با کاربرد گسترده کوره های القایی در صنعت ریخته گری، استفاده از مواد آستر نیز به شدت مورد آزمایش قرار گرفته است. در فرآیند استفاده، مواد پوشش کوره القایی اغلب دارای مشکلاتی مانند ترک، پوسته شدن، فرسایش شدید موضعی یا کلی و نفوذ فلز مایع هستند که استفاده عادی از آستر را تحت تأثیر قرار می دهد. در موارد شدید، حتی ممکن است حوادث ایمنی رخ دهد. به همین دلیل، چندین مشکل رایج پوششهای کورههای القایی برای علل آنها تحلیل میشوند.
مشکلات رایج، تحلیل علل و راه حل ها
خواه آستر اسیدی، قلیایی یا خنثی باشد، ترک ها شایع ترین مشکلات کوره های القایی هستند. در لاینینگ کوره های القایی ترک به سه شکل طولی، عرضی و نامنظم وجود دارد. هنگامی که پوشش با دمای بالا به سرعت خنک می شود، ممکن است به دلیل انبساط و انقباض حرارتی ترک ایجاد شود. این نوع ترک عموماً طولی است. ترک های طولی کمتر از 2 میلی متر را می توان با اتخاذ فرآیند صحیح راه اندازی کوره سرد ترمیم کرد. اگر ترک بیش از 2 میلی متر باشد، باید با مواد تعمیر مربوطه تعمیر شود.
دلایل زیادی برای ایجاد ترک های عرضی در پوشش کوره وجود دارد. ممکن است به دلیل روش های نادرست ساخت کوره باشد که منجر به طبقه بندی مواد می شود. یا چون آب خنک کننده ای برای لایه پشتی در دهانه کوره وجود ندارد، در حین استفاده متخلخل می شود و در نتیجه پس از سرد شدن پوشش کوره انقباض و کرنش می شود و در نتیجه ترک های عرضی ایجاد می شود. علاوه بر این، اختلاف دما بین قسمت های بالایی و پایینی کوره بسیار زیاد است و پس از توقف کوره، مایع آلیاژی به بیرون ریخته نمی شود که می تواند باعث ایجاد ترک های عرضی نیز شود. ترک های عرضی با راه اندازی کوره سرد به سختی ترمیم می شوند و نیاز به تعمیر دارند. در حین ذوب کوره القایی، ضربه مکانیکی روی پوشش در هنگام شارژ ممکن است باعث ایجاد ترک های نامنظم در قسمت های نهفته شود. علاوه بر این، اگر در فرآیند ساخت کوره ناخالصی ها به مواد پوشش وارد شود، پس از استفاده باعث ایجاد ترک های نامنظم نیز می شود. این نوع ترک بسیار خطرناک است. در موارد شدید، حتی ممکن است باعث نشت فلز مایع و آسیب به بدنه کوره شود.
پاره شدن
در مراحل اولیه زینترینگ آستر جدید، لایه تف جوشی بسیار نازک است. اگر با یک قطعه شارژ بزرگ برخورد کند، آستر به راحتی جدا می شود. این وضعیت به ویژه در اولین پخت کوره جدی است. در مراحل میانی و پایانی استفاده از آستر کوره، اگر لایه سینترینگ لاینینگ کوره توسط فلز مایع نفوذ کرده و خراب شود، اختلاف ضرایب انبساط حرارتی در داخل و خارج بسیار زیاد است و همچنین زمانی که لایه جدا می شود، پوسته می شود. گرم شده است.
نفوذ فلز مایع
پوشش کوره عمدتاً به دلیل متراکم نبودن پوشش کوره توسط فلز مایع نفوذ می کند که به کیفیت ساخت مربوط می شود. برای پوشش کوره اسیدی، سرعت گرمایش قبل از 870 درجه برای اولین پخت کوره بسیار سریع است و فاز کوارتز به طور کامل به تری دیمیت در زمان تبدیل نشده است. در طی فرآیند ذوب، تولید فلز مایع با انبساط حجمی ناشی از تبدیل فاز کوارتز به کریستوبالیت همراه است و ساختار شل است که نفوذ مواد نسوز پوشش کوره بسیار آسان است. هنگام ذوب فلزات غیرآهنی با نقطه ذوب پایین، این وضعیت ممکن است رخ دهد: پوشش کوره قبل از فلز تف جوشی ذوب شده است، که همچنین مستقیماً باعث نفوذ فلز مایع به لایه کوره می شود. استفاده از فناوری ساخت و ساز معقول و پخت کوره تا حد زیادی از چنین شرایطی جلوگیری می کند.
فرسایش قسمت میانی و پایینی پوشش کوره
در حین استفاده از کوره القایی، ترتیب نامعقول اضافه کردن شارژ و داربست شارژ در طی فرآیند ذوب باعث می شود که دمای قسمت میانی و پایینی کوره بیش از حد بالا باشد و در نتیجه فاز مایع در کوره ظاهر شود. مواد پوششی که در اثر شستشوی فلز مایع با دمای بالا به شدت فرسایش می یابد. علاوه بر این، اگر آستر پایین در طول فرآیند ساخت کوره گره محکمی نداشته باشد و مقاومت آستر کافی نباشد، ممکن است این وضعیت نیز رخ دهد.
فرسایش کلی پوشش
فرسایش کلی پوشش کوره القایی از سه عامل اصلی تشکیل شده است: سایش طبیعی مواد آستر ناشی از اصطکاک ناشی از هم زدن الکترومغناطیسی فلز مایع داخلی، واکنش بین اجزای آلیاژی خاص و مواد نسوز، و فرسایش. از مواد نسوز ناشی از سرباره در طول فرآیند ذوب. برای پوشش اسیدی مورد استفاده در آهنسازی: SiO2+C→SiO(g)+CO(g) این واکنش مجموع یک سری واکنشهای ردوکس پیچیده است. در فشار استاندارد، دمای واکنش اولیه 1481 درجه است. زمانی که دمای کوره از این دما بیشتر شود، این واکنش یکی از عوامل اصلی مصرف آستر می باشد. واکنش بین سرباره و مواد نسوز بسیار پیچیده است و همچنین عامل مهمی در کوتاه شدن عمر پوشش کوره در هنگام ذوب برخی از آلیاژهای خاص است. مواد آستر اسیدی برای ذوب آهن، مس و سایر فلزات با سرباره های اسیدی یا خنثی مناسب هستند. مواد پوشش قلیایی برای ذوب فلزات با سرباره های قلیایی مانند فولاد منگنز استفاده می شود. مواد پوشش خنثی برای کورههای بزرگ برای ذوب فولادهای خاص مناسب هستند. تنها با انتخاب مواد نسوز مناسب با توجه به بارهای مختلف کوره می توان عمر آستر نسبتاً طولانی را به دست آورد.
نتیجه گیری
در هنگام استفاده از آسترهای کوره القایی، بیشتر مشکلات ناشی از عملکرد نامناسب در هنگام ساخت یا استفاده از کوره است. در صورت انتخاب مواد مناسب، استفاده از تکنولوژی ساخت کوره معقول و استفاده از تکنولوژی ذوب معقول، می توان از مشکلات کیفی پوشش در حین استفاده جلوگیری کرد و عمر مفید آستر را بهبود بخشید.
