التطبيق والاحتياطات للأفران الكهربائية في صب الحديد الرمادي والحديد المرن

1. تطبيق الأفران الكهربائية في صب الحديد الرمادي

الحديد الرمادي هو النوع الأكثر شيوعًا من الحديد الزهر ، ويستخدم على نطاق واسع في مكونات الصب مثل كتل المحرك وأسرّة الماكينة والأنابيب والصمامات. تُستخدم الأفران الكهربائية بشكل شائع لذوبان الحديد الرمادي ، خاصة في الأفران التعريفية المتوسطة التردد وأفران القوس الكهربائي.

(1) عملية ذوبان الحديد الرمادي

عند استخدام الأفران الكهربائية لإذابة الحديد الرمادي ، يكون التحكم في درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية. تتضمن عملية الانصهار الخطوات التالية:

• شحن مواد الفرن: شحن خام الحديد ، حديد الخردة ، وعناصر صناعة السبائك (مثل السيليكون ، المنغنيز ، الكروم ، النحاس ، إلخ) في الفرن. للحفاظ على محتوى الكربون المنخفض في الحديد الرمادي ، عادة ما يتم خلط رقائق الفولاذ أو الحديد مع معادن السبائك.

• التدفئة والذوبان: فرن القوس الكهربائي أو الفرن التعريفي المتوسط ​​التردد يسخن المواد لإذابةها. التحكم في درجة الحرارة مهم للغاية أثناء عملية الانصهار. ارتفاع درجة الحرارة يمكن أن تزيد من محتوى الكربون بشكل مفرط ، في حين أن درجة الحرارة منخفضة للغاية يمكن أن تؤدي إلى ضعف المسبوكات.

• إضافة عناصر صناعة السبائك: أثناء عملية الانصهار ، تتم إضافة عناصر صناعة السبائك ، مثل السيليكون والمنغنيز والنيكل ، لتحسين مقاومة التآكل ، ومقاومة التآكل ، وغيرها من الخصائص.

• السيطرة على خبث الفرن: يجب إزالة الخبث الناتج أثناء الانصهار بانتظام. يحتوي الخبث على الفرن على شوائب يمكن أن تؤثر على نقاء المعدن المنصهر وتكوين السبائك.

(2) مزايا ذوبان الفرن الكهربائي للحديد الرمادي

• التحكم الدقيق في درجة الحرارة: توفر الأفران الكهربائية تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة ، مما يضمن بقاء عملية الانصهار ضمن النطاقات المثالية ، وتجنب مشكلات ارتفاع درجة الحرارة أو التبريد.

• السيطرة على تكوين السبائك: تسمح الأفران الكهربائية بالتحكم الدقيق في تكوين الحديد الرمادي ، مما يضمن تلبية الخصائص الميكانيكية المطلوبة.

• زيادة كفاءة الانصهار: توفر الأفران التعريفية متوسطة التردد تسخينًا سريعًا وتقليل فقدان الحرارة وتحسين كفاءة الإنتاج.

(3) احتياطات

• التحكم في درجة الحرارة: تكون درجة حرارة ذوبان الحديد الرمادي بشكل عام بين 1400 درجة مئوية و 1450 درجة مئوية. ارتفاع درجة الحرارة قد تسبب الكربون الزائد ، مما يؤثر سلبا على جودة وأداء المسبوكات. التحكم الدقيق في قوة الفرن والوقت ضروري.

• اختيار وإعداد مواد الفرن: يجب أن تكون مواد الفرن نظيفة وخالية من الشوائب. يجب أن يضمن اختيار عناصر الفولاذ والسبائك الخردة التركيب الكيميائي المناسب ، مما يمنع أي تأثير على عملية الانصهار.

• الأكسدة وفقدان السبائك: أثناء ذوبان درجات الحرارة العالية ، قد يتفاعل المعدن المنصهر مع الأكسجين لتشكيل أكاسيد الحديد ، مما يؤدي إلى فقدان المواد والنفايات. لذلك ، فإن التحكم في جو الفرن أمر ضروري.

• تنظيف الفرن الخبث: يجب تنظيف خبث الفرن في الوقت المناسب لمنعه من تلويث المعدن المنصهر والتأثير على جودة المسبوكات.

2. تطبيق الأفران الكهربائية في صب الحديد الدكتايل

الحديد الدكتايل (المعروف أيضًا باسم الحديد الزهر العقيدي) هو نوع من الحديد الزهر حيث يوجد الجرافيت في شكل كروي ، ويوفر قوة ممتازة ، ومتانة ، ومقاومة التآكل. يستخدم الحديد الدكتايل على نطاق واسع في مكونات مثل أجزاء محرك السيارات والعجلات وأجزاء الماكينة.

