تسعة عوامل لتكوين مسامية الصب وخمسة تدابير لتحسين معلمات العملية

1. التحليل الجيني للثغور تحت الجلد

ثقب النفخ تحت الجلد هو عيب شائع في صب الحديد المطاوع من النوع الرطب، لذلك لديه نقص سائد وهو حساس بشكل خاص للصب ذو الجدران الرقيقة. والسبب هو أن المسبوكات ذات الجدران الرقيقة لها سرعة تصلب سريعة. لا يمكن للغاز تكوين فقاعات في الوقت المناسب، والمسبوكات ذات الجدران السميكة لها سرعة تصلب بطيئة بعد تكوين فقاعات الغاز في الوقت الكافي للطفو، ولن تلتصق بسطح الصب.

2. العوامل الرئيسية التي تؤثر على تكوين الثغور تحت الجلد تشمل:

(1) تزداد كمية المغنيسيوم الزائدة وكمية العناصر الأرضية النادرة بشكل ملحوظ عندما تكون كمية المغنيسيوم المتبقية أكثر من 0.06%. تُظهر البيانات الإحصائية أنه عندما تكون بقايا المغنيسيوم 0.05%، فإن معدل عيب فتحة النفخ تحت الجلد هو 7%. عندما تكون بقايا المغنيسيوم 0.065%، فإن معدل عيب فتحة النفخ تحت الجلد يزداد بشكل حاد، حتى 33%. كلما زادت كمية المغنيسيوم الزائدة، زاد ميل تكوين الثغور تحت الجلد. يمكن للعناصر الأرضية النادرة زيادة التوتر السطحي للحديد السائل، ويمكنها منع ميل الثغور تحت الجلد بشكل فعال. Re residue = 0.025% أفضل.

(2) كلما زاد محتوى الكبريت في الحديد المنصهر، كان من السهل التسبب في ثقب تحت الجلد. وكلما زاد محتوى الكبريت، زادت خطورة الموقف. وذلك لأنه بالإضافة إلى المسام تحت الجلد التي يسببها الهيدروجين، قد تتفاقم العيوب بسبب غاز H2S. بعد التكوير، سيتم إنتاج خبث أكسيد وكبريتيد (بما في ذلك MgS). إذا لم يتم تنظيف الخبث، فسوف يتدفق MgS إلى تجويف القالب مع الحديد المنصهر، ويتفاعل MgS العائم إلى واجهة القالب المعدني مع الماء والغاز عند الواجهة، وينتج غاز H2s الناتج عن التفاعل أيضًا مسام تحت الجلد.

(3) تحت تأثير الألومنيوم والتيتانيوم، عندما يكون Al > 0.03% في الحديد المنصهر، تزداد فتحة النفخ تحت الجلد. عندما يكون كل من الألومنيوم المتبقي والتيتانيوم المتبقي موجودين، تزداد فتحة النفخ تحت الجلد بسرعة. أثبتت ممارسة الإنتاج أنه عندما يكون Al > 0.03% في الحديد المنصهر، تزداد فتحة النفخ تحت الجلد بسرعة. < 0.03% في مصبوبات الحديد المطاوع، لا تظهر فتحة النفخ تحت الجلد بشكل عام. إذا كان Ti > 0.01% في نفس الوقت، فإنه سوف يسبب الجبس لإنتاج ثقب النفخ تحت الجلد.

(4) عندما تكون رطوبة القالب أعلى من 5%، فمن الطبيعي أن تظهر فتحة النفخ تحت السطح في مصبوبات الحديد المطاوع الرطبة. يتم إنتاج غاز H2 وH2s من خلال التفاعل الكيميائي بين الحديد السائل والماء على سطح القالب. عندما يتصلب الصب بسرعة، لا يمكن أن يطفو، لذلك يبقى على السطح بالقرب من سطح الصب ويشكل فتحة نفخ تحت الجلد.

