گاز زدایی از فولاد
ریخته گری در خلا تنها راه و روش تولید مقادیر خاصی از فولاد و آلیاژ های آن است.که مورد استفاده در صنایع خودرو،هوافضا و راه آهن است و یک بخش در تولید آلیاژ با کیفیت فولادی است.در طی فرآیند تولید،از فولاد مذاب مقادیری هیدروژن و کربن حذف می شود.
در گذشته،حذف هیدروژن به آهستگی صورت می گرفت و زمان را به فرآیند تولید اضافه می کرد. خارج کردن هیدروژن با روش پیشرفته،تحت خلا و بر طرف کردن نواقصی که می تواند بر عملکرد فولاد تأثیر بگذارد انجام می شود.
حذف گازهایی هیدروژن و کربن تحت خلاء نه تنها نواقص را کاهش می دهد،بلکه مزایای دیگری نیز به همراه می آورد:
فولاد کم کربن دارای خاصیت انعطاف پذیری بیشتری است و بنابراین شکل پذیری بهتری پیدا می کند.
در طول فرآیند تولید فولاد در حالی که فولاد مذاب هنوز در ملاقه است فولاد باید گازگیری شود تا :
۱-گازهای محلول به ویژه هیدروژن و نیتروژن را کاهش یا حذف کند۲-کاهش کربن محلول برای بهبود شکل پذیری ۳-برای ترویج اکسیداسیون ترجیحی کربن محلول (بیش از کروم)هنگام تسویه نمرات فولاد ضد زنگ
در فرآیند ذوب فولاد، گازهای ناخواسته در مایع حل می شوند.و می توانند تعدادی نقص ایجاد کنند.
چگونه ریخته گری در خلا،مشکل سوراخ ها و تخلل را در فولاد حل کرد؟
در اوایل دهه ۱۹۰۰ صنعت فولاد سازی دچار فولاد بی کیفیت بود.این به این دلیل بود که در طول فرآیند تولید گاز های نیتروژن و هیدروژن در فولاد مذاب وجود داشت.
در حین سرمایش و انجماد بعدی هیدروژن محلول باعث ایجاد سوراخ و تخلخل در محصول نهایی می شود.زیرا هیدروژن در دمای محیط حلالیت کمی در فولاد دارد،نتیجه آزاد شدن هیدروژن در حین انجماد بود.
نیتروژن همچنین دارای حلالیت کمی در فولاد است.نیتروژن پس از خنک شدن و جامد شدن فولاد،دوباره خارج می شود و در محصول نهایی نقص هایی مانند شکنندگی و کاهش شکل پذیری ایجاد می کند. راه حل،ریخته گری در خلا بود که انجام دادند.
ایده استفاده از خلا برای حذف گاز های محلول از فولاد مذاب،در ابتدا توسط دانشمندان شوروی در اتحاد جماهیر در سال ۱۹۴۰ شوروی مطرح شد.و در سال ۱۹۵۴ در آلمان،آزمایش صنعتی شد.
.حباب های هوا تشکیل می شوند و به سطح آب شناور می شوند،جایی که از آن خارج می شوند.
گاز های موجود در فولاد مذاب،حباب های هیدروژن و نیتروژن و مونوکسید کربن هستند.بالای سطح می آیند و توسط سیستم خلا برداشته می شوند.
خنثی سازی ملاقه ای در خلا چگونه است؟
در روش گازگیری ملاقه،ملاقه را داخل محفظه خلا قرار می دهند و محفظه را آب بندی می کنند. و فشار خلا را تا منفی ۰/۷ – بار می رسانند .
فولاد را هم می زنند تا فولاد تازه دائما به سطح ملاقه برسد.این به منظور اطمینان از اینکه سطح لازم فولاد مذاب در معرض خلا است .این کار از طریق دمیدن یک گاز بی اثر مانند آرگون از طریق فولاد مذاب انجام می شود .آرگون از طریق پایین ملاقه توسط یک پلاگین نسوز متخلخل وارد می شود.
همزن اضافی با واکنش سم زدایی ایجاد می شود.زیرا کربن و اکسیژن باهم ترکیب می شوند و منوکسید کربن گازی را تشکیل می دهند.حبابهایی را ایجاد می کنند و از طریق فولاد مذاب بالا می روند و اختلاط را تشویق می کنند.یک قیف اجازه می دهد تا عنصر آلیاژی در طول فرآیند تولید را اضافه کرد .
گاز زدایی
خلا برای گاز زدایی بر روی فولاد مذاب اعمال می شود.گازگیری بستگی زیادی به سطح در معرض دید دارد.در گاز زدایی،فولاد مذاب بسیار سریع،درون قالب،انجام می شود.
ارتفاع ریزش فولاد در قالب یکی از مهمترین متغیر هایی است که بر اثر بخشی فرآیند گاز زدایی جریان تاثیر می گذارد.
علاوه بر گازگیری ملاقه به قالب گازگیری دیگری وجود دارد.و به آن گازگیری از ملاقه به مقاله،گفته می شود. که در آن ملاقه دوم در داخل محفظه خلا،بجای قالب قرار دارد.این روش برای شمش هایی به بزرگی ۴۰۰ تن استفاده می شود.
انتخاب پمپ خلاء مناسب
برای ایجاد خلا بر روی محفظه،بر اساس میزان تولید و سایر عوامل نرخ تولید بالاتر مستلزم کاهش سریع تر و پمپ با ظرفیت بیشتر است.
چه حجم از گاز های محلول،در ریخته گری در خلا از فولاد حذف می شود؟
نرخ حباب گیری بیشتر،به پمپ وکیوم قوی تری نیاز دارد.تا خلا در حین پمپاژ گاز های آزاد شده،ایجاد شود.آرگون نیز باید حذف شود.
سطح خلا مورد نیاز برای تامین گاز خروجی و رضایت بخش چقدر است؟
ساختار شیمیایی فولاد و گاز های حذف شده،سطح خلا مورد نیاز را تحت تاثیر قرار می دهند.
میزان نشت خلا به داخل محفظه خلاء،هرگونه هوایی که به سیستم نفوذ می کند باید توسط پمپ خارج شود.
قیمت بخار و برق
پمپ های وکیوم،ریخته گری در خلا
۱-اجکتور بخار با مراحل تراکم لازم
۲- پرتاب کننده های بخار در ترکیب با پمپ های رینگ آبی
۳- پمپ های پیچ خشک که نیاز به خروج کننده بخار ندارند .
۴-پمپ های روتاری پره ای روغنی که پمپ وکیوم زاگرس از این دسته از پمپ های وکیوم می باشد.