أخبار

1、مقدمة

مع التطور المستمر للصناعة الحديثة، تتزايد متطلبات جودة وأداء المواد المعدنية. وباعتبارها حلقةً أساسيةً في إنتاج الصلب والمعادن غير الحديدية، يؤثر مستوى تطور تقنية الصب المستمر تأثيرًا مباشرًا على جودة وكفاءة إنتاج المواد المعدنية. تعتمد تقنية الصب المستمر الفراغي على تقنية الصب المستمر التقليدية، حيث يُوضع القالب في بيئة مفرغة من الهواء للصب. وتتميز هذه التقنية بمزايا هامة، منها تقليل محتوى الغاز في المعدن المنصهر، والحد من الشوائب، وتحسين جودة سبيكة الصب. ويُعد التحكم الدقيق في تدفق المعدن في بيئة مفرغة من الهواء مفتاحًا أساسيًا لتحقيق جودة عالية.الصب المستمر بالتفريغ.

2、لمحة عامة عن تقنية الصب المستمر بالتفريغ

(1)مبدأ الصب المستمر بالتفريغ

الصب المستمر بالتفريغ هو عملية حقن المعدن المنصهر في جهاز التبلور ضمن بيئة مفرغة من الهواء، ثم تشكيل قالب مصبوب من خلال التبريد والتصلب. في بيئة التفريغ، تقل قابلية ذوبان الغازات في المعدن المنصهر، مما يسهل خروجها ويقلل من العيوب كالمسامية في القالب المصبوب. في الوقت نفسه، تقلل بيئة التفريغ من التلامس بين المعدن المنصهر والهواء، وبالتالي تقلل من تكوّن الأكسدة والشوائب.

(2)خصائص الصب المستمر بالتفريغ

تحسين جودة المسبوكات: تقليل العيوب مثل المسام والشوائب، وتعزيز كثافة ونقاء المسبوكات.

تحسين بنية التصلب للمعادن: مفيد لتنقية حجم الحبيبات وتعزيز الخواص الميكانيكية للمعادن.

خفض تكاليف الإنتاج: تقليل خطوات المعالجة اللاحقة وتحسين كفاءة الإنتاج.

3、تأثير بيئة الفراغ على تدفق السائل المعدني

(1)انخفاض قابلية ذوبان الغاز

في بيئة مفرغة من الهواء، تقل قابلية ذوبان الغازات في المعدن المنصهر بشكل ملحوظ، مما يسهل خروجها وتكوين فقاعات. وإذا لم تتمكن هذه الفقاعات من الخروج في الوقت المناسب، ستتشكل عيوب مثل الثقوب الهوائية في المسبوكة، مما يؤثر على جودتها.

(2)تغير التوتر السطحي

سيؤدي الفراغ إلى تغيير التوتر السطحي للمعدن السائل، مما يؤثر على حالة تدفقه وعملية تصلبه في جهاز التبلور. وقد يؤدي هذا التغيير في التوتر السطحي إلى تغيير في قابلية المعدن المنصهر للترطيب، مما يؤثر على حالة التلامس بين القالب المصبوب وجدار جهاز التبلور.

(3)مقاومة تدفق منخفضة

في بيئة مفرغة من الهواء، تقل مقاومة الهواء لتدفق المعدن المنصهر، وتزداد سرعة المعدن المنصهر. وهذا يتطلب تحكماً أدق في تدفق المعدن لمنع ظواهر مثل الاضطراب والتناثر.

4、المعدات الرئيسية والوسائل التقنية للتحكم الدقيق في تدفق المعدن في آلة الصب المستمر بالتفريغ

(1)المُبلور

وظيفة جهاز التبلور

يُعدّ المُبلور المكوّن الأساسي في آلة الصبّ المستمرّ بالتفريغ، وتتمثّل وظيفته الرئيسية في تبريد وتصلّب المعدن المنصهر داخله لتشكيل قالب مصبوب. ويؤثّر شكل وحجم المُبلور بشكل مباشر على جودة ودقة أبعاد القالب المصبوب.

متطلبات تصميم جهاز التبلور

لتحقيق تحكم دقيق في تدفق المعدن، يجب أن يفي تصميم جهاز التبلور بالمتطلبات التالية:

(1) موصلية حرارية جيدة: قادرة على نقل حرارة المعدن المنصهر بسرعة، مما يضمن سرعة تبريد السبيكة المصبوبة.

(2) التناقص المناسب: يجب تصميم التناقص في جهاز التبلور بناءً على خصائص انكماش المسبوكة لضمان اتصال جيد بين المسبوكة وجدار جهاز التبلور، ولمنع ظواهر مثل السحب والتسرب.

(3) التحكم المستقر في مستوى السائل: من خلال أجهزة الكشف والتحكم الدقيقة في مستوى السائل، يتم الحفاظ على استقرار مستوى السائل المعدني في جهاز التبلور، مما يضمن توحيد جودة الصب.

(2)نظام العصا

وظيفة القابس

السدادة أداة مهمة تُستخدم للتحكم في معدل تدفق وسرعة المعدن المنصهر إلى جهاز التبلور. ومن خلال ضبط موضع السدادة، يمكن التحكم بدقة في حجم وسرعة تدفق المعدن.

مبدأ التحكم في نظام المكبس

يتكون نظام قضيب السد عادةً من قضيب سد، وآلية تحريك، ونظام تحكم. يقوم نظام التحكم بضبط موضع قضيب السد من خلال آلية التحريك بناءً على متطلبات العملية وإشارات كشف مستوى السائل، مما يحقق تحكمًا دقيقًا في تدفق المعدن السائل.