(1) عملية ذوبان الحديد الدكتايل

تلعب الأفران الكهربائية دورًا رئيسيًا في ذوبان مكواة الدكتايل ، خاصة في الأفران التعريفية المتوسطة التردد وأفران القوس الكهربائي. تتضمن عملية الانصهار الخطوات التالية:

• تحضير مواد الفرن: على غرار الحديد الرمادي ، يتطلب ذوبان الحديد الدكتايل استخدام فولاذ الخردة ، وعناصر صناعة السبائك ، وسبائك المغنيسيوم. المغنيسيوم هو عنصر أساسي لتعزيز تحويل الجرافيت من Flake إلى شكل كروي.

• الذوبان والتدفئة: يتم وضع مواد الفرن في فرن كهربائي ، وفرن القوس الكهربائي أو الفرن التعريفي المتوسط ​​التردد يسخنها إلى حوالي 1500 درجة مئوية إلى 1600 درجة مئوية. التحكم في درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية بشكل خاص أثناء إضافة المغنيسيوم.

• مضيفا سبيكة المغنيسيوم: تتم إضافة سبائك المغنيسيوم أثناء عملية الانصهار لتعزيز تحول الجرافيت من Flake إلى كروية. يجب أن يكون توقيت ومقدار المغنيسيوم المضافة خاضعًا للسيطرة الصارمة. بعد إضافة المغنيسيوم ، يتم الحفاظ على درجة الحرارة ضمن نطاق محدد لضمان التفاعل الكامل للمغنيسيوم مع الحديد المنصهر.

• تعديل درجة الحرارة والتكوين: يتم ضبط درجة حرارة الفرن وتكوينه لضمان حل سبائك المغنيسيوم تمامًا ، ويبقى محتوى الكربون ضمن النطاق المطلوب. يمكن أيضًا إضافة عناصر السبائك الأخرى ، مثل السيليكون والمنغنيز والألومنيوم ، لتلبية متطلبات الأداء.

• سكب في القوالب: ثم يتم سكب الحديد الدكتايل المنصهر في قوالب الصب.

(2) مزايا ذوبان الفرن الكهربائي لحديد الدكتايل

• التحكم في شكل الجرافيت: تسمح الأفران الكهربائية بالتحكم الدقيق في درجة حرارة الذوبان وتوقيت إضافة المغنيسيوم ، مما يضمن أن الجرافيت في الحديد يشكل في الأشكال الكروية ، مما يعزز بشكل كبير الخواص الميكانيكية.

• التحكم الدقيق في تكوين السبائك: توفر الأفران الكهربائية تحكمًا دقيقًا على التركيب الكيميائي للحديد الدكتايل ، وخاصة لعناصر مثل الكربون والسيليكون والمغنيسيوم ، مما يضمن جودة المنتج المستقرة.

• زيادة كفاءة الإنتاج: بالمقارنة مع أفران الصهر التقليدية ، فإن ذوبان الفرن الكهربائي أسرع وأكثر كفاءة ، مما يقلل من استهلاك الطاقة وخفض تكاليف الإنتاج.

(3) احتياطات

• التحكم في إضافة المغنيسيوم: الكمية والتوقيت وطريقة إضافة المغنيسيوم أمران بالغ الأهمية. يمكن أن يؤدي الكثير من المغنيسيوم أو القليل جدًا إلى تكوين الجرافيت غير لائق ، مما يسبب في قوة وصباقة المسبوكات. يجب أن يتم التحكم في إضافة المغنيسيوم بدقة.

• التحكم في درجة الحرارة: تتراوح درجة حرارة الانصهار لحديد الدكتايل عمومًا بين 1500 درجة مئوية و 1600 درجة مئوية. إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا ، فقد تؤثر على توزيع السبائك وجودة الصب.

• السيطرة على جو الفرن: لمنع الأكسدة وإزالة الكربرة ، يجب التحكم في الغلاف الجوي داخل الفرن الكهربائي بشكل صارم لتجنب أكسدة الحديد المنصهر ومحتوى الكربون المنخفض.

• اختيار وعلاج مواد الفرن: تأكد من أن مواد الفرن ذات جودة عالية ، وخاصة عناصر الخردة من الصلب والسبائك ، والتي يجب أن تكون خالية من الشوائب لتجنب التأثير على جودة الحديد الدكتايل.

• تنظيف الخبث في الوقت المناسب: يجب تنظيف خبث الفرن بانتظام أثناء عملية الانصهار لمنعها من التأثير على درجة حرارة وجودة المعدن المنصهر.