30 100 910 - 021

30 100 910 - 031

صداقت - کیفیت - رضایتمندی مشتری

بررسی عیوب ریخته گری و تاثیر آن بر شکل نهایی مقاطع
دوشنبه 24 تیر 1398 بازدید : 1330

امروزه فولاد به عنوان اصلی ترین و پرکاربرد ترین آلیاژ در صنایع متعدد برای تولید تیرآهن، میلگرد و سایر مقاطع فولادی مورد استفاده قرار میگیرد.

 

انواع محصولات ریخته گری مداوم:

 

بیلت(شمشال):

شمش چهار گوش مربع یا گرد یا چند وجهی با حداکثر مقطع 150×150 میلیمتر (6اینچ) یا سطح مقطع 225 سانتی متر مربع

 

بلوم(شمشه):

شمش چهار گوش یا مستطیل چند وجهی با حداقل مقطع 150×150 میلیمتر (6اینچ) با سطح مقطع 225 سانتی متر مربع

 

تختال(slab):

شمش مستطیل با حداقل مقطع 300×150 میلیمتر (2/6) اینچ 

 

تختال میانی(intermediate slab):

شمش مستطیل با حداقل مقطع 150×75 میلیمتر(36اینچ)

 

تختال نازک(thin slab):

شمش مستطیل با حداقل مقطع 76×38میلیمتر(1/35)

 

ورق(strip):

ورق ریخته گری شده با ضخامت حداکثر 6 میلیمتر و 25 اینچ

 

گرد(round):

شمش گرد با قطر مشخص

 

بلوکه تیرآهن(conventional beam blank):

بلوکه اولیه جهت نورد تیرآهن که موجب کاهش هزینه های نورد با حذف قفسه های اولیه میشود.

اشکال نزدیک به شکل نهایی (near net blank)

 

عیوب شمش در ریخته گری مداوم:

 

- عیوب سطحی (surface defeels)

- عیوب داخلی (internal defeels)

- عیوب هندسی (profile defeels)

 

 

عیوب سطحی:

 

این عیوب در سطح محصولات قابل مشاهده است: 

1- ترک طولی گوشه شمش coner crack(lenghwise)

2- ترک طولی سطح شمشface creck (lengh wise)

3- ترک عرضی گوشه شمشcorner crack(crosswise)

4- ترک عرضی سطح شمشface crack(crosswise)

5- ترک مویی شبکه ای سطح شمش network of hair crack

6- گود افتادگی طولی(longitudinal hollow)

7- گود افتادگی عرضی(transiverss hollow)

8- خمش گوشه ای(bleeding)

9- ورقه شدن سطحی(plating)

10- رویه هم افتادگی فلز (دوپوستگی) (overlapping metal)

 

عیوب داخلی:

عیوب داخلی شامل مواردی میشود که در برش عرضی محصول قابل مشاهده است و از سطح دیده نمیشود. ترک های عرضی و طولی می تواند در زیر سطح وجود داشته باشد بدون آنکه به سطح محصول راه پیدا کند ترک های داخلی معمولا نسبت به ترک های سطحی طویل ترند و باعث لایه لایه شدن محصولات نوردی (تیرآهن و میلگرد) می شوند.

 

انواع عیوب داخلی:

1- ترک قطری
2- ترک ستاره ای
3- نیم ترک
4- جدایش
5- ترک مرکزی
6- ترک طولی زیر سطحی
7- ترک ناشی از لهیدگی

 

عیوب هندسی:

1- لوزی شدن
2- باد کردگی
3- فرورفتگی
4- پیچیدگی شمش
5- خمیدگی شمش
6- غیر یکنواختی پیشانی شمش

 

 

عیوب رایج در ریخته گری:

 

ترک طولی در گوشه شمش(عیوب سطحی)

 

این ترک طولی در گوشه یا پخ شمش در امتداد طولی محور محصول به وجود می آید و علل اصلی ایجاد آن شامل موارد زیر است(به ترتیب):
 

