ریخته گری مداوم و ریخته گری پیوسته (CCM)

ریخته گری شمش ها به طریقه تکباری از نظر مشخصات متالوژیکی ، تکنولوژیکی و تولیدی دارای نارسایی ها و نقایص عمده ای است که تبدیل شرایط انجماد و افزایش کمیت و کیفیت تولیدی را ایجاب می نماید و در هر یک از شاخه های متالورژی آهنی و غیر آهنی ، مهمترین مباحث تولیدی بر انتخاب بر آیند مطلوب  از سه عامل متالورژی ، تکنولوژی و اقتصاد قرار دارد . در شمش ریزی که به تولید محصول نیمه تمام می انجامد ، بسیاری از عیوب و نارسایی های تولیدی ، هنگامی مشخص می گردند که کار مکانیکی  نظیر نورد ، پتکاری ، پرس ، فشار کاری و … بر روی قطعه انجام گرفته است و کار و هزینه بیشتری صرف شده است و همین مطلب دقت و کنترل در تولید شمش ها را لازم می دارد .

خواص شکل پذیری مکانیکی آلیاژها ، مستقیماً  ” به نرمش Ductility  و تا و Strength   آنها بستگی دارد و این دو مشخصه نیز شدیداً ” تحت تاثیر ساختار شمش ، همگنی و یا ناهمگنی  دانه های بلوری ، مک حفره و جدایش قرار دارد . مهمترین مشخصات مورد لزوم در ساختار شمش ها عبارتند از

الف ) ریز بودن دانه ها

ب ) گرایش دانه ها از ستونی به محوری

پ ) همگن و هم اندازه بودن دانه ها

ت ) نازک بودن مرز دانه ها

ث ) همگنی شیمیایی و فقدان جدایش های مستقیم یا معکوس

ج ) کاهش مک انقباضی و نایچه

چ ) همگنی در اندازه ، شکل و پخش مک های انقباضی

ح ) کاهش  مک های انقباضی پراکنده

خ ) کاهش و حذف مک های گازی و ریز مک ها

د ) حذف و کاهش ترک های درونی و سطحی

ذ ) کاهش مقدار آخال و سرباره

از مباحث قبل و آنچه که در فصول مربوط به انجماد گفته شده است ، چنین استنتاج می گردد که عیوب و نارسایی های متالولوژی ، ناشی از فقدان شرایط لازم برای سرد کردن و قدرت سرد کنندگی قالب ها می باشد که نوع آلیاژ و شکل و اندازه شمش نیز در حصول به نتیجه دلخواه اثرات قابل توجهی دارند. از نظر تکنولوژیکی و تولیدی نیز ، کندی و آهستگی ، نیاز به مکان و فضای وسیع ، دور انداز و برگشتی ها ی شمش ( در هر دو قسمت فوقانی و تحتانی ) افزایش تعداد کارگر و محدودیت در اندازه شمش ، عوامل دیگری محسوب می شوند که روشهای تکباری را محدود و برای صنعت پویای امروز نا کافی میسازند.

تحلیل عملی معایب و نیاز روز افزون به افزایش تولید ، به اصلاحاتی در روش های تکباری منجر گردید که نیازمندی های علمیو تولیدی را کفایت نمی نمود. روش ریخته گری مداوم و یا شمش ریزی مداوم بر اساس سرد کردن مستقیم تختال یا شمشال ، با طول های تقریباً محدود و زمان بار ریزی  نامحدود  ، فرآیند جدیدی است که قسمت اعظم نیازمندیهای فوق را برآورده ساخته و گسترش تکنولوژیکی و متالوژیکی آن هنوز ادامه دارد .

هر گاه روش یا فرایند جدیدی وارد صنعت گردد ، سال های متمادی ، بدون آنکه طرح اصلی و مکانیسم عمده آن تغییرات فاحشی پیدا کند ، مشمول تحقیقات وسیعی از دیدگاههای مختلف می گردد که به تحصیل محصولاتب بهتر و برتر می انجامد ، مانند تغییر مواد قالب ، سیستم خنک کنندگی ، مبرد و آبگرد که در شمش ریزی تکباری انجام گرفته است . هنگامی میرسد که طرحی کاملاً جدید و فکری نو و سیستمی کاملاً‌ متفاوت ابداع و اظهار می شود . در این حال ، چنانچه روش جدید ، بتواند نظر محققان و تولید کنندگان دیگر را جلب کند و یا پیش بینی تحول های جدیدی بر آن مترتب شود ، مسید تحقیقات و بررسیهای به طرف سیستم جدید گرایش یافته و کلیات آنها در روش جدیدی متمرکز می گردند . بدیهی است گاه ممکن است یک نظریه و یا طرح جدید ، برای سالیان دراز مسکوت بماند ولی چنانچه آن طرح بر موازین علمی استوار باشد و شرایط لازم عملی را در نیازهای صنعتی پیدا کند از لابلای تاریخ علمی بیرون کشیده می شود .

