Šlako puodo liejimas: išsami inžinerinė vadovas didelėms plieninėms detalėms, skirtoms plieno gamybos įmonėms

Meta Description: Techninis šlako kubilų konstravimo, medžiagų parinkimo ir gamybos vadovas plieno gamyklose. Sužinokite apie sukabintų kubilų konstrukcijas, šiluminės nuovargio atsparumą, smėlio liejimą 5–50 tonų plieniniuose kubiluose, šiluminį apdorojimą, CNC frezavimą ir kokybės užtikrinimą – iš lyderės šlako kubilų liejyklos.

---

Kiekviena plieno gamykla gamina šlaką – skystąjį geležies ir plieno gamybos pramonės produktą, kuris pašalina priemaišas iš metalo vonios. O kiekvienos šlako tvarkymo sistemos veikimas priklauso nuo vieno patikimo komponento: šlako kubilo . Sveriantis nuo 5 iki 50 tonų, išlietas iš plieno ir kiekvieno ciklo metu veikiamas 1300–1600 °C temperatūros skystojo šlako, šlako kubilas yra vienas iš labiausiai ekstremalių visame pasaulyje gaminamų liejinių.

Tačiau, nepaisant jo esminės reikšmės, šlako kibirų konstravimo ir gamybos procesai viešoje literatūroje yra prastai dokumentuoti. Dauguma inžinerijos vadovų apima voztuvus, siurblius ir mašinų komponentus – tik keli iš jų aptaria specializuotos metalurgijos ir sunkiųjų plieno liejinių gamybos iššūkius, kurie veikia ekstremaliomis šiluminėmis ir mechaninėmis apkrovomis.

Šiame vadove pateikiamas išsamus šlako kibiro liejimo inžinerinis apžvalgos aprašymas: funkcija, konstrukcijos variantai, medžiagų pasirinkimas, liejimo ir apdirbimo procesas, kokybės užtikrinimas bei naudojimo trukmės valdymas.

---

1 dalis: Šlako kibiras plieno gamybos operacijose

1.1 Kas yra šlako kibiras?

Šlako kibiras (taip pat vadinamas šlako kaušu, pelenų kibiru arba desulfurizacijos kibiru, priklausomai nuo taikymo srities) – tai storasienis, dubenėlio formos plieno liejinys, skirtas surenkamai iš krosnių, konverterių ir kaušų apdorojimo stočių išleidžiamai tirpstančiai šlakai.

1.2 Kur naudojami šlako kibirai

1.3 Paslaugos ciklas

Kiekvienas šlako kubilų ciklas veikia liejimą ekstremaliomis sąlygomis:

1. Užpildymas : Skystas šlakas, turintis temperatūrą 1300–1650 °C, pilamas į kubilą. Vidinė paviršiaus dalis patiria akimirkinį įkaitimą – šiluminį smūgį.
2. Laikymas/vežimas : Pilnas puodas perkeliamas viršutinio kranu, šlako puodo vežimu arba bėgių transportu į šlako perdirbimo zoną. Vežimo trukmė svyruoja nuo minučių iki valandų.
3. Ištuštinimas : Puodas pasverčiamas (per sukimosi ašis arba pasvirimo mechanizmą), kad būtų išleistas sušalusis šlakas. Išsiskiriant šlakui, vyksta mechaninis smūgis ir temperatūriniai gradientai.
4. Šaldymas : Tuščias puodas vėsta ore arba greitai vėsinamas purškiant vandeniu. Temperatūrinio ciklo įtempimai susikaupia puodo burnos krašte, sukimosi ašyse ir skerspjūvių perėjimo vietose.

Puodo korpusas patiria pakartotinius temperatūrinius ciklus nuo beveik aplinkos temperatūros iki šlako temperatūros – tai pagrindinis šlako puodų metalurgijos projektavimo veiksnys: atsparumas terminiam nuovargiui .

---

2 dalis: Šlako puodų konstrukcijos

2.1 Pagrindinė geometrija

Šlako puodų geometrija yra funkcinių reikalavimų pusiausvyra:

2.2 Ašių konfigūracijos

Ašys yra labiausiai apkrautos šlako kibiro dalys – jos laiko visą kibirą su šlaku (iki 100 tonų ir daugiau) keldamos ir pasukdamos.

