การประยุกต์ใช้เตาเหนี่ยวนำความจุขนาดใหญ่ในอุตสาหกรรมพลังงานลม

อุตสาหกรรมเป้าหมาย: พลังงานลม (การหล่อขนาดใหญ่โดยเฉพาะเช่นดุม, แผ่นเตียง, และเรือนแบริ่ง).

จุดสนใจ: ความท้าทายในด้านองค์ประกอบและการควบคุมอุณหภูมิสำหรับความจุขนาดใหญ่ (>20 ตัน) เตาเหนี่ยวนำระหว่างการหลอม, การทำให้เป็นก้อนกลม, และการถือครองระยะยาว.

ในสถานการณ์ปฏิบัติการนี้, ลักษณะสำคัญ 3 ประการคือ “มาตราหนัก, ระยะเวลายาวนาน, และมีความบริสุทธิ์สูง” ความท้าทายที่ต้องเผชิญที่นี่แตกต่างอย่างมากจากความท้าทายในการผลิตการหล่อมาตรฐานขนาดเล็กถึงขนาดกลาง.

ฉัน. เฟสการหลอมละลาย: การควบคุม “ความสม่ำเสมอ” และ “พันธุกรรม” ในความจุขนาดใหญ่

สำหรับเตาที่มีขนาดใหญ่กว่า 20 ตัน, การหลอมไม่ใช่แค่การทำให้เหล็กกลายเป็นของเหลวเท่านั้น; เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการขจัดพันธุกรรมของวัตถุดิบและรับประกันความบริสุทธิ์ของโลหะวิทยา.

1. ความท้าทายในการควบคุมอุณหภูมิ: การไล่ระดับสีแนวตั้ง & ประสิทธิภาพ

• การไล่ระดับอุณหภูมิแนวตั้งขนาดใหญ่: ตัวเตาหลอมลึกในหน่วยน้ำหนักขนาดใหญ่สามารถนำไปสู่การแบ่งชั้นทางความร้อนได้หากการออกแบบตัวเหนี่ยวนำหรือความหนาแน่นของพลังงานไม่ตรงกัน. คุณอาจจะเจอกับ “เย็นที่สุด, ด้านล่างร้อน” ปรากฏการณ์, โดยที่เหล็กหลอมที่อยู่ด้านล่างร้อนเกินไป (ทำให้เกิดการสูญเสียคาร์บอนและการสลายบริเวณนิวเคลียส), ในขณะที่ประจุที่อยู่ด้านบนยังละลายไม่หมด.
• ความล่าช้าในการวัด: ใน 20 เหล็กหลอมเหลวตัน, การวัดเทอร์โมคัปเปิลจุดเดียวขาดการนำเสนอ. หากการกวนด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าไม่เพียงพอ, เวลาที่ใช้ในการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยความร้อนเพิ่มขึ้น, ทำให้เกิดการดริฟท์ของออกซิเดชั่นของ C และ Si ในช่วงเวลานี้.

2. ความท้าทายในการควบคุมองค์ประกอบ: ติดตามการสะสมองค์ประกอบ & ยอดคงเหลือ C-Si

• การรบกวนจากการพึ่งพาเศษเหล็ก: เหล็กดัดพลังลม (เช่น, QT400-18AL) ต้องการความทนทานต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำสูงมาก. เตาขนาดใหญ่มักใช้ “เหล็กหล่อสังเคราะห์” กระบวนการที่มีอัตราส่วนเศษสูง. ปริมาณ 20 ตันหมายถึงวัตถุดิบหลายชุด, ทำให้ยากต่อการควบคุมธาตุที่ทำลาย nodularity หรือเมทริกซ์ (เหมือนพีบี, ของ, เช่น).
• การดูดซับคาร์บอนไม่เสถียร: ในกระบวนการสังเคราะห์ที่มีความจุสูง, อัตราการดูดซึมของรีคาร์บูไรเซอร์ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากอุณหภูมิและความเข้มข้นของการกวน. หากใช้เตาขนาดใหญ่ทำงานเต็มประสิทธิภาพ, ความปั่นป่วนที่พื้นผิวของเหลวมีจำกัด. สารเติมแต่งคาร์บอนสามารถถูกห่อด้วยตะกรันได้, นำไปสู่ความผันผวนของค่าเทียบเท่าคาร์บอนสุดท้าย (ซีอี), ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อการลอยตัวของกราไฟท์หรือแนวโน้มการหดตัว.

ครั้งที่สอง. การทำให้เป็นก้อนกลม (การทำให้เป็นทรงกลม): การปรับสมดุล “ซีดจาง” และ “การปะทุ”

นี่เป็นจุดเสี่ยงที่สำคัญที่สุดในการผลิตแบบหล่อพลังงานลม. ปริมาณการรักษาที่มากหมายถึงปฏิกิริยารุนแรง, แต่ยังหมายความถึงเวลาเทนานอีกด้วย, เผชิญกับความเสี่ยงที่จะซีดจางอย่างรุนแรง.