تغییر روش شمش ریزی از تکباری به مداوم ، شاهدی بر بیان فوق است ، زیرا تا قبل از آشنایی با مزایای ریخته گری مداوم ، شاهدی بر بیان فوق است ع زیرا تا قبل از آشنایی با مزایای ریخته گری مداوم ، همواره تحقیقات در اجزاء روش تکباری از نظر قالب ، انداز ته سر ، روش سرد کنندگی ، سیستم آبگرد ، و نظایر آن بعمل می آید و موفقیت هایی را نیز ره دنبال داشت . پس از تدوین علمی و استخراج نتایج تولیدی شمش ریزی مداوم تقریباً بیشتر تحقیقات و هزینه های مربوط متوجه این روش گردید در حالیکه استفاده از روشهای شناخته شده تکباری هنوز در مقیاس وسیعی ادامه دارد .

شمش ریزی مداوم ، روش جدیدی است که هر جند ایده و طرح های اولیه آن به زمان بسمر “Bessemer”  و سال های ۱۸۴۰-۱۸۵۰ مربوط می شود ، ولی عمر کاربردهای صنعتی آن از ۵۰ سال بیشتر نیست . از طرف دیگر ، گشترش تکنولوژی جهانی  سبب شده است که تحقیقات و طرح های مستقلی در کشورهای جهان ارائه شود و تنوع فاحشی را در انواع روش های ریخته گری مداوم پدید آورد بطوریکه مجموع طرح های ثبت شده در این مورداز ۵۰۰ نوع نیز متجاور

مکانیسم سرد کردن

در حقیقت مهم ترین وجه تمایز روش های مداوم ریزی بر روش های تکباری ، سرد کردن سریع و گاه بدون واسطه شمش یا محصول است که عمده مختصات متالوژیکی از این مکانیسم ناشی می گردد . استفاده مستقیم از آب جاری ، آب فشان آب اتمیزه ( پودر شده ) ، مخلوط آب و روغن مهمترین روش های سرد کنندگی را حاصل نموده اند ، در این حال استفاده از قالب یا هر محفظه نگاهدارنده به منظور انجماد اولیه و ایجاد استحکام در پوسته لازم به نظر می رسد . در حقیقت تنوع قالب و مکانیسم های سرد کردن را نمی توان از هم تفکیک نمود از هم تفکیک نمود چه تاثیرات هر یک بر دیگری کاملاً به اثباط رسیده است . تاثیر قالب و یا هر محفظه نگاهدارنده در انجماد اولیه و تا و پوسته کاملاً شناخته شده است و در برخی از موارد کل انجماد در برخوردهای مذاب و قالب انجام میگیرد و قسمتهایی جزیی و درونی به سرد کنندگی شدیدی نیاز ندارند . در هر صورت حرارتی ، تاو ، و مقاومت به فرسایش و خورندگی در قالب ها از اهمیت ویژه ای برخور دارند . ولی در شمش های حقیقی عموماً سیستم سرد کنندگی ثانویه ، همراه با سیستم اولیه ” قالب ” شرایط تکمیلی فرایند انجماد را حاصل می کنند .

با توجه به آنکه شمش ها ة عموماً محصول نیمه تمام تعریف شده اند و همواره پس از ریخته گری تحت عملیات مکانیکی نورد ، پتکاری ، فشار کاری ة مفتول کشی و … قرار می گیرند ، در بسیاری از واحدهای تولیدی ، روش کار به گونه ای است که شمش قبل از سرد شدن کامل به قسمت نورد که در ادامه واحد ریخته گری قرار دارد منتقل شده و تمام و یا قسمتی از تغییر شکل بر روی آن انجام می گیرد . کاربرد همیشگی شمش ها در تغییر شکل ها و بخصوص تغییر شکل و نورد های منجر به تهیه ورق ، صفحه و تسمه باعث گردیده است که از نظر طراحی و تولیدی سعی شود که فاصله قسمت شمش ریزی و نورد کوتاه شده و حتی در هم ادغام شوند همین موضوع به طرح های مداوم ریزی در قالب های دورانی متحرک ، تسمه ریزی و ورق ریزی مستقیم منجر گردیده که در همین فصل درباره آنها سخن گفته خواهد شد و در همین حال وجه تمایز کاربرد ریخته گری مداوم و یا مداوم ریزی با شمش ریزی مداوم  مشخص خواهد شد .