Pramonės tendencija integralūs liejimo būdu gauti trunnionai yra pageidaujami katilams iki ~25 tonų, nes jie pašalina suvirinimo siūlę – dažniausiai pasitaikančią gedimo vietą. Labai dideliems katilams (>30 tonų) dažnai nurodomi kovoti trunnionai, suvirinti į korpusą, kad būtų užtikrinta geresnė trunnionų atsparumas smūgiams ir defektų nebuvimas medžiagoje.

2.3 Pasvirimo mechanizmai

Šlako katilai ištuštinami pasukant. Pasvirimo mechanizmas nulemia trunnionų ir pakėlimo žiedų konstrukciją:

2.4 Krašto dizainas

Puoduko kraštas (burnos kraštas) yra karščiausia zona – į jį patekla šlako bėrimas ir perpildymas, o taip pat jis tiesiogiai veikiamas išlydyto šlako paviršiaus spinduliavimo. Krašto konstrukcijos variantai:

---

3 dalis: Šlako puodų medžiagų pasirinkimas

3.1 Šiluminio nuovargio problema

Šlako puodų medžiagų pasirinkimą nulemia viena sąlyga: atsparumas šiluminiam nuovargio skilimui . Kiekvienas eksploatacijos ciklas sukelia:

• Suspaudimo šiluminį įtempimą karštoje vidinėje paviršiaus dalyje pripildymo metu
• Tempiamąjį įtempimą auštant ir ištuštinant
• Įtempimų koncentraciją perėjimo vietose, krašte ir sukimosi ašyse
• Lėtinį deformavimąsi (krepą) padidėjus temperatūrai (sumažinant naudingus suspaudimo likutinius įtempimus)

3.2 Galimos medžiagos

3.3 Modifikuoto anglies plieno kompromisas

Dauguma šlako puodų specifikacijų pasaulyje naudoja modifikuota anglies plieno rūšis – standartinės anglies plieno sudėties modifikacija, kurioje kontroliuojamai padidinta chromo, nikelio ir kartais molibdeno kiekis:

Tipinė modifikuotos anglies plieno specifikacija šlako kibirams:

Kodėl ši sudėtis veikia :

• Chromas gerina atsparumą aukštų temperatūrų oksidacijai ir įtemptumui
• Nikelis gerina kietumą – tai ypač svarbu, kad būtų užkirstas kelias įtrūkimų plitimui ant sukabintuvo ir krašto
• Molibdenas suteikia stiprumą aukštose temperatūrose ir atsparumą deformavimuisi karštojo paviršiaus stabilumui
• Anglies turinys subalansuoja stiprumą ir suvirinamumą – kaitrinimo indai eksploatuojant reikalauja suvirinimo remonto

3.4 Šlako indo liejinių terminis apdorojimas

Storųjų liejinių šiluminis apdorojimas (sienelės storis 80–250 mm) reikalauja pratęstų laikymo laikų – paprastai 1 valanda už kiekvienus 25 mm sienelės storio, plius 1–2 valandos laikymas pastovioje temperatūroje. Priešpildyklės su 200 mm maksimaliu sienelės storiu normalizavimo ciklas vien tik temperatūroje gali trukti 10–12 valandų.

---

4 dalis: Gamybos procesas

4.1 Šablonų ir šerdžių projektavimas

Priešpildyklės šablonai yra vieni didžiausių bet kurioje liejykloje gaminamų šablonų. Pagrindiniai šablonų inžinerijos aspektai:

4.2 Formos ir šerdžių gamyba

10–50 tonų liejiniams forma statoma duobėje arba didelėje formavimo plokštumoje:

4.3 Lydymas ir liejimas

4.4 Sustorėjimas ir aušinimas

40 tonų liejimui visiškas sustorėjimas gali užtrukti 24–72 valandas. Aušinimo strategija yra kritinė:

