خانه » مقالات » ریخته گری پیوسته

شهریور 25, 1403

ریخته گری پیوسته

درگذشته یکی از اصلی‌ترین فرایندهای تولید قطعات فلزی، ریخته‌گری تک بار بود که دارای نقاط ضعف متعددی بوده و در تولید قطعات بزرگ معایبی نظیر مشکلات متالوژیکی و ساختاری رخ می‎داد؛ به همین جهت امروزه روشی دیگر تحت عنوان ریخته گری پیوسته وجود دارد که با حذف معایب روش پیشین و ارتقا کیفیت قطعات بزرگ، نظر بسیاری از تولیدکنندگان این دست قطعات را به خود جلب کرده است.

سهند آذرین: ارائه دهنده خدمات ریخته‌ گری

جهت دریافت مشاوره تماس بگیرید.

ما نیز در مجموعه سهند آذرین با استفاده از این شیوه کارآمد، تاکنون توانسته‌ایم قطعاتی بادوام را تولید و عرضه کنیم تا همواره در جلب رضایت و اعتماد مشتریان خود موفق باشیم. به‌منظور آشنایی بیشتر با ریخته گری مداوم، در این مقاله به بررسی تمامی جوانب این شیوه تولید قطعات پرداخته‌ایم.

ریخته گری پیوسته یا مداوم چیست؟

منظور از ریخته‌گری پیوسته، فرم دهی مستقیم و پیوسته مواد مذاب فلزی به مقاطع میانی فلزی همچون بیلت، شمش و اسلب است که طی این فرایند تمام مسیر تولید، از مرحله ریخته‌گری گرفته تا سردشدن نهایی قطعات، تنها در یک دستگاه انجام می‌شود و نیازی به انتقال قطعات به دستگاه و مراحل بعدی نیست؛ به همین دلیل موجب افزایش کیفیت و کاهش هزینه‌ها می‌شود.

فرایند ریخته گری پیوسته

همان‌طور که اشاره شد فرایند این نوع ریخته‌گری کاملاً پیوسته بوده و مراحل یکی پس از دیگری درون دستگاه انجام می‌شوند؛ به همین جهت بستری مناسب جهت تولید قطعات حجیم و ساخت شمش‌های فلزی متنوعی در این فرایند فراهم شده است.

همچنین لازم به ذکر است فرایند ریخته گری پیوسته به‌قدری تولید را آسان و باکیفیت کرده است که امروزه بیش از 90 درصد تولیدات فولاد خام در جهان با استفاده از این شیوه انجام می‌شود. برای درک بهتر ریخته‌گری پیوسته، در ادامه مراحل آن را نیز بررسی کرده‌ایم.

مزایای ریخته گری مداوم

ریخته گری مداوم دارای مزایای متعددی است که تاکنون امور بسیاری از صنایع را به تولیدات خود وابسته کرده است که در این قسمت به معرفی برخی از مهم‌ترین مزایای آن پرداخته‌ایم.

کاهش نیروی کار و خطاهای انسانی و درنتیجه، افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها
افزایش سرعت تولید به‌واسطه طی‌شدن متوالی مراحل
بالارفتن راندمان تا 97 درصد
امکان کنترل اتوماتیک فرایند ریخته‌گری
حذف گاز و کاهش میزان ناخالصی و تشکیل نواحی سست در تولیدات
کیفیت بالا و تنوع محصولات

معایب روش ریخته گری مداوم

این شیوه نیز همانند دیگر شیوه‌های تولید قطعات، فاقد عیب نبوده و می‌بایست نسبت به احتمال وقوع این‌گونه موارد آگاه باشیم؛ به همین جهت در این قسمت به دو عیب مهم این فرایند اشاره کرده‌ایم.

برهم‌خوردن نسبت آلیاژها و ایجاد ترک‌خوردگی در محصول نهایی
شکستگی بخشی از دستگاه حین فرایند و احتمال خروج ناگهانی مواد مذاب

انواع ریخته گری پیوسته

انواع ریخته گری پیوسته را می‎توان در سه دسته زیر خلاصه کرد:

ریخته‌گری عمودی با ناحیه انجماد عمودی ثانویه و همچنین برش عمودی شمش
ریخته‌گری عمودی با ناحیه انجماد عمودی ثانویه و برش افقی شمش
ریخته‌گری خمیده با ناحیه انجماد خمیده ثانویه با شعاع ثابت یا متغیر خمیدگی و برش افقی شمش

مراحل ریخته گری پیوسته

ریخته‌گری پیوسته شامل مراحل متعددی است که یکی پس از دیگری و بدون وقفه صورت می‌پذیرند. در این قسمت سعی کرده‌ایم با بررسی دقیق هر یک از این مراحل، نسبت به چگونگی این شیوه ریخته‌گری بیشتر آگاه شوید.

جمع‌کردن مواد مذاب درون مخزن دستگاه

در ابتدای فرایند، آلیاژ پس از ذوب در کوره وارد یک مخزن می‌شود که درواقع منبع اصلی تغذیه فلز است و طی این مرحله از فرایند ریخته گری پیوسته، عملیات گاززدایی و کنترل ترکیبات آلیاژی به‌صورت دقیق انجام می‎شود.

انتقال مواد مذاب به تاندیش

در این بخش از فرایند، مواد مذاب به‌واسطه لوله‌های مقاومی به نام تاندیش به سمت دستگاه اصلی هدایت می‌شود؛ درواقع وظیفه اصلی تاندیش، تعویض منبع تغذیه و تأمین هم‌زمان مواد مذاب برای فرایند ریخته‌گری پیوسته است.

سرمایش اولیه مواد مذاب

طی این مرحله، برای فرم دهی و اعمال سرمایش اولیه، مواد مذاب به قالب‌های مسی منتقل شده تا با استفاده از آب سرد، قالب مربوطه سرد و قطعه فلزی شکل گیرد.

شکل‌گیری لایه استرند

حین سردشدن قالب، لایه‌ای نازک تحت عنوان استرند، کناره‌های قالب شکل می‌گیرد. این لایه به‌واسطه فضای بسته‌ای از ریل‎های خنک‌کننده، نسبت به فشار مواد مذاب مقاوم بوده و دچار تغییر شکل و شکستگی نمی‎شود و طی این مرحله، با حجم زیادی از آب، منجمد می‎شود تا به انجماد ماده مذاب درونی نیز سرعت بخشد.

سرمایش ثانویه

در این مرحله شمش گداخته برای سرمایش ثانویه وارد محیط خنک‌کننده در زیر قالب می‎شود و در این بخش آب به‌قدری سرد می‌شود که فرایند انجماد تا هسته شمش صورت می‌گیرد و به‌صورت قطعه‌ای کاملاً جامد خارج می‎شود.

فرم دهی نهایی

طی این مرحله غلتک‌هایی جهت کنترل ابعاد مقطع و افقی حرکت‌کردن مقطع تعبیه شده است تا فرم دهی قطعه درنهایت دقت انجام شود.

کنترل فرایند ریخته گری مداوم به چه صورتی انجام می‌شود؟

در بسیاری از مراکز صنعتی، به‌وسیله تعبیه چند سنسور الکترومغناطیسی و حرارتی در دهانه لوله تاندیش و قالب، عملیات ریخته‌گری به‌صورت کامپیوتری پایش می‌‎شود تا مواردی نظیر میزان فلز و سیالیت آن کنترل شود؛ به‌طورکلی مراحل کنترل فرایند ریخته گری مداوم را در سه دسته زیر می‎توان بررسی کرد:

پایش انتقال آلیاژ به قالب

این کنترل از دو روش زیر امکان‌پذیر است:

با استفاده از میله‌های نگهدارنده منتهی به تاندیش
با استفاده از دیواره‌های جانبی در ابتدای دهانه لوله منتهی به قالب

محاسبات دینامیک سیالات

این‌گونه محاسبات جهت حصول اطمینان از عدم رخ‌دادن نوسانات و تلاطم در مواد مذاب، علی‌الخصوص در تاندیش به کار می‌رود. علاوه بر این برای اینکه مطمئن شویم فلز پیش از سرمایش بیش از حد وارد قالب شود، می‎توان از محاسبات دینامیک سیالات کمک گرفت.

ماشین ریخته گری پیوسته

ماشین ریخته گری پیوسته که به CCM نیز معروف است، وسیله‌ای است جهت تبدیل فلزمذاب به جامد. درواقع در این روش ریخته‌گری می‎بایست ابعاد محصول به‌صورت بسیار دقیق بررسی شود تا در نهایت یک خروجی باکیفیت داشته باشیم.

ماشین‌های ریخته گری مداوم بسته به جنس فلز و نوع ریخته‌گری، انواع مختلفی دارند؛ به‌طوری‌که ماشین‌های عمودی برای ریخته‌گری فلزات خاص و آلومینیوم به کار می‌روند.

در صورتی که ماشین‌های انحنادار برای ریخته‌گری اکثر فولادهایی به کار می‎روند که می‎بایست هنگامی که در حال انجماد هستند، خم یا صاف شوند. از طرفی دیگر ماشین ریخته‌گری افقی به سبب برخورداری از ساختاری کوچک‌تر، گاهی برای تولید آلیاژهای غیرآهنی و فولادها مورداستفاده قرار می‌گیرد.

اصول ریخته گری پیوسته

ممکن است فکر کنید ریخته گری پیوسته چندان مشکل نبوده و به‌راحتی می‎توان با طی‌کردن مراحل مذکور، قطعات فلزی را تولید کرد؛ اما باید بدانید این شیوه نیز اصول خاصی دارد که در صورت عدم رعایت آن‌ها، می‎تواند خروجی این فرایند را با مشکلاتی نظیر وجود انواع اکسیدها و آخال‌ها همراه سازد؛ به همین جهت باید برای تهیه این تجهیزات مهم، به مراکز تخصصی و معتبر مراجعه کنید تا از بروز این موارد در محصول جلوگیری شود.

سخن نهایی

همان‎گونه که دریافتید ریخته گری پیوسته روشی سرعتی و بهینه برای تولید قطعات فلزی است که به‌واسطه امکان کنترل و انعطاف‌پذیری‌ای که در این روش وجود دارد، آن را به بهترین شیوه تولید محصولات صنعتی با ویژگی‌های منحصربه‌فرد تبدیل کرده است؛ به همین جهت می‎بایست نسبت به انواع محصولات باکیفیتی که از این فرایند تولید می‌شوند اطلاعات کافی کسب کنید تا بسته به تقاضایی که دارید، مناسب‌ترین انتخاب را داشته باشید.

سوالات متداول

1) ریخته گری پیوسته چیست؟

ریخته گری پیوسته یک فرآیند تولید است که در آن فلزات مایع به صورت پیوسته به قالب های ریخته گری ریخته می شوند. این فرآیند می تواند برای تولید انواع مختلفی از محصولات، از جمله شمش، لوله، و ورق استفاده شود.

2) ریخته گری پیوسته چگونه کار می کند؟

در ریخته گری پیوسته، فلزات مایع از یک کوره ذوب به یک قالب ریخته گری ریخته می شوند. قالب ریخته گری به صورت پیوسته حرکت می کند و فلزات مایع به صورت پیوسته به آن ریخته می شوند. فلزات مایع در قالب ریخته گری سرد می شوند و به شکل دلخواه در می آیند.

3) ریخته گری پیوسته چه مزایایی دارد؟

ریخته گری پیوسته می تواند برای تولید محصولات با کیفیت بالا و با سرعت بالا استفاده شود. همچنین، این فرآیند می تواند برای تولید محصولات با اندازه های مختلف استفاده شود.