(3)التحريك الكهرومغناطيسي

مبدأ التحريك الكهرومغناطيسي

التحريك الكهرومغناطيسي هو استخدام مبدأ الحث الكهرومغناطيسي لتوليد مجال مغناطيسي دوار في المعدن السائل، مما يُحدث حركة تحريك فيه. يُحسّن التحريك الكهرومغناطيسي من انسيابية المعدن المنصهر، ويُعزز طفو الشوائب وخروج الغازات، وبالتالي يُحسّن جودة المسبوكات.

أنواع وتطبيقات التحريك الكهرومغناطيسي

ينقسم التحريك الكهرومغناطيسي إلى أنواع مختلفة، مثل التحريك الكهرومغناطيسي في منطقة التبلور، والتحريك الكهرومغناطيسي في منطقة التبريد الثانوي، والتحريك الكهرومغناطيسي في نهاية التصلب. وبناءً على متطلبات العملية المختلفة ومتطلبات جودة الصب، يمكن اختيار أنواع التحريك الكهرومغناطيسي المناسبة للتطبيق.

(4)نظام الكشف عن مستوى السائل والتحكم فيه

طريقة الكشف عن مستوى السائل

يُعدّ قياس مستوى السائل أحد أهمّ العناصر لتحقيق تحكّم دقيق في تدفّق المعدن السائل. تشمل طرق قياس مستوى السائل الشائعة الاستخدام الكشف بالنظائر المشعة، والكشف بالموجات فوق الصوتية، والكشف بالليزر، وغيرها. تتميّز هذه الطرق بدقّتها العالية وسرعة استجابتها، وقدرتها على رصد تغيّرات مستوى المعدن السائل في جهاز التبلور في الوقت الفعلي.

مكونات ومبدأ عمل نظام التحكم في مستوى السائل

يتكون نظام التحكم في مستوى السائل عادةً من مستشعرات مستوى السائل، ووحدات تحكم، ومشغلات. يرسل مستشعر مستوى السائل إشارة مستوى السائل المُكتشفة إلى وحدة التحكم. تقوم وحدة التحكم بضبط موضع المكبس أو غيره من معايير التحكم عبر المشغل وفقًا لمتطلبات العملية والقيم المُحددة، مما يحقق تحكمًا مستقرًا في مستوى السائل المعدني.

5、تحسين عملية التحكم الدقيق في تدفق المعدن في آلة الصب المستمر بالتفريغ

(1)تحسين معايير الصب

درجة حرارة الصب: يمكن للتحكم المعقول في درجة حرارة الصب أن يضمن سيولة وقدرة ملء السائل المعدني، مع تجنب درجة الحرارة المفرطة التي قد تسبب أكسدة السائل المعدني وسحبه.

سرعة الصب: اختر سرعة الصب المناسبة بناءً على حجم ومتطلبات جودة قطعة الصب. قد تؤدي سرعة الصب المفرطة إلى تدفق غير مستقر للمعدن، مما ينتج عنه اضطراب وتناثر؛ بينما تؤثر سرعة الصب البطيئة جدًا على كفاءة الإنتاج.

(2)تحسين نظام التبريد الخاص بالمبلور

التحكم في معدل تدفق مياه التبريد ومعدل التدفق: بناءً على خصائص التصلب ومتطلبات الجودة لسبائك الصب، يجب التحكم بشكل معقول في معدل تدفق مياه التبريد ومعدل تدفق البلورة لضمان سرعة التبريد وتجانس سبائك الصب.

اختيار طرق التبريد: يمكن استخدام طرق تبريد مختلفة مثل التبريد بالماء والتبريد بالرذاذ، ويمكن أن يستند الاختيار والتحسين إلى حالات محددة.

(3)التحكم التعاوني في نظام التحريك الكهرومغناطيسي ونظام قضيب التوصيل

تحسين معلمات التحريك الكهرومغناطيسي: بناءً على متطلبات الجودة وخصائص عملية صب الخام، يتم تحسين التردد والشدة وطريقة التحريك الكهرومغناطيسي للاستفادة الكاملة من وظيفته.

التحكم التعاوني في نظام السدادة والتحريك الكهرومغناطيسي: من خلال استراتيجية تحكم معقولة، يمكن تحقيق العمل التعاوني لنظام السدادة والتحريك الكهرومغناطيسي لتحسين استقرار تدفق المعدن وجودة المسبوكات.

6、خاتمة

التحكم الدقيق في تدفق المعادن في بيئة مفرغة بواسطةماكينة صب مستمر بالتفريغيُعدّ التحكم الدقيق في تدفق المعدن مفتاحًا أساسيًا لإنتاج سبائك عالية الجودة. فمن خلال استخدام المعدات والوسائل التقنية الرئيسية، كالمُبلورات وأنظمة السدادات والتحريك الكهرومغناطيسي وأنظمة كشف مستوى السائل والتحكم فيه، فضلًا عن تحسين العمليات، يُمكن تحقيق تحكم دقيق وفعّال في تدفق المعدن. وفي المستقبل، ومع تطور التكنولوجيا الذكية واستخدام مواد جديدة، ستواصل تقنية الصب المستمر بالتفريغ ابتكاراتها وتحسيناتها، مُوفرةً دعمًا تقنيًا أكثر موثوقية وكفاءة لإنتاج المواد المعدنية. وفي الوقت نفسه، علينا مواجهة تحدياتٍ كصعوبة التقنية العالية والتكلفة المرتفعة ونقص الكفاءات، والعمل على تعزيز تطوير وتطبيق تقنية الصب المستمر بالتفريغ من خلال الجهود المتواصلة والابتكار.