Inngangur
Suðu er eitt af grundvallarferlunum í nútíma iðnaðarframleiðslu. Gæði þess hafa bein áhrif á öryggi og endingartíma mannvirkja. Í há-suðuaðferðum eins og bogsuðu í kafi og rafslagsuðu er flæði nauðsynlegt hjálparefni. Það nær yfir suðusvæðið. Gæði flæðis ákvarðar að miklu leyti vélrænni eiginleika og sprunguþol suðumálmsins.
Meðal hinna ýmsu tegunda flæðis hefur samsafnað flæði náð vaxandi markaðshlutdeild á undanförnum árum, bæði innanlands og erlendis. Þetta er vegna framúrskarandi málmvinnsluframmistöðu og sveigjanlegrar stillanlegrar samsetningar. Hins vegar er framleiðsla á þéttu flæði ekki einfalt líkamlegt blöndunarferli. Þetta er kerfisbundið verkfræðiferli sem felur í sér nákvæma blöndun, blöndun, kornun og há-hitun. Í þessu ferli flæði þjónar snúningsofninn sem kjarna sintunarbúnaður. Það gegnir afgerandi hlutverki í endanleg gæðum vörunnar.
Yfirlit yfir agglomerated flux framleiðsluferli
Hægt er að draga saman framleiðsluferlið á þéttu flæði á eftirfarandi stigum:
Meðhöndlun hráefna og lotugjöf → Blautblöndun → Kornun → Lágt-hitaþurrkun → Há-sintun → Kæling → Skimun og pökkun
Hráefni innihalda ýmis steinefnaduft eins og báxít, kalkstein, flúorít og kísil, auk aukefna eins og járnblendi og afoxunarefni. Þessi efni eru vegin nákvæmlega samkvæmt flæðisamsetningunni. Skammtunarvillum er venjulega stjórnað innan ±0,3%.
Eftir blöndun er blandað duft blandað saman við bindiefni, venjulega kalíum-natríumvatnsglas, í blautu blöndunarferli. Þetta tryggir jafna dreifingu allra íhluta. Blandan er síðan mynduð í korn með 0,2 til 2 mm þvermál með því að nota kornunarbúnað. Blautu kornin eru fyrst þurrkuð við lágan hita (150-300 gráður) til að fjarlægja raka. Þau eru síðan send á kjarna sintunarstigið.
Há-hitun er tæknilega krefjandi stigið í öllu framleiðsluferlinu. Einnig eru gerðar ströngustu kröfur til búnaðar. Verkefnið á þessu stigi er að brenna þurrkuðu flæðikornin við 750 gráður til 1000 gráður. Þetta gefur agnunum endanlegan líkamlegan styrk og steinefnafasasamsetningu. Snúningsofninn er kjarnabúnaðurinn á há-hertustigi sintunar. Frammistaða þess ákvarðar beinlínis gæði samsafnaða flæðisins.
Aðferðarreglur snúningsofns fyrir samþjappað flæðiframleiðslu
Vinnureglur snúningsofns
Snúningsofninn er örlítið hallandi sívalur hitauppstreymi sem snýst stöðugt. Efni er fóðrað úr ofnhalanum (hæsti endinn). Það steypist stöðugt undir snúningi skelarinnar. Á sama tíma hreyfist það hægt meðfram ásstefnunni í átt að ofnhausnum (neðri endanum). Eldsneyti er sprautað og brennt við ofnhausinn. Heitt útblástursloft er dregið af vökvaviftunni. Það rennur á móti-um þessar mundir í gegnum efnisbeðið og fer út úr ofnhalanum. Þessi mótstraumsvarmaskipti milli efnis og heits gass tryggja mikla hitauppstreymi og jafna upphitun.
Upphitunarstillingin inni í snúningsofninum tryggir að hver flæðiögn verði jafnt fyrir heita gasstraumnum. Þetta kemur í veg fyrir ójafn hitavandamál sem er algengt í kyrrstöðuhitunaraðferðum.
Lykilhlutar snúningsofns
| Kerfi | Helstu þættir | Virka |
|---|---|---|
| Rotary Shell | Stálplötuskel, eldföst fóður, tveir dekkjahringar | Ber efni og lýkur flutningi og varmaskiptum við snúning |
| Stuðningstæki | Rúllusett, undirstaða, vökvaþrýstirúlla | Styður alla þyngd skeljar og stjórnar áshreyfingu |
| Drifkerfi | Aðalmótor, hjálparmótor, minni, opinn gír | Veitir snúningsafli; hjálparmótor heldur hægum snúningi við rafmagnsleysi til að koma í veg fyrir aflögun skel |
| Lokakerfi | Grafít blokk innsigli, ryðfríu stáli kvarða disk innsigli | Takmarkar loftleka við undir 10%, dregur úr hitatapi og losun |
| Hitakerfi | Brennari eða rafmagns hitaeiningar, eldsneytisleiðslur | Gefur hita fyrir sintrun og rúmar margar eldsneytistegundir |
Drifkerfi snúningsofnsins notar tvöfalda-drifstillingu. Aðalmótorinn keyrir ofninn á 0,5 til 4,0 sn/mín við venjulega notkun. Hjálparmótorinn fer sjálfkrafa í gang við rafmagnsleysi. Það heldur hægum snúningi á um það bil 1/100 af venjulegum hraða. Þessi hönnun kemur í veg fyrir varanlega beygjuaflögun á heitu ofnskelinni vegna eigin þyngdar þegar snúningur stöðvast skyndilega. Fyrir iðnaðarofna með stöðugan rekstur er þetta mikilvæg tæknileg ráðstöfun til að tryggja áreiðanleika búnaðar og endingartíma.
Áhrif snúningsofns á samsöfnuð flæðigæði
Endanleg gæði þéttsflæðis innihalda þjöppunarstyrk agna, basískleikastöðugleika, steinefnafasasamsetningu og suðu málmvinnsluárangur. Þessir eiginleikar ráðast að miklu leyti af því hvort hertuferlinu inni í snúningsofninum sé nákvæmlega stjórnað. Þrír þættir-sintrunarhitastig, einsleitni varmasögu og ofnloft-eru lykilbreyturnar sem hafa áhrif á flæðigæði. Sérhvert frávik í einum af þessum þáttum getur valdið göllum í styrkleika agna, stöðugleika í samsetningu eða suðuframmistöðu fullunnar flæðis.
Hvörfin í föstu formi-og hluta vökva-fasa sintrun þétts flæðis eiga sér stað aðallega á hitabilinu 830 gráður til 860 gráður. Ef hertunarhitastigið er of lágt eru viðbrögð í föstu formi ófullnægjandi og agnastyrkur er ófullnægjandi. Þetta leiðir til moldar við flutning og notkun. Ef hitastigið er of hátt geta yfirborð agna orðið of-hertrað eða loðað saman. Að auki geta-skammtíma hitasveiflur upp á 10-15 gráður við sintun haft áhrif á gæði fullunnar agna. Þess vegna verður hitastýringarkerfi snúningsofnsins að halda hitastigi hertusvæðisins innan ±5 gráður frá settpunktinum.
Hvort varma saga flæðisagna í ofninum er í samræmi ræður beinlínis einsleitni vörugæða innan sömu lotu. Veltivirkni snúningsofnsins tryggir að hitaskiptaskilyrði séu í meginatriðum jöfn fyrir hverja ögn við upphitun. Heildardvalartími flæðisagna í ofninum er venjulega 45 til 90 mínútur. Það er stjórnað sameiginlega af snúningshraða skeljar og hallahorni. Með því að stilla þessar tvær færibreytur geta rekstraraðilar stillt viðeigandi dvalartíma til að tryggja fullkomin viðbrögð í föstu formi- án of-sintrun. Þessari nákvæmu stjórn á hitauppstreymi efnis er erfitt að ná í kyrrstæðum ofnum eða jarðgangaofnum.
FeO innihald í flæði er mikilvægur vísbending um gæði þess. Of hátt FeO innihald dregur úr suðuseigu og tæringarþol við suðu. FeO kemur aðallega úr hráefnum og úr ofnskeljaefnum eða andrúmslofti við há-hitun. Ofnskeljar úr venjulegu kolefnisstáli eru viðkvæmar fyrir oxun við háan hita, sem myndar járnoxíðskala. Ef þessi kvarð losnar og blandast efninu eykur það beint FeO innihald flæðisins. Skeljar úr hita-þolnu ryðfríu stáli geta í raun útrýmt þessari mengun á líkamlegu stigi.
Áhrif mismunandi upphitunaraðferða um Agglomerated Flux Quality
Það eru þrjár aðalhitunaraðferðir fyrir snúningsofna í þéttu flæðiframleiðslu: bein hitun, óbein hitun og rafhitun.
Snúningsofn með beinum rekstri
Bein-kynduð upphitun brennir eldsneyti og brennslulofti beint inn í ofnskel. Hiti er fluttur yfir í efnið með logageislun og varmi. Þessi aðferð býður upp á mesta hitauppstreymi og lægstu upphaflega fjárfestingu í búnaði. Það er hentugur fyrir samfellda stóra-framleiðslu á stöðluðum flæðivörum sem eru ekki viðkvæmar fyrir samsetningu andrúmsloftsins.
Óbeint rekinn snúningsofn
Óbein-eldur hitun setur brennsluhólfið fyrir utan ofnskelina. Hiti fer í gegnum ofnvegginn að efninu. Brennsluvörur eru algjörlega einangraðar frá efnisleiðinni. Þetta tryggir að flæðið sé ekki mengað á öllu sintunarferlinu. Það er nauðsynlegur kostur fyrir hár-grunnflæði og títan-flæði úr ryðfríu stáli.
Rafmagnshitun Snúningsofn
Rafhitun notar mótstöðuhitunareiningar sem hitagjafa. Raforka er að fullu breytt í hita án útblásturs frá bruna. Nákvæmni hitastýringar getur náð ±3 gráðum. Þessi aðferð hentar fyrir rannsóknar- og þróunarlínur og svæði með ströngum umhverfisreglum.
Niðurstaða
Framleiðsla á þéttu flæði er kerfisbundið ferli sem krefst strangs eftirlits með hverju skrefi. Allt frá blöndun hráefnis til blöndunar og kyrninga, frá þurrkun við lágt-hitastig til há-hitunar, hefur hvert stig áhrif á gæði lokaafurðarinnar. Í þessu ferli flæði tekur snúningsofninn að sér mikilvægasta verkefnið. Með nákvæmri hitastýringu, samræmdri hitadreifingu og sveigjanlegri aðlögun á ferlibreytum, breytir það kornuðu flæðihráefni í stöðugar fullunnar flæðivörur.
Það má segja að tæknilegt stig snúningsofnsins ráði að miklu leyti heildarframmistöðu þéttu flæðiframleiðslulínunnar. Fyrir flæðiframleiðsluiðnaðinn er ítarlegur skilningur á vinnureglu hverfiofnsins og áhrif þess á vörugæði mikilvægur grunnur til að bæta flæðigæði og frammistöðu framleiðslulínunnar.
