تشخيص مشاكل ذوبان الفرن التعريفي من خلال عيوب الصب

استخدام عيوب الصب ل “مهندس عكسي” تعتبر مشاكل الذوبان طريقة فعالة للغاية لتشخيص الجودة. بينما أفران الحث (وخاصة الأفران ذات التردد المتوسط) تقدم كفاءة ذوبان عالية وتكوين موحد, التحكم التشغيلي غير السليم يمكن أن يؤدي بسهولة إلى حدوث عيوب في المصدر.

1. المسامية / ثقوب الغاز

مظهر: ثقوب على الأسطح تشكيله, فتحات تحت الجلد, أو تجاويف مستديرة/بيضاوية داخل القالب.

تتبع عمليات الفرن التعريفي:

• إدارة الشحن غير السليمة (الأكثر شيوعًا):
  • شحنة رطبة/زيتية/صدئة: مواد الشحن (وخاصة خردة الصلب والعائدات) محملة دون التجفيف الكافي أو إزالة الصدأ. يؤدي التسخين السريع لفرن الحث إلى تبخر الرطوبة والزيت على الفور وتحللهما إلى هيدروجين (ح) والنيتروجين (ن), والتي يتم امتصاصها بعد ذلك بواسطة المعدن المنصهر.
  • رقائق زائدة / خردة خفيفة: استخدام الكثير من رقائق القطع السائبة (غير قوالب). نسبة مساحة السطح إلى الحجم العالية تعني أنها تمتص كميات كبيرة من الزيت والأكاسيد, مما يؤدي إلى زيادة في محتوى الغاز.
• درجة حرارة الانصهار غير المنضبطة & وقت:
  • “الطبخ على نار عالية”: حفظ الحديد المنصهر عند درجات حرارة عالية (على سبيل المثال, فوق 1500 درجة مئوية) لفترة طويلة جدا. يؤدي التحريك الكهرومغناطيسي لفرن الحث إلى كشف المعدن الطازج باستمرار إلى الغلاف الجوي, مما يسبب امتصاص الغازات (وخاصة H و N) لترتفع أضعافا مضاعفة.
  • بداية باردة دون تلبيد: بعد إعادة التبطين أو الاغلاق لفترة طويلة, يؤدي الفشل في تجفيف الفرن وتلبيده بشكل صحيح إلى السماح للرطوبة من المادة المقاومة للحرارة بالدخول إلى الدفعة الأولى من المعدن المنصهر.
• قضايا مواد البطانة:
  • مُبَالَغ فيه حمض البوريك: في البطانات الحمضية, إذا كانت نسبة حمض البوريك مرتفعة جدًا, فقد تتحلل عند درجات حرارة عالية, إدخال الرطوبة أو الغازات.

2. ادراج الخبث

مظهر: وجود مواد غير معدنية غير منتظمة على السطح أو داخل الصب, عادة ما تكون داكنة أو سوداء اللون, غالبا ما تكون مصحوبة بالفراغات.

تتبع عمليات الفرن التعريفي:

• إزالة الخبث غير كاملة (deslagging):
  • نقص التخثر / الإزالة المتأخرة: عدم استخدام تخثر الخبث (البيرلايت/مزيل) أو قشط الخبث بعد فوات الأوان, مما يتسبب في صب الخبث المجزأ الناعم في المغرفة.
  • الإفراط في التحريك التعريفي: إذا كان الفرن يعمل بكامل طاقته خلال مرحلة الصهر المتأخرة, يمكن للتحريك الكهرومغناطيسي القوي أن يسحب الخبث العائم إلى المصهور (entrainment), إنشاء شوائب معلقة يصعب تعويمها.
• تآكل البطانة (الادراج الداخلية):
  • التأثير الجسدي: المواد المشحونة الثقيلة التي تضرب قاع الفرن أو جدرانه أثناء التحميل, مما يتسبب في تقشر المواد المقاومة للحرارة وخلطها في الذوبان.
  • التآكل الكيميائي: درجات حرارة انصهار عالية بشكل مفرط أو قاعدية الخبث غير المنضبط (على سبيل المثال, ذوبان الفولاذ عالي المنغنيز في بطانة حمضية) يسبب هجوم كيميائي على البطانة, إدخال منتجات التفاعل في الذوبان.
  • تكسير الطبقة الملبدة: في الإنتاج المتقطع, يؤدي التسخين والتبريد السريع إلى حدوث شقوق صغيرة في البطانة. يخترق الحديد المنصهر هذه الشقوق أثناء الحرارة التالية, تقشير الجزيئات المقاومة للحرارة.

3. فصل التركيب الكيميائي أو الانحراف

مظهر: صلابة غير متناسقة عبر الصب, البنية المجهرية غير الطبيعية, أو العناصر الرئيسية التي تتجاوز أو تقصر عن المواصفات.

تتبع عمليات الفرن التعريفي:

• تسلسل الشحن غير صحيح (حرق العنصر):
  • الإضافة المبكرة للسبائك القابلة للأكسدة: إضافة الفيروسيليكون (يرد) أو المنغنيز الحديدي (فام) في وقت مبكر جدًا أو في قاع الفرن يؤدي إلى أكسدة عند درجات حرارة عالية, مما يؤدي إلى انخفاض معدلات الاسترداد وتكوين خارج المواصفات.
  • ضعف امتصاص ريكربوريزر: إضافة recarburizer بعد فوات الأوان (بعد ذوبان المعدن بالكامل) أو على سطح الخبث يؤدي إلى معدلات امتصاص منخفضة للغاية وغير مستقرة, مما يسبب تقلبات في مكافئ الكربون (م).
• “التجسير” ظاهرة:
  • تعليق المواد: تلتصق قطع الشحنات الكبيرة في حلق الفرن بينما يذوب المعدن الموجود بالأسفل ويسخن بشدة. التهمة أعلاه لا تسقط. وهذا يؤدي إلى امتصاص شديد للغاز في ذوبان القاع شديد السخونة, تكوين غير متساو, والأكسدة/الرش عندما يجبر المشغلون الجسر على الانهيار.
• قلة وقت التسوية:
  • على الرغم من أن أفران الحث لديها التحريك التلقائي, يمكن أن يؤدي النقر الفوري بعد إضافة السبائك الثقيلة/النبيلة دون إتاحة الوقت الكافي للانتشار إلى الفصل المحلي.

4. الشقوق والكسور الهشة

مظهر: الدموع الساخنة (الشقوق بين الحبيبات, سطح الكسر المؤكسد) أو الشقوق الباردة (كسر عبر الحبيبات, بريق معدني).

تتبع عمليات الفرن التعريفي:

• تراكم الشوائب النزرة:
  • إعادة التدوير غير المنضبط: يؤدي التدوير غير المحدود للعائدات الداخلية لخفض التكاليف إلى تراكم الكبريت (س), الفسفور (ص), والعناصر النزرة مثل الرصاص (PB) والقصدير (سن). وهذا يزيد بشكل كبير من الميل إلى التمزق الساخن والهشاشة.
• الحبوب الخشنة بسبب ارتفاع درجة الحرارة:
  • درجة حرارة الانصهار المفرطة: إذا لم يتم قطع التيار الكهربائي في الوقت المناسب وارتفاع درجة حرارة المعدن بشدة, يتم تدمير النوى الوراثية في الذوبان. وينتج عن هذا حبيبات خشنة بشكل غير طبيعي بعد التصلب, تقليل الخواص الميكانيكية بشكل كبير والتسبب في الشقوق.

ملخص: التحسينات التشغيلية للأفران الحثية

للتقليل من العيوب المذكورة أعلاه, أ “فحص الصحة” يوصى بعمليات الفرن:

1. “بارد قبل حار, الصغير قبل الكبير”: التحكم بدقة في تسلسل الشحن. أضف recarburizer مع الشحن البارد في الأسفل; استخدم قصاصات صغيرة في الأسفل وقصاصات كبيرة في المنتصف لمنع التجسير; إضافة سبائك قابلة للأكسدة (و, MN) في وقت متأخر من عملية الذوبان.
2. يتجنب “الغليان البطيء عند درجة حرارة عالية”: بمجرد وصول الحديد إلى درجة حرارة التنصت, اضبط وانقر على الفور. قلل من الوقت الذي يبقى فيه الحديد المنصهر في درجات حرارة عالية لمنع التقاط الغاز والأكسدة.
3. التحكم في الطاقة: استخدام القوة الكاملة للذوبان, ولكن تقليل الطاقة أثناء التكرير/الإمساك. تجنب التحريك عالي الطاقة أثناء قشط الخبث لمنع تراكم الخبث.
4. تنقية الشحنة: حتى بالنسبة لأفران الحث, نظافة الشحن أمر حيوي. يجب معالجة الخردة الملوثة بالزيت أو الصدأ مسبقًا (السفع بالرصاص أو الخبز/التجفيف).

الخطوة التالية:

إذا كان لديك صور محددة للعيوب أو تقرير ميتالوغرافي متاح, هل ترغب في تحميلها أو وصفها? يمكنني مساعدتك في تحديد أي مرحلة من عملية الذوبان بالضبط (على سبيل المثال, هل هي مشكلة إزالة الخبث أو مشكلة إزالة الأكسدة) يحتاج إلى تعديل.