(5) إن قابلية الشحنة للرطوبة مع الماء والكرات والملقح وزيادة محتوى الهيدروجين في الحديد المنصهر سوف يؤدي إلى المزيد من المسام تحت الجلد.

(6) الخبث الزائد وإدراج أكسيد الحديد هي الأسباب المهمة لتكوين المسام تحت الجلد (الخبث هو المحفز المؤدي إلى المسام تحت الجلد).

(7) درجة حرارة المعدن الساخن منخفضة، أو درجة حرارة الصب منخفضة، فمن السهل تشكيل ثقب النفخ تحت الجلد. سرعة الصب بطيئة، والحديد السائل سهل الأكسدة، وانخفاض درجة الحرارة، ودخول الخبث، من السهل تشكيل ثقب النفخ تحت الجلد.

(8) عندما تظهر العوامل المذكورة أعلاه بمفردها، قد تنتج ثغور تحت الجلد، لكنها لن تكون خطيرة للغاية. إذا عملت جميع العوامل معًا في نفس الوقت، فإن الثغور تحت الجلد تميل إلى الزيادة بشكل كبير. وفقًا لممارسات الإنتاج في مصنعنا، نقوم بفحص وتحليل وفحص العوامل المذكورة أعلاه واحدًا تلو الآخر، وأخيرًا نحدد (2)، (6)

(9) إن تأثير العوامل الثلاثة أكثر خطورة. في الوقت الحاضر، لا يوجد أساس نظري منهجي ودقيق لآلية تأثير الكبريت على الثقوب تحت الجلد في مصبوبات الحديد المطاوع الرطبة. ومع ذلك، فمن الحقائق التي لا جدال فيها أن الثقوب تحت الجلد تنتج بسرعة عندما يكون محتوى الكبريت في الحديد المنصهر مرتفعًا، والسبب هو أن المزيد من شوائب الكبريتيد (MNS وFeS وMES وما إلى ذلك) تتشكل بسهولة في الحديد السائل عالي الكبريت، مما يتسبب في تكوين الخبث لمسام تحت الجلد. بالإضافة إلى ذلك، تتشكل خبث الأكسيد (مثل Feo وMnO وAlo وSio) أثناء الصهر والمعالجة، وقد يصبح خبث الأكسيد المتكون من تفاعل الحديد السائل مع الماء على سطح رمل القالب ركيزة لنواة الغاز، وتتجمع جزيئات الغاز الممتصة في فقاعات، وكمية المغنيسيوم المتبقية في الحديد السائل عالية جدًا، فكلما زاد عدد الأكاسيد والكبريتيدات التي ينتجها المغنيسيوم في عملية إزالة الكبريت وإزالة الأكسدة، زادت فتحة النفخ تحت الجلد للحديد المطاوع بشكل حاد، وكلما ارتفعت درجة حرارة الصب، كلما كان من الممكن منع فتحة النفخ تحت الجلد بشكل فعال، كلما قل التضمين، والسبب هو: من ناحية، ليس من السهل تنفيذ تفاعل الأكسدة عند درجة حرارة عالية؛ من ناحية أخرى، من السهل ارتفاع وإزالة التضمين عند درجة حرارة عالية.

إن التركيب الكيميائي ودرجة حرارة الانصهار ونقاء الحديد المنصهر هي العوامل الثلاثة الرئيسية التي تحدد جودة الحديد المنصهر المعدنية. فكلما كانت التركيبة الكيميائية أكثر صرامة، كلما انخفض محتوى الكبريت من العناصر الضارة؛ وكلما ارتفعت درجة حرارة الحديد المنصهر، قلت الشوائب، وكلما ارتفعت الجودة المعدنية للحديد المنصهر، قل احتمال تكوين المسام تحت الجلد. لذلك، فإن تحسين الجودة المعدنية للحديد المنصهر هو حلقة التحكم الرئيسية لمنع الثقب تحت الجلد في إنتاج مصبوبات الحديد المطاوع الرطب.