Kaip Dandong Pengxin Machinery gamina šlakų kubilus: dėžutės liejimas su dervos smėliu, dviejų medžiagų ekspertizė ir griežtas kokybės kontrolė

Šlako kubilai yra vieni iš labiausiai reikalaujamų komponentų plieno gamyboje. Jie sukurti šlakui kaupyti, vežti ir išpilti, kai jo temperatūra viršija 1300 °C. Šie sunkūs indai turi atlaikyti nuolatinį šiluminį ciklavimą, agresyvią šlako cheminę sudėtį ir daugkartinį mechaninį poveikį. Vienas struktūrinis gedimas gali sukelti katastrofiškas avarijas gamykloje.

At Dandong Pengxin Machinery Co., Ltd. – įkurta 1958 m. Dandonge, Liaoningo provincijoje, Kinijoje – šlako kubilų gamyba remiasi beveik septyniasdešimties metų liejyklinės patirties pagrindu. Įmonė veikia 66 000 m² gamybos plote, kur dirba 330 darbuotojų, o jos metinė gamybos galia artėja prie 100 000 tonų. „Pengxin“ tiekia šlako kubilus plieno gamyklose Šiaurės Amerikoje, Europoje ir Azijoje. Šiame straipsnyje paaiškinama, kaip „Pengxin“ gamina šlako kubilus naudodama dėžutės formavimo metodą su dervos smėliu, apima medžiagų pasirinkimą – sferoidinio grafito lietąjį geležį ir lietąjį plieną, gamybos procesą bei visapusišką kokybės kontrolės sistemą, kuri užtikrina kiekvienos siuntos kokybę.

Dėžutės formavimo metodo su dervos smėliu privalumai

Dėl dėžių formavimo iš smėlio ir dervos naudojamos sintetinės dervos rišamosios medžiagos – dažniausiai furano arba fenolio – sumaišytos su kvarciniu smėliu ir rūgštinio katalizatoriaus pagalba, kad būtų suformuotos standžios, chemiškai susijungusios formos. Šis procesas, palyginti su žaliuoju smėliu arba lukštų formavimu, užtikrina:

• Tikslią matmeninę tikslumą , todėl mažinamos apdirbimo leidžiamos nuokrypios dideliuose liejiniuose.
• Glatus paviršius , todėl sumažinami tokie defektai kaip smėlio įtraukimai ir venų atsiradimas.
• Didelę formos stiprumą , kuri leidžia atlaikyti tonomis tiršto metalo hidrostatinį slėgį.

„Pengxin“ turi dvi visiškai automatizuotas dėžių formavimo iš smėlio ir dervos linijas, kurių bendras metinis gamybos pajėgumas siekia 400 000 tonų. Toks mastas leidžia gaminti tiek vieną unikalų šlako kibirą, tiek didelėmis serijomis.

Medžiagų pasirinkimas: lankstusis geležis ir liejamosios plieno rūšys

„Pengxin“ siūlo šlako kibirus dviejų medžiagų grupėse, parinkdama kiekvienos rūšies kokybę atitinkamai kiekvienos gamyklos eksploatavimo sąlygoms.

Lankstusis geležis (QT500-7, QT600-3)

Kovinis geležies šlako indai plačiai naudojami aukštųjų krosnių ir vidutinės temperatūros taikymuose. Sferoidinės grafito mikrostruktūros užtikrina gerą šilumos laidumą, svyravimų slopinimą ir puikią liejimo savybę – sudėtingos formos su kintančiu sienelių storiu patikimai užpildomos. Kovinė geležis suteikia palankų kainos ir našumo santykį šlako temperatūroms, kurios yra žemesnės už geležies fazinio virsmo diapazoną. Tačiau aukštesnė kovinės geležies perėjimo nuo kovumo prie šlakumo temperatūra riboja jos naudojimą žemiau nulio temperatūroje arba stipriai veikiamose sąlygose.

Lietasis plienas (mažaleginis Cr-Mo, Ni-Cr-Mo)

Ekstremalioms eksploatavimo sąlygoms – pagrindinėms deguonies krosnims (BOF) arba elektrinėms lankinėms krosnims (EAF), kurių šlako temperatūra viršija 1400 °C, liejamosios plieno detalės užtikrina pranašesnį stiprumą, platesnį darbo temperatūrų diapazoną ir didesnį tempiamąjį stiprumą. Plieno šlako kibirai atlaiko sunkų kranavimą ir smūginį apkrovimą be trapaus lūžimo ir gali būti suvirinti pakartotinai, kad būtų pratęsta jų tarnavimo trukmė. Kompromisas – aukštesnė medžiagos kaina ir sudėtingesnis liejyklos kontrolės reikalavimas: lydyto plieno piltuvės temperatūra yra apie 1550–1600 °C, todėl reikia specializuotų šilumos izoliacinės medžiagos ir išleidimo kanalų konstrukcijos.

