بخشی از مقاله
ريخته گري فو لاد ها
مقدمه
بازديد از كار گاه ريخته گري راه اهن تهران انجام گرفت . اين كار گاه كه يك سوله به مساحت m2 1000 ميباشد توليد قطعات ريختگي واگن مي پردازد كه 35 نفر را تحت پوشش قرار ميدهد يك مهندس 13 تكنسين و41 كارگر افرادي هستند كه در اين كارگاه مشغول كار مي باشند . توليدات اين كار گاه روزانه متوسط 1500عدد ميباشد. عموما قسمت ريخته گري در راه اهن شركتهاي پيمان كاري سپرده شده است و قسمت كوچكي كه همان يك سوله مي باشد زير نظر خود راه ميباشد. بيشتر توليدات اين سوله قطعات فولادي و چودني ميباشد. عموما وسايل حساس واگن از خارج كشور ؟ داخل وارد ميشود وقسمت كوچكي از قطعات توليد داخلي ميباشد . تنها كوره در اين كار گاه كوره قوس الكتريكي از نوع اسيدي مي باشد كه ظرفيت آنCON 1.5 ميباشد در مقابله سوله آزمايشگاه قرار دارد كه كه در اين آزمايشگاه ميزان اناصر اصلي ذوب را ميسنجند . وهدف از اين تحقيق اشنائي با روشهاي ريخته گري و چگونگي كاركرد كوره و وسايل ديگر از قبيل وسايل تميز كاري ، ازمايش گاه ، و…ميباشد.
تئوري ريخته گري فولاد ها
ريخته گري قطعات فولادي در بيشتر رشته هاي صنعت به كار برده ميشود. قطعات فولادي از چند گرم تا چند تن ريخته گري ميشوند . كلاسه بندي اين قطعات خيلي مشكل است . فولاد داراي استحكام وشكل پذيري بالائي بوده و در برابر تنشهاي بالا ومركب وتحت بارهاي ضربه ايستادگي مي كند . فولاد هاي الياژي مخصوص ، داراي مشخصات مكانيكي خوب در دماي بالا ومقاومت خردگي ، مقاومت نسوزندگي ،مقاومت سايشي خوب مي باشد . اين فولاد ها روز به روز كار بردهاي زيادي پيدا ميكند .فولاد از نظر تركيب شيميايي دو گره اصلي به ترتيب فولاد هاي كربني و فولاد هاي الياژيتقسيم بندي مي شوند .فولاد هاي كربني در بين خودشان به ترتيب به فولاد هاي كم كربن (0.09-0.2)در صد كربن ،كربن متوسط (0.2-0.45) در صد كربن و پر كربن (0.5) در صد كربن و بالا منشعب ميشوند .فولاد هاي آلياژي نيز به سه گروه تقسيم ميشوند كه عبارتند از:فولاد هاي كم آلياژ (حد اكثر2.5% عناصر الياژي )،الياژ متوسط (2-10% عناصر آلياژي)وپرالياژ (بيشتر از 10% عناصر الياژي).
تقسيم بندي از نظر روش توليد،فولاد ها نسبت به روش توليد فولاد هاي زينس مارتين ،السيري،بازي بسمر وكوره هايقوس ،برقي السيري و بازي تقسيم مي گردند.تقسيم بندي از نظر كاربرد ،فولاد هاي ساختماني كه در ساخت اجزاء ماشين ها بكار ميروند و به دو گروه تقسيم مي شوند كه عبارتند از فولاد هاي ساختماني كربني وآلياژي ،گاهي نيز نسبت به محل كار فولاد هاي هيدروليك،توربين، ماشين برقي،راه آهن وغيره تقسيم ميشوند.
عناصر تشكيل دهنده فولاد كربني:
فولاد هاي كربني در توليد قطعات فولادي شكل داركه كاربرد زيادي دارند. تركيب اصلي اين فولاد ها را C،Mn،SI،PوS تشكيل مي دهد .در اينجا مهمترين عنصر كربن كه به كليه مشخاصات مكانيكي فولاد تآثير به سزائي دارد .PوS عناصر مضري هستند .S سياليت فولاد را درد هاي بالا كاهش داده و قطعه را در معرض ترك گرم قرار ميدهد .P مقاومت ضربه فولاد را كاهش داده ومقدار آن ها نبايد بيشتر از استاندارد باشد معمولآ مجموع در صد اين عناصر بايد كمتر از0.09% باشد .
با افزايش در صد كربن فولاد، مقاومت كششي ، سختي و مقاومت تسليم آن افزايش مي يابد .MN نقش داكسيران رادارد و تآثير منفي SPرا خنثي ميسازد.MN با گوگرد واكنش انجام داده وMNS ميسازد.در فو لاد هانثبت Mn به Sبا فرمول زير حساب مي شود: mn1.71s
مقدارMNدر فولادها معمولآ بين0.3-0.8% تغيير ميكند. . Si نيز تاثير دا كسيران را دارد ،گاز ها را فيكس ميكند.فولاد هاي كربني معمولآ (0.2-0.5%si) دارد
فولاد هاي كم كربن:
فولاد هاي كم كربن داراي(0.12-0.2c) ، (0.35-0.65%mn) ، (0.15-0.25%si) 0.6%Pmam و 0.05%smam مي باشد.
فولاد هاي كم كربن داراي سياليت كم بوده و تمايل زيادي به ترك گرم دارند،مقاومت كشياين فولاد ها بعد از خنك شدن در كوره هاي پخت يا نرماليزاسيونو ازدياد طول به 23-24% مي رسد . فولاد هاي كم كربن در مهندسي برق و ساخت ماشينها و قطعات ره آهن به كار ميروند عمليات ريخته گري و تهيه قطعات فولاد هاي كم كربن به ترتيب زير مي باشد:
1ـ ذوب فلز در كوره هاي قوس اسيدي 2ـ ماهيچه سازي 3ـ تهيه قالب ريخته گري 4ـ تهيه مدل 5 ـ تميز كاري
1ـ ذوب فلز توسط كوره هاي قوس اسيدي
فولاد هاي ريخته گري در ايران اكثرا در كوره هاي قوسي تهيه مي شوند ، در حقيقت كاربرد اين كوره ها جهت توليد انواع فولاد هاي كربني و آلياژي يكي از دلايل عمده استفاده انها در سراسر دنيا مي باشد . همان طور كه در شكل مشاهده مي شود كوره قوس به طور كلي داراي دو قسمت بدنه و در پوش است ، بدنه فولادي بوده و توسط فولاد نسوز محافظت مي گردد .سطح مقطع آن كروي و كف كوره گرد مي باشد . سقف كوره نيز مانند بدنه توسط مواد نسوز آستر كشي شده و سه سوراخ كه در واقع رئوس مثلث متسلوي الاضلاعي را تشكيل مي دهند و محل را استقرار الكترد ها مي باشند در آن تعبيهشده است . هنگام شارژ كوره سقف به حالت افقي كنار رفته و پس از شارژ مجددا روي كوره قرار مي گيرد .
ظرفيت اين كوره ها 1.5 ron مي باشد . بر روي كوره 9 عدد مخزن آب وجود دارد كه عمل خنك كردن كوره را انجام مي دهند جريان مورد نياز براي ذوب فلز در اين كوره (9000A)مي باشد كه توسطترانس تