точного контролю потоку металу. У майбутньому, з розвитком інтелектуальних технологій та застосуванням нових матеріалів, технологія вакуумного безперервного лиття продовжуватиме впроваджувати інновації та вдосконалюватися, забезпечуючи більш надійну та ефективну технічну підтримку виробництва металевих матеріалів. Водночас нам також потрібно зіткнутися з такими викликами, як висока технічна складність, висока вартість та нестача талантів, і сприяти розвитку та застосуванню технології вакуумного безперервного лиття шляхом постійних зусиль та інновацій.