مکانیسم حرکت

بیرون کشی مداوم شمش یا صفحه از قالب ، طرح ها و روش های گوناگونی را پدید آورده است . در انواع طرح های موجود و ماشین های مورد استفاده می توان به دو روش اساسی اشاره کرد که بر مبنای قالب ثابت و قالب متحرک طراحی شده اند . در قالب ثابت ، بیرون کشی شمشال یا تختال ، متضمن استفاده  از سیستم های هیدرولیکی ، غلتکی و چرخ دنده  ای است در حالیکه در قالب متحرک ، حرکت نسبی قالب و شمش ، باعث می گردد که شمش یا صفحه در مراحل اولیه همراه با قالب و پس از زمان معین که به چرخه ” Cycle ” مربوط است توسط مکانیسم های دیگر بیرون کشیده شود .

مکانیسم جدا کردن و انتقال

در مداوم ریزی بر حسب طول شمشال یا تختال و یا تعیین زمان انجماد کامل قطعه ، فضای اضافی برای حرکت محصول لزوم پیدا می کند . هر گاه حرکت مستقیم عمودی یا افقی باعث گسترش فضای طولی یا عمقی گردد ، ممکن است تغییراتی را در جهت حرکت ایجاد نمایند . پس از آنکه طول لازم شمشال تعیین گردید ، بریدن و جدا کردن ، با وسایل مختلف برشی انجام گرفته و سپس محصول به قسمتهای دیگر انتقال می یابد . در تسمه ریزی و ورق ریزی ، برش قطعه با طولی معین لزومی نداشته و عموماً ” صفحات را ” قرقره ” نموده و برش و تعیین اندازه های مناسب در نورد انجام می گیرد .

 

 

اسپکترومتر:

این دستگاه برای اندازه گیری و تعیین غلظت وزنی عناصر در نمونه های آهنی و غیرآهنی می باشد . دقت و صحت این دستگاه و برای آنالیز و اندازه گیری غلظت وزنی عناص (%) در نمونه آهنی (Fe Base) و غیر آهنی (Al,Cu, Ni, Zn, ...)بسیار بالا است.

از توانایی آن می توان به اندازه گیری عناصر با غلظت وزنی کم(Trace Elements) مانند نیتروژن (N) در آلیاژ Duplex ،سرب (Pb) ، سلنیوم (Se) ، بیسموت (Bi) و لانتانیوم (La) در آلیاژهای مربوطه و مورد نیاز اشاره نمود.  

 توانایی اندازه گیری عنصر فسفر (P) در نمونه های آلومینیومی (Al Base)

قابل استفاده برای اندازه گیری عناصر فقط در آنالیز نمونه های یک پایه (One Base) فلزی یا چند پایه مختلف(Multi Base) بنا به درخواست استفاده کننده             

قابلیت دسترسی از سه طرف به محل قرارگیری نمونه (Open Stand)برای سهولت در آنالیز نمونه های ریخته گری شده و با اشکال و یا ابعاد مختلف             

  استفاده از سیستم    Jet Stream Technology در توزیع  گاز آرگون در محفظه جرقه

 افزایش دقت و صحت در اندازه گیری عناصر در هنگام آنالیز نمونه ها با استفاده از آشکارسازهای

 Multi CCD (High - Resolution) و چیدمان آن ها بر اساس Rowland Circle در محفظه اپتیک تحت خلا   (Vacuum Chamber Optic)  در جداسازی طول موج ها از یکدیگر ، افزایش پایداری و دقت در اندازه گیری شدت نور طول موج های عناصر ، به خصوص عناصری مانند کربن (C-low) ، گوگرد(S) ، فسفر( P) ، بر (B)  

 

غبارگیر صنعتی

غبارگیر صنعتی دستگاهی است که به منظور جمع آوری گرد و غبار و ذرات ریز حاصل از فرآیندهای تولیدی و صنعتی در محیط های صنعتی و کارگاهی مورد استفاده قرار می گیرد. غبارات بسیار ریز تولید شده در محیط های گوناگون علاوه بر ایجاد اختلال در عملکرد بهینه تجهیزات و ماشین آلات موجود و فرآیند تولید می‌توانند به شکل منبع بیماری عمل کرده و سلامت افراد حاضر در محیط را به خطر اندازند زیرا حجم این گرد و غبار یا ذرات ریز غالبا بالاست، اندازه ذرات بسیار کوچک است در نتیجه می توانند به داخل ریه نفوذ نمایند و در بعضی موارد این ذرات ریز سمی و آلاینده می‌باشند.