1- فرسودگی قالب یا پیچیدگی آن (نامناسب بودن شیب قالب)
2- عدم یکنواختی خنک کاری قالب ناشی از کثیف شدن قالب به وسیله اجسام خارجی
3-  عدم یکنواختی خنک کاری قالب ناشی از رسوب کلسینات و گل و لای
4- نامناسب بودن امتداد قالب ها با رولرهای راهنما
6- دمای بیش از حد مذاب فولاد 
7- سرعت بیش از حد ریخته گری
8- نامناسب بودن و بی آب قالب
9- حضور ناخالصی های مضر مانند گوگرد، فسفر، آرسینک به مقدار زیاد در ترکیب شیمیایی
با توجه به اینکه قالب های لوله ای شکل در حین عملکرد ممکن است در ناحیه ی سطح ستون مذاب تغییر شکل دهند، لذا با یک بازرسی دقیق از شرایط قالب و جایگزینی آن در صورت تغییر شکل یافتن و یا رسوب گرفتن می توان از ترک طولی در گوشه ها جلوگیری کرد.

 

ترک طولی در سطح شمش(عیوب سطحی):

 

این نوع ترک در امتداد طولی محور محصول در وسط سطح و یا نزدیک به گوشه ی شمش ایجاد می شود.

 

علل ایجاد ترک طولی در سطح شمش (به ترتیب):
 

1- نارسایی خنک کاری قالب
2- پیچیدگی قالب
3- نامناسب بودن تنظیم نبودن خنک کننده ثانویه به روش های مختلف شمش ناشی از تغییر و یا بسته شدن جریان مذاب از تاندیش
این عیب با تغییر شکل قالب در منطقه دلغ قالب در سطح ذوب ارتباط نزدیک دارد.
4- وجود رسوبات متخلخل در پشت قالب ترکی طولی در نزدیکی گوشه ها میتواند از خطرات طولی منشا بگیرد.
5- انحراف جریان مذاب از محور قالب و ریزش مذاب به یک سمت قالب
6- اکسیداسیون بیش از اندازه ی ناخالصی ها 
7- حضور ناخالصی های مضر مانند گوگرد،فسفر و آرسینیک به مقدار زیاد در ترکیب شیمیایی این عیب نیز در نهایت روی شکل ظاهری محصولات نورد (میلگرد و تیرآهن) تاثیر دارد.

 

ترک عرضی در سطح شمش(به ترتیب):

1- چسبندگی شمش به قالب 
2- خنک شوندگی بیش از اندازه در قالب یا در گوشه ها
میزان خنک کنندگی به اندازه ای باید باشد که دما در زیر غلتک های صاف کننده از محدوده دمای چاه داکتیلیته کمتر شود.
ترک عرضی در سطح شمش با ترک های سطحی و ترک های گوشه ی شمش وابستگی دارد و میتواند تا رسیدن به هم ادامه یابد.
این عیب نیز در نهایت بر شکل ظاهری محصولات نورد (میلگرد و تیرآهن) تاثیر دارد.

 

 

گود افتادگی طولی(عیوب سطحی):

این نوع عیب به شکل کاستی کانال مانند که جهت طولی شمش امتداد دارد دیده می شود. گود افتادگی طولی در نزدیک گوشه های شمش نشانه ی وجود ترک داخلی یای خارجی در آن نقطه است و این مورد ناشی از تغییر شکل قالب است.

 

ریزش مذاب:

این عیب شامل ریزش فلز مذاب از پوسته پاره شده شمش می شود. اگر این عیب ادامه پیدا کند و در وسط دیواره ی قالب و یا سرد کننده ثانویه کنترل نشود به پاره شدن کامل شمش می انجامد.
این عیب ناشی از وجود سرباره در سطح شمش به ویژه در گوشه ها است. در صورت ایجاد این عیب بایستی برای جلوگیری از گیرکردن شمش در مسیر غلتک ها اقداماتی انجام شود که با ضربه مکانیکی از شمش جدا شود.

 

رویه هم افتادگی فلز(دو پوستگی):

این عیب به دلیل چین خوردگی پوسته ی شمش به وسیله ی فلز مذاب اضافه به صورت لایه مخالف به جهت انجماد قالب در سطح شمش است. این عیب بیشتر به خاطر گرم بودن بیش از حد مذاب است و در صورتی که دما مناسب باشد عوامل دیگری موجب ایجاد می شوند.

 

عوامل ایجاد روی هم افتادگی فلز(دو پیوستگی):

1- نشتی روان ساز قالب
2- انسداد نازل تاندیش
3- سرعت خیلی کم ریخته گری
4- تغییر ناگهانی سطح مذاب درون قالب 
5- سوختن قالب
6- مقدار بیش از حد سرباره قالب
7- قطع لحظه ای سیستم نوسان دهنده
8- مستهلک شدن ناحیه تماس مستقیم قالب یا مذاب
برای برطرف نمودن این عیب باید قالب عوض شود یا روان ساز کای اضافه شود و تغییر سطح مذاب در قالب 5 میلیمتری باشد.
این عیب باعث ترک یا فلز اضافی در محصولات نوردی می شود که با سنگزنی باید برطرف شود.

 

ورقه شدن سطحی:

این عیب به علت وجود فلز ورقه ای شکل بر روی سطح جانبی شمش است که کمتر اتفاق می افتد که ناشی از گیر افتادن فلز منجمد شده روی سطح ذوب قالب بر روی بدنه قالب باشد.

 

اثر نوسان:

اثرات عرضی است که با فاصله مساوی از هم به دلیل پایین رفتن مقادیر فولاد در حین هر تناوب نوسان ایجاد می شود.
این اثرات نوسان می تواند در صورت عمیق بودن منجر به گسیختگی شمش نیز می شود.

 

عمق اثر نوسان می تواند بر اثر زیر تشدید گردد:

نامناسب بودن روان سازی قالب
پایین بودن دمای ذوب ریزی 
عملکرد غیر معمول سیستم نوسان دهنده
سرعت کم ریخته گری
خارج از محور بودن قالب
نامناسب بودن سطح قالب
در صورتی که از پودر قالب استفاده شود این عیب تشدید می شود زیرا پودر قالب در شیارها نفوذ کرده و در حین عملیات نورد باعث پاره شدن شمش می شود .برای برطرف نمودن اثر نوسان باید سنگزنی استفاده شود.

 

کمربند(توقف ذوب ریزی):

این عیب به صورت ترک عرضی در دور تا دور شمش قابل مشاهده است که به علت توقف ذوب ریزی از تاندیش است. در اثر توقف ذوب ریزی سطح مذاب اکسید شده و منجمد می گردد و به ذوب بعدی جوش نمی خورد.

 

لکه سطحی جرقه:

بر اثر ریخته گری غیریکنواخت ذرات فلزی شامل اکسید فلز سرباره و ناخالصی های دیگر به صورت توده کثیف روی سطح شمش دیده می شود. این توده می تواند مجرای خروجی روانکاو قالب را مسدود کند و زمانی که در گوشه ها گیر می افتد در سطح خارجی شمش دیده می شود در این حالت ممکن است باعث پارگی شمش شود.

 

علل ایجاد عیب لکه ی سطحی جرقه:

غیریکنواختی ریزش از نازل 
اکسید شدن مذاب 
وجود سرباره و اکسیژن کاری مذاب یا نازل 

 

آخال سرباره ای:

این عیب شناسی از اکسیداسیون و فرسایش نسوز است که در سطح ذوب تشکیل می شود و به شکل زنگار در سطح شمش دیده می شود.
آخال سرباره ای از اکسیداسیون فولاد و یا موادی که از پاتیل یا تاندیش و یا کوره جدا میشوند، به وجود می آید.