1. Aušinimas formoje : Liejimas lieka formoje, kol išliejimo kanalai visiškai sustorėja (paprastai 24–72 valandos sunkiems pjūviams)
2. Iškratymo : Forma pašalinama; liejimas pakeliamas kartu su išliejimo kanalais
3. Išliejimo kanalų pašalinimas : Išliejimo kanalai pašalinami deguonies ir kuro pjovimo įrankiu arba šiluminiu pjovikliu (ypač dideliems išliejimo kanalams)
4. Spartus streso mažinimas : Liejimas turi būti įdėtas į įtempimų nušalinimo krosnį 200–350 °C temperatūroje kol jis neaušta žemiau 200 °C — neleidžiant susidaryti per dideliam likutiniam įtempimui ir mažinant šaltojo įtrūkimo riziką

4.5 Liejimo liekanų pašalinimas ir paviršiaus paruošimas

4.6 Šlako kibirų apdirbimas

Nors šlako kibirai yra labai dideli, daugumai jų reikia tikslaus apdirbimo kritinėse vietose:

|Trunionų tarpusavio koncentriškumas | Gręžimas viename nustatyme arba lazerinė lygiavimo procedūra | ±0,2 mm | | Trunionų iškilminiai žiedai (tvirtinami varžtais) | Gręžimo staklės — gręžimas ir įpjovimas varžtų tvirtinimo šablonui | ±0,5 mm šablono padėties tikslumas | | Puodo krašto paviršius (jei išlygintas) | Paviršiaus apdirbimas horizontaliuosiuose gręžimo stakliuose | ±0,5 mm | | Kėlimo rankenėlių skylės | Gręžimas ir frezavimas | ±0,2 mm |

Trunionų apdirbimas atliekamas horizontaliuose frezavimo staklių įrenginiuose su veržlių skersmenimis nuo 130 iki 200 mm. Paukštės kubilas dedamas ant grindų plokščių taip, kad trunionų ašis būtų lygi; abu trunionai apdirbami viename nustatyme, kad būtų užtikrinta jų koncentriškumas.

At Dandong miesto Pengxin mašinų gamybos bendrovė, UAB paukštės kubilų trunionai apdirbami dideliuose horizontaliuose frezavimo staklių įrenginiuose su procese vykdoma matavimo sistema, siekiant pasiekti reikiamą koncentriškumą, kuris užtikrina sklandų kranų kablio prisijungimą ir nešiklio veikimą.

4.7 Netikrinamieji bandymai

---

5 dalis: kokybės užtikrinimas ir standartai

5.1 Taikomieji specifikacijų dokumentai

Šlako talpyklos paprastai pirkiamos pagal klientų sukurtus reikalavimus, remiantis tarptautiniais standartais:

5.2 Apžiūros ir bandymų reikalavimai

5.3 Dokumentų rinkinys

Visas šlako puodo pristatymo dokumentų rinkinys apima:

• EN 10204 3.1 medžiagos sertifikatą (cheminė sudėtis + mechaninės savybės)
• Šiluminio apdorojimo diagramas (laiko–temperatūros kreives kiekvienam ciklui)
• NDT ataskaitas (MT, UT, PT su nurodytomis vietomis)
• Matmenų tikrinimo ataskaita
• Suvirintų jungčių taisymo schemą ir WPS nuorodas
• Atitikimo sertifikatas

---

6 dalis: Naudojimo trukmė ir techninė priežiūra

6.1 Tipinė naudojimo trukmė

6.2 Dažniausiai aptinkami eksploatacijos metu kilę defektai

6.3 Remontas ir atnaujinimas

Šlako kibiro suvirinimo remontas yra įprasta praktika – kibirai dažnai atnaujinami, o ne keičiami:

1. Tikrinimas : Visų pasiekiamų paviršių magnetinio mėginimo metodas (MT); trunnion jungčių ir kritinių sekcijų ultragarsinis tyrimas (UT)
2. Defektų pašalinimas : Lankinio šalinimo ar šlifavimo būdu iki sveikos metalo medžiagos; dažomosios penetracinės kontrolės patvirtinimas, kad defektai visiškai pašalinti
3. Prieškaitinimas : 150–250 °C angliesiems plienams; 200–300 °C mažai lydintiems plienams
4. Suvirinimas : Rankų pagalba suvirinama (SMAW) arba dujų apsaugos po sluoksniu suvirinama (FCAW) naudojant atitinkamus arba mažai lydintius pildymo medžiagų strypus; papildomas viršutinis sluoksnis (buttering) remontui
5. PWHT : Įtempimų nušalinimas 590–650 °C temperatūroje po reikšmingo suvirinto metalo įdėjimo
6. Galutinė patikra : Magnetinės srovės tyrimas (MT) remontuotose vietose; matmenų patikrinimas