1. ความท้าทายในการควบคุมอุณหภูมิ: หน้าต่างกระบวนการที่แคบมาก

• ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกของอุณหภูมิในการรักษา:
  • สูงเกินไป (>1500°C): ปฏิกิริยาใน 20 เหล็กตันมีความรุนแรง. แมกนีเซียม (มก) ระเหยทันที, ส่งผลให้อัตราการฟื้นตัวต่ำมากและไม่เสถียร, เปลวไฟแมกนีเซียมที่ทำให้ไม่เห็น, และปัญหาควันจากสิ่งแวดล้อม.
  • ต่ำเกินไป: ระบบการเทสำหรับการหล่อชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักมากมีขนาดใหญ่มาก, ส่งผลให้ใช้เวลาในการเติมนาน. หากอุณหภูมิการรักษาต่ำเกินไป, อุณหภูมิของเหล็กอาจลดลงต่ำกว่าเส้นของเหลวเมื่อใกล้สิ้นสุดการเท, ทำให้เกิดความคล่องตัวไม่ดี, ปิดเย็น, หรือการรวมตะกรัน.
• การประมาณค่าการตกจากความร้อน ส่วนเบี่ยงเบน: แม้ว่าทัพพีขนาดใหญ่จะมีมวลความร้อนสูงก็ตาม, เวลาที่ต้องใช้ในการขนทัพพี, ตะกรัน skimming, และการยกเข้าสถานีเทจะใช้เวลานานกว่าชิ้นส่วนเล็กๆ มาก. ควบคุมอุณหภูมิการเทขั้นสุดท้ายได้อย่างแม่นยำ (โดยปกติคือ 1330°C–1350°C) ต้องใช้โมเดลที่แม่นยำของ “แตะอุณหภูมิเทียบกับ. การสูญเสียความร้อนของซับเทียบกับ. เวลา.”

2. ความท้าทายในการควบคุมองค์ประกอบ: ซีดจาง & กราไฟท์ก้อน

• แมกนีเซียม “การซีดจางในระยะยาว”: For >20t iron, เวลาตั้งแต่สิ้นสุดการทำให้เป็นก้อนกลมจนถึงสิ้นสุดการเทอาจใช้เวลา 20–40 นาที. Mg ที่ตกค้างจะออกซิไดซ์และจางหายไปอย่างต่อเนื่อง. หากเพิ่ม Mg ส่วนเกินในตอนแรกเพื่อรับประกันส่วนท้าย, ส่วนหน้าอาจประสบ การหดตัว ความพรุน หรือ คาร์ไบด์; ถ้าคุณเพิ่มน้อยเกินไป, ปลายหางทนทุกข์ทรมานจาก ความเป็นก้อนกลมต่ำ.
• “อ้วน กราไฟท์” ในส่วนหนัก: This is a nightmare for wind power castings with wall thicknesses >200mm. เพื่อต่อสู้กับการซีดจางในปริมาณมาก, Rare Earth ที่สูงขึ้น (อีกครั้ง) มักใช้เนื้อหา. อย่างไรก็ตาม, ในส่วนหนาและระบายความร้อนช้า, การแยกส่วน RE ทำให้เกิดกราไฟท์ที่เป็นก้อน, ทำให้คุณสมบัติทางกลลดลงอย่างมาก. การควบคุมอัตราส่วน Mg/RE ในระดับไมโคร (และใช้ธาตุติดตามเช่น Sb หรือ Bi) ถือเป็นปัญหาสำคัญในการควบคุมเตาเผาขนาดใหญ่.

III. การถือครองระยะยาว: ที่ “การตายของนิวเคลียส” ปัญหา

ผลิตการหล่อพลังงานลมขนาดใหญ่พิเศษ (เช่น, >50ฮับ) มักจะต้องการ “การเทแบบผสมผสานหลายเตา” (เช่น, เตาหลอมขนาด 20 ตันสามเตาจ่ายเหล็กพร้อมกัน). ซึ่งหมายความว่าเหล็กหลอมชุดแรกอาจต้องเก็บไว้เป็นเวลานานเพื่อรอชุดถัดไป.

1. องค์ประกอบดริฟท์: การสูญเสียคาร์บอน & เหล็กที่ตายแล้ว

• “เหล็กที่ตายแล้ว” ปรากฏการณ์: ในระหว่างการถือครองไฟฟ้าในระยะยาว (especially >1 hour), เหล็กอยู่ภายใต้การกวนแม่เหล็กไฟฟ้า. ไซต์นิวเคลียสต่างกัน (ออกไซด์, ซัลไฟด์) รวมตัวกันและลอยออกหรือสลายตัว. เหล็กจะขึ้นมาก “ทำความสะอาด” แต่สูญเสียนิวเคลียสของการตกผลึกไป. แม้จะมีการฉีดวัคซีนตามมาก็ตาม, เหล็กชนิดนี้มีแนวโน้มที่จะเกิดความเย็นสูง (คาร์ไบด์) และจำนวนปมน้อย.
• การเปลี่ยนแปลง C/ศรี: การกักเก็บที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานานทำให้เกิดการออกซิเดชันของคาร์บอนอย่างต่อเนื่อง. ในทางกลับกัน, ถ้าเยื่อบุมีสภาพเป็นกรด (ทรายซิลิกา), ซิลิคอนอาจเพิ่มขึ้นเนื่องจากปฏิกิริยาการลดลง ($SiO_2 + 2ค = ศรี + 2CO$), ขัดขวางการเทียบเท่าคาร์บอนที่วางแผนไว้.

2. การกัดเซาะของซับใน & ความสะอาด

• ปฏิกิริยาซับ: การยึดเกาะกำลังสูงจะเร่งปฏิกิริยาระหว่างซับในและตะกรัน. ระยะเวลานานอาจทำให้ตะกรันเปลี่ยนคุณสมบัติได้ (จากกรดเป็นเบสหรือในทางกลับกัน), การเปลี่ยนแปลงความสามารถในการดูดซับสิ่งเจือปน, หรือแม้กระทั่งการลดองค์ประกอบที่ไม่ต้องการ (เหมือนอัล, ของ) กลับเข้าสู่การหลอมละลาย.

สรุป: การเปรียบเทียบพารามิเตอร์การควบคุมหลัก