تعریف غبار

گرد و غبار از ذرات ریز جامد قابل مشاهده یا غیرقابل مشاهده تشکیل شده است که در هوا شناور می‌باشند. هر چه اندازه ذرات بزرگتر باشد امکان معلق ماندن آن کمتر خواهد بود (بسته به نوع ذره و مشخصات آن). وزن ذرات تاثیری در مسأله شناور باقی ماندن آنها در هوا ندارد. اگر ذرات بسیار ریز باشند (همانند گرد و غبار فلزات) بصورت پیوسته در هوا معلق مانده و بر روی سطوح رسوب نمی کنند. ذرات گرد و غبار متداول در صنایع گوناگون در محدوده اندازه ذره 0/001 تا 100 میکرون قرار می‌گیرند. هنگام ارزیابی میزان سمی بودن ذرات گرد و غبار هم دو عامل اندازه و ترکیب شیمیایی آنها مطرح می‌گردد.

عملکرد غبارگیر صنعتی

دستگاه‌های غبارگیر صنعتی نقشی حیاتی در نزدیکی ماشین‌آلات و تجهیزات فرآوری و در سالن‌های تولید ایفا می‌نمایند. با یک دستگاه غبارگیر صنعتی برخوردار از فیلتر مناسب، تقریبا تمامی تراشه ها و ذرات گرد و غبار قابل جدا شدن می‌باشند. فرآیند جمع آوری گرد و غبار با اتصال مستقیم غبارگیر صنعتی به بخشی از دستگاه یا از طریق به خطوط انتقالی همانند هودها یا بازرویی های غبارگیری صنعتی انجام می‌گیرد.
بعبارت دیگر غبارگیر صنعتی می تواند به کابین دستگاه متصل شده و تمامی گرد و غبار تولید شده درون کاربین را مکش کند. علاوه بر این غبارگیر صنعتی می تواند بصورت یک خرطومی منعطف به بخشی از دستگاه متصل شده یا بصورت کانالی ثابت نزدیک به محل ایجاد گرد و غبار قرار گرفته و همزمان با ایجاد گرد و غبار در همان نقطه آن را جمع آوری نماید. باید توجه داشت که تنها، ذرات ریز شناور در هوا توسط این نوع از مکنده ها قابل جمع آوری می باشند یعنی ذراتی که دارای حجم بالا و اندازه بسیار کوچک هستند. بنابراین دستگاه غبارگیر صنعتی دارای قدرت مکش کم و سرعت مکش بسیار بالا می‌باشد زیرا:

- سرعت مکش بالا موجب انتقال حجم هوای قابل توجه گردیده و در نتیجه مقدار زیادی گرد و غبار توسط غبارگیر صنعتی مکش شده و از محیط حذف می گردد.
- در جایی که لازم است مکش مواد از فاصله دورتر انجام گیرد، نیاز به افزایش قطر دهانه مکش می‌باشد، افزایش قطر دهانه مکش، افت سرعت حرکت هوا را به همراه دارد برای جلوگیری از این افت و انتقال کامل مواد جمع آوری شده به مخزن لازم است سرعت مکش غبارگیر صنعتی افزایش یابد.

عملکرد بهینه یک غبارگیر صنعتی وابسته به پارامترهای زیر می‌باشد:

سرعت مکش مناسب

برای جمع آوری کامل گرد و غبار و ذرات شناور و انتقال آن به مخزن

سیستم فیلتراسیون کارآمد

از لحاظ کلاس فیلتر، سطح فیلتراسیون و سیستم نظافت فیلتر برای جلوگیری از بازگشت غبارات به محیط و همچنین تناسب مشخصات فیلتر غبارگیر صنعتی با ویژگی‌های ذرات شناور از قبیل دما، آنتی استاتیک بودن و ..

دارا بودن سایکون

به منظور انجام بهتر عملیات فیلتراسیون و جلوگیری از آسیب دیدگی فیلتر