Pengxin metalurgijos inžinieriai tiesiogiai bendradarbiauja su klientais, kad rekomenduotų optimalų medžiagos ženklą remiantis šlako cheminėmis savybėmis, eksploatacinėmis temperatūromis, kranų našumu ir numatyta kampanijos trukme.

Gamybos proceso apžvalga

Šablonų gamyba ir formavimas

Kiekvienas šlako kibiras pradedamas nuo tikslaus šablono — medinio, aliumininio arba epoksidinio — kuris sukurtas su medžiagai būdingais susitraukimo leidimais (1,0–1,5 % – sferoidiniam čiurėnui, 2,0–2,5 % – liejamosios plieninės lydinio). „Pengxin“ gamina šablonus ir šerdies dėžes pati. Dėžės mišinys su dervomis sutankinamas aplink šabloną ir kietėja kambario temperatūroje per kelias minutes. Toliau formos pusės sujungiamos su šerdimis, kad susidarytų vidinės ertmės.

Lydymas, apdorojimas ir piltis

Vidutinės dažnio indukcijos krosnys lydo žaliavą kontroliuojamomis sąlygomis. Kiekvienas lydymo ciklas yra tiriamas naudojant optinę emisinę spektrometriją (OES) cheminės sudėties patikrinimui prieš išpilant. Sferoidinio čiurėno lydiniai apdorojami sferoidinimo medžiaga (Fe-Si-Mg) per liejimo indą arba įforminimo metodais. Pilimo temperatūra ir greitis griežtai kontroliuojami, kad būtų išvengta turbulencijos sukeltų įtraukų ir užtikrinta kryptinis kietėjimas dėl tinkamai suprojektuotos įpilimo sistemos ir išpilimo kanalų.

Aušinimas, išforminimas ir apdirbimas

Didelės šlako kubilai, sveriantys kelis tonas, gali atvėsti formoje 24–72 valandas prieš išimant. Po mechaninio smėlio pašalinimo liejiniams atliekami liejimo kanalų (rizinų) pjovimas, įleidimo kanalų pašalinimas ir paviršiaus šlifavimas.

Karščio apdorojimas

• Malleabilius keta : įtempimų nušalinimo kaitinimas 550–620 °C temperatūroje arba normalizavimas 880–920 °C temperatūroje – aukštesnės stiprumo klasės gaminiams.
• Lietas plienas : normalizavimas ir kalimas (N+K) arba užšaldymas ir kalimas (U+K), dažniausiai normalizavimas 900–950 °C temperatūroje, po kurio seka kalimas 600–700 °C temperatūroje.

Kiekvienas terminio apdorojimo ciklas fiksuojamas skaitmeniniu būdu. Temperatūros–laiko kreivės archyvuojamos ir įtraukiamos į kliento kokybės dokumentaciją, kad būtų užtikrinta auditų pagal ISO 9001 ir IATF 16949 sekliškumo reikalavimų laikymasis.

Kokybės patikrinimas: daugiasluoksnė garantija

Pengxin patikrinimo protokolas nepaliekia jokių kompromisų. Kiekvienas šlako kubilas prieš išleidimą praeina šešis kontrolės taškus:

1. Vizualinis ir matmenų patikrinimas

100 % vizualinė paviršiaus defektų (trūkumų, smėlio įtraukimų, susitraukimo, šaltų sujungimų) patikra. Kritiniai matmenys (paukščio skersmuo, sienelės storis, sukabintuvų centro atstumas, krašto geometrija) tikrinami naudojant lazerinius stebėjimo įrenginius, koordinatinius matavimo aparatus (CMM) ir didelio formato kalibrus. 3D skenavimas suteikia visą nuokrypių spalvotą žemėlapį sudėtingoms kontūrams.

2. Magnetinės dalelių patikra (MT)

Atliekama visuose prieinamuose paviršiuose – ypač sukabintuvų išsikišimuose, pakėlimo akutėse ir flanšų perėjimuose – MT aptinka paviršiaus ir arti paviršiaus esančius netolygumus, kurių dydis gali būti net 0,5 mm. Į liejinius sukuriamas magnetinis laukas; fluorescencinės arba matomosios dažų dalelės kaupiasi trūkumų vietose, suteikdamos nedelsiant matomą vizualinę indikaciją.

3. Ultragarso patikra (UT)

Kai MT aptinka paviršiaus defektus, UT tikrina vidinę vientisumą. Aukštos dažnio garso impulsai, siunčiami į krosnelės sieną, atsispindi nuo vidinių netolygumų – porų, šlako įtraukų, susitraukimo, sluoksniavimo – ir rodomi A-typo skenuojamojo ekrane. Pengxin specialistai, sertifikatuoti pagal ASNT standartus, visus didelės įtampos plotus tikrina pagal ASTM A609 arba EN 12680-1 standartus, taip pat tikrindami sienos storį tinklelio taškuose visame krosnelės kūne.

4. Mechaninių savybių bandymai

Tempimo bandiniai, išfrezuoti iš bandymo strypų arba išliejimo metu prilietų bandinių, tiriami pagal ASTM E8 / ISO 6892 standartus, nustatant takumo stiprį, maksimalų tempimo stiprį ir ištįsimą. Charpy V-formos pjūvio smūginio stiprio bandymai (ASTM E23 / ISO 148) patvirtina medžiagos kietumą nurodytose temperatūrose. Brinellio kietumo matavimai suteikia greitą lauko patikrinimo orientyrą.

5. Metalografinis tyrimas

Poliruoti ir rūgščių veikiami bandiniai tiriami mikroskopu. Kietajame geležiniame lydinyje pagal ISO 945 standartą įvertinama sferulinės grafito struktūros laipsnis, grafito rutuliukų kiekis ir grafito dydžio pasiskirstymas; Pengxin nuolat pasiekia sferulinės grafito struktūros laipsnį virš 90 %. Lietajame plieno lydinyje tikrinamas grūdelių dydis, fazių pasiskirstymas ir žalingų fazių, pvz., grūdelių ribose susidariusių karbido junginių, nebuvimas.

6. Šilumos apdorojimo kreivės sekamos

Kiekvienos krosnies ciklo skaitmeninės laiko–temperatūros kreivės peržiūrimos, kad būtų patikrinta, ar laikomasi nustatytos įkaitinimo temperatūros, išlaikymo trukmės ir aušinimo greičio. Bet koks nuokrypis sukelia neatitikties vertinimą. Kreivė kartu su visais kitais bandymų duomenimis sudaro visišką sekamumo paketą – nuo žaliavos iki baigtojo liejinio.

Eksploatuojami šlako dubenys

Kasdienėje veikloje šlako indas cikliškai praeina keturis etapus: šlako, kurio temperatūra 1300–1500 °C, priėmimą po krosnies išleidimo angos, vežimą šlako vežimu arba viršutiniu kranu, apvertimą ir šlako išpilimą šlako tvarkymo aikštelėje bei grįžimą (dažniausiai netolygiai atvėsusį) į kitą ciklą. Per kelias tūkstančių lydymų trukmę indų sienos patiria pakartotinį šiluminį išsiplėtimą ir susitraukimą, cheminį poveikį CaO-SiO₂-Al₂O₃ pagrindu sukurtoms šlakoms bei mechaninį smūgį.

Gerai suprojektuotas ir išsamiai patikrintas Pengxin šlako indas gali pasiekti 5000–8000 lydymų ar daugiau iki pakeitimo ar didesnio remonto. Pengxin šlako indai šiuo metu naudojami integruotose plieno gamyklose, mažose plieno gamyklose, ferlygininkystės gamyklose ir spalvotųjų metalų lydkurnuose visame pasaulyje.

Išvada

Šlako puodų gamyba, kurie išlaiko metus trunkančius ekstremalius šilumos ir mechaninės apkrovos poveikius, reikalauja daug daugiau nei standartinės liejyklos praktikos. „Dandong Pengxin Machinery“ kiekvienas puodas gaminamas naudojant dėžutės formavimą su dėžutėmis iš rezino smėlio, dviejų medžiagų metalurgijos ekspertizą ir šešių punktų patikrinimo protokolą – magnetinės defektoskopijos (MT), ultragarsinės defektoskopijos (UT), matmenų tikrinimą, mechaninius bandymus, metalografiją ir šiluminio apdorojimo temperatūros kreivės sekamumą. Nepriklausomai nuo to, ar taikymui reikalingas pigus QT500-7 sferoidinis lietasis geležis, ar aukštos tvirtumo lydinys iš lietojo plieno, „Pengxin“ inžinieriai projektuoja šlako puodus saugumui, ilgaamžiškumui ir ramybės jausmui gamyklos gamybos aikštėje.

Dėl šlako puodų užklausų, medžiagų rekomendacijų ar kainoraščių susisiekite su „Dandong Pengxin Machinery“ adresu [email protected]arba apsilankykite www.pengxincasting.com .