 

عوامل موثر در کاهش عیب آخال سرباره ای:

1- جریان یکنواخت و پیوسته مذاب از پاتیل به تاندیش
2- سطح به اندازه ی کافی بالای مذاب درون تاندیش تا از شکسته شدن و رفتن سرباره به قالب جلوگیری می کند.
3- سرباره گیری تمیز قالب 
4- نسوز مرغوب برای کوره،پاتیل و تاندیش
5- کاهش مقدار سیم آلمینیوم در جریان ذوب 
6- کنترل نسبت منگنز به سیلمیس مذاب و اکسیژن زدایی بهتر مذاب
7- انتخاب نازل مناسب جهت ثابت نگه داشتن سطح مذاب قالب 

استفاده از پودر قالب نامناسب می تواند باعث ایجاد عیب آخال سرباره ای در سطح شمش شود. که به علت گیر افتادن ترکیب فولاد و پودر در سطح شمش است به طور کلی در سرعت های بالای ریخته گری باید از پودر با ویسکوزیته بالاتر باید استفاده کرد.

 

خط انداختن سطح:

این عیب از تخریب مکانیکی ناشی از اثر قالب،غلتک های صاف کننده، راهنما های مسیر شمش، راهنما های اندازه کننده ی شمش، بر روی سطح شمش ایجاد می شود که به صورت پیوسته در سطح شمش به صورت برآمدگی یا فرورفتگی دیده می شود.
این ایراد و عیب به شکل مارک خط می تواند به علت وجود فلز خارجی چسبیده به اجزای ماشین نیز باشد با باز بینی دقیق می توان عامل اصلی ایجاد برآمدگی یا خراشیدگی را برطرف نمود.

 

انواع حفره های گازی:

1-حفره ها سوزنی نزدیک به سطح شمش:

این حفره ها به سختی با چشم قابل مشاهده هستند و فقط پس از پوسته زدایی سطح می توان آن ها را دید.

 

علل ایجاد این نوع حفره ها:

وجود آب در روان ساز قالب 
کیفیت بد روان ساز قالب
مقادیر بیش از اندازه روان ساز قالب
نشست آب از بالای قالب به درون فولاد مذاب قالب

 

2-  حفره های گازی نزدیک به شمش که 10-5 میلیمتر از سطح فاصله دارند این حفره ها ناشی از:

مقادیر بیش از حد اکسیژن یا هیدروژن است که پس از تمیزکاری سطح برش با چشم قابل دیدن است.

 

 

عواملی که باعث ایجاد حفره های ناشی از گاز اکسیژن می شود:

 

مقدار زیاد آهن در سرباره و تاخیر در سرباره گیری 
مقدار خیلی کم عنصر کربن در مذاب 
مقادیر کم عناصر سیلیسیم و آلمینیوم در مذاب
افزودن درون تاندیش
عواملی که باعث ایجاد حفره های ناشی از گاز هیدروژن می شود:
خیس بودن پاتیل و تاندیش
خیس بودن تجهیزات دمش گاز و پودر به مذاب
نو بودن نسوز پاتیل و تاندیش
خیس بودن شارژ مواد به کوره
بخار گرفتن گازهای دمشی به مذاب 
نشست آب به قالب

 

3- حفره های گازی زیر سطحی شمش که 25-20 میلیمتر از سطح فاصله دارند:

علت اصلی ایجاد این حفره ها مقادیر زیاد گاز اکسیژن یا هیدروزن است و به راحتی با چشم قابل مشاهده هستند و منشایی مانند حفره های نوع دوم دارند.
لازم به ذکر است حفره های ناشی از گاز هیدروژن از نظر اندازه و تعداد در شمش ها یکی ذوب به تدریج کم می شوند ولی حفره های ناشی از اکسیژن در شمش های متعدد  یک ذوب تغییری در اندازه و تعداد ایجاد نمی کنند.

    آهن پویا

    آهن پویا

    آهن پویا با بیش از یک دهه تجربه پر فروش، پایبند به اصول حرفه ای و اخلاقی در عرصه خرید و فروش در مرزهای داخلی و خارجی یاری گر شما در صنعت فولاد است

    به اشتراک بگذارید

    دیدگاه

      0