---

7 dalis: Šlako puodų tiekimas – ką ieškoti pas tiekėją

Ne kiekviena liejykla gali gaminti aukštos kokybės šlako puodus. Sunkiųjų pjūvių liejimo, didelės talpos formavimo, didelių kiekmių lydymo, integruoto apdirbimo ir šiluminio nuovargio metalurgijos žinių derinys yra retas. Vertindami šlako puodų tiekėją, patikrinkite:

Liejyklos patirtis

Dandong City Pengxin Machinery Co., Ltd. gamina sunkiosios pramonės plieno liejinius nuo 1958 m., o kubilai yra vieni jos pagrindinių produktų. Įmonė turi 80 000 m² plotą užimančią gamybos bazę, gali lieti iki 25 tonų svorio detalėmis, turi savo horizontaliuosius didelio formato frezavimo-stačiakampio įrenginius sukabinimų apdorojimui, taip pat visą šiluminio apdorojimo ir neardomosios kontrolės (NDT) infrastruktūrą. Įmonė tiekia kubilus plieno gamybos įmonėms visoje Kinijoje ir tarptautinėse rinkose – tai patvirtinta ISO 9001 sertifikatu ir visu EN 10204 dokumentų rinkiniu.

---

Išvada

Šlako talpykla yra tikras sunkiosios inžinerijos meistriškumo pavyzdys: vienas liejimas, kuris turi išgyventi tūkstančius šiluminių ciklų, per savo ašines guolių vietą nešti 100 tonų krovinį, atsispirti tirštos šlakos cheminei poveikiui ir likti remontuojama dešimtmetį ar ilgiau. Kiekvienas jos gamybos etapas – šablonų projektavimas, lydymas, liejimas, šiluminis apdorojimas, mechaninis apdirbimas ir netikrinamasis bandymas (NDT) – reikalauja subrendusios sunkiosios liejyklos veiklos disciplinos.

Pagrindiniai momentai:

1. Šiluminis nuovargis nulemia projektavimą – medžiagos pasirinkimas ir pjūvio projektavimas turi būti orientuoti į įtrūkių atsparumą, o ne į absoliučią stiprybę
2. Modifikuota anglies plieno rūšis yra pramonės pagrindinė medžiaga – subalansuota kaina ir našumas; chromo-molibdeno (Cr-Mo) modifikacijos aukšto dažnio eksploatavimui
3. Ašinės guolių vietos yra svarbiausia savybė – pageidautina integrali įliejama konstrukcija; griežtas magnetinio ir ultragarsinio tyrimo (MT/UT) bei apkrovos bandymas yra privalomas
4. Technologinė grandinė nulemia kokybę – nedelsiant po išliejimo taikoma įtempimų nušalinimo procedūra, kontroliuojamas šiluminis apdorojimas ir ašinių guolių vietų mechaninis apdirbimas atliekamas viename technologiniame procese patalpoje
5. Eksploatacijos trukmė yra valdoma — su apžvalgos programomis ir suvirinimo remontu gerai suprojektuotas šlako indas tarnauja 5–10+ metų

---

Reikia šlako indų savo plieno gamybos veiklai? Dandong City Pengxin Machinery Co., Ltd. siūlo individualų šlako indo projektavimą, liejimą iki 25 tonų, integruotą sukabinimo ašies apdirbimą, visą terminį apdorojimą ir neardomąją kontrolę (NDT), su dokumentuota kokybe pagal EN 10204 standartą. Susisiekite su mumis nurodydami reikiamą indo talpą ir eksploatavimo sąlygas, kad gautumėte inžinerinę pasiūlymą.