Применение индукционных печей большой мощности в ветроэнергетике

Целевая отрасль: Энергия ветра (особенно крупные отливки, такие как ступицы, опорные плиты, и корпуса подшипников).

Фокус: Проблемы контроля состава и температуры для большой производительности (>20 тонна) Индукционные печи при плавке, Нодуляризация, и долгосрочное владение.

В этом сценарии работы, три основные характеристики: “Тяжелая секция, Длительная продолжительность, и высокая чистота.” Проблемы, с которыми здесь приходится сталкиваться, существенно отличаются от проблем, возникающих в стандартном малом и среднем литейном производстве..

я. Фаза плавления: Контроль “Единообразие” и “Наследственность” в больших мощностях

Для печей размером более 20 тонны, плавление – это не только сжижение железа; Это имеет решающее значение для устранения наследственности сырья и обеспечения металлургической чистоты..

1. Проблемы контроля температуры: Вертикальные градиенты & Эффективность

• Большой вертикальный градиент температуры: Глубокие корпуса печей в агрегатах большого тоннажа могут привести к термическому расслоению, если конструкция индуктора или удельная мощность не соответствуют друг другу.. Вы можете столкнуться с “очень холодно, дно горячее” явление, где расплавленное железо внизу перегрето (вызывая потерю углерода и растворение центров зародышеобразования), пока шихта вверху еще не полностью расплавилась.
• Задержка измерения: В 20 тонны расплавленного железа, измерение одноточечной термопары не представлено. Если электромагнитного перемешивания недостаточно, увеличивается время, необходимое для термической гомогенизации, что приводит к окислительному дрейфу C и Si в этот период.

2. Проблемы контроля состава: Накопление микроэлементов & C-Si баланс

• Помехи от зависимости от металлолома: Ветроэнергетический ковкий чугун (например, КТ400-18АЛ) требует чрезвычайно высокой ударной вязкости при низких температурах. В больших печах часто используется “Синтетический чугун” процесс с высоким коэффициентом брака. Объем в 20 тонн подразумевает несколько партий сырья., затрудняя контроль микроэлементов, разрушающих узелковость или матрицу (как Pb, Из, Как).
• Нестабильное поглощение углерода: В крупнотоннажных синтетических процессах, Скорость поглощения науглероживателей сильно зависит от температуры и интенсивности перемешивания.. Если большая печь работает на полную мощность, турбулентность на поверхности жидкости ограничена. Рекарбюризаторы могут забиться шлаком, что приводит к колебаниям окончательного углеродного эквивалента (CE), что напрямую влияет на флотацию графита или тенденцию к усадке.

II. Нодуляризация (Сфероидизация): Балансировка “Затухание” и “Извержение”

Это наиболее критическая точка риска в производстве ветроэнергетического литья.. Большие объемы лечения означают бурные реакции, но также подразумевают длительное время заливки, сталкиваются с серьезными рисками выцветания.

1. Проблемы контроля температуры: Чрезвычайно узкое окно процесса

• Дилемма температуры обработки:
  • Слишком высокий (>1500°C): Реакция в 20 тонны железа - это жестоко. Магний (мг) мгновенно испаряется, что приводит к чрезвычайно низким и нестабильным показателям восстановления, ослепляющая магниевая вспышка, и проблемы экологического дыма.
  • Слишком низко: Система заливки тяжелосортных отливок массивная., что приводит к длительному времени заполнения. Если температура обработки слишком низкая, температура чугуна может упасть ниже линии ликвидуса ближе к концу заливки, вызывая плохую текучесть, холодно закрывается, или шлаковые включения.
• Оценка теплового падения Отклонение: Хотя большой ковш имеет высокую термическую массу, время, необходимое для перемещения ковша, очистка шлака, и подъем на станцию ​​заливки гораздо дольше, чем для мелких деталей. Точный контроль конечной температуры заливки (обычно 1330–1350°С) требуется точная модель “Температура крана против. Потери тепла в футеровке по сравнению с. Время.”

2. Проблемы контроля состава: Затухание & Коренастый графит

• Магний “Долгосрочное затухание”: For >20t iron, время от окончания нодуляризации до окончания заливки может составлять 20–40 минут. Остаточный магний постоянно окисляется и тускнеет.. Если вы изначально добавите избыток Mg, чтобы гарантировать окончательный результат, передняя часть может пострадать от усадка пористость или карбиды; если ты добавишь слишком мало, хвостовая часть страдает от низкая нодулярность.
• “Коренастый Графит” в тяжелых разделах: This is a nightmare for wind power castings with wall thicknesses >200mm. Для борьбы с выцветанием в больших партиях, более редкоземельные (РЭ) контент часто используется. Однако, в толстых сечениях с медленным охлаждением, Сегрегация RE приводит к образованию массивного графита., вызывая резкое ухудшение механических свойств. Контроль соотношения Mg/RE на микроуровне (и использование микроэлементов, таких как Sb или Bi) является основной трудностью в управлении большой печью..

Iii. Долгосрочный холдинг: The “Нуклеационная смерть” Проблема

Производство сверхкрупных отливок для ветроэнергетических установок (например, >50Т хабы) часто требует “Многопечная комбинированная заливка” (например, три 20-тонные печи, подающие чугун одновременно). Это означает, что первую партию расплавленного железа, возможно, придется хранить в течение длительного времени в ожидании последующих партий..

1. Композиция Дрифт: Потеря углерода & Мертвое железо

• “Мертвое железо” Феномен: Во время длительного электрического удержания (especially >1 hour), утюг находится под электромагнитным перемешиванием. Гетерогенные места зародышеобразования (оксиды, сульфиды) агрегировать и всплывать или разлагаться. Железо становится очень “чистый” но теряет ядра кристаллизации. Даже при последующей прививке, этот утюг склонен к сильному охлаждению (карбиды) и низкое количество узелков.
• Изменения C/Si: длительное выдерживание при высокой температуре вызывает непрерывное окисление углерода. Наоборот, если подкладка кислая (кремнеземный песок), Содержание кремния может увеличиться из-за реакции восстановления. ($SiO_2 + 2С = Си + 2CO$), нарушение запланированного углеродного эквивалента.

2. Эрозия подкладки & Чистота

• Реакция подкладки: Выдержка высокой мощности интенсифицирует реакцию между футеровкой и шлаком.. Длительная продолжительность может привести к изменению свойств шлака. (от кислого к основному или наоборот), изменение его способности адсорбировать включения, или даже уменьшить нежелательные элементы (как Эл, Из) обратно в расплав.

Краткое содержание: Сравнение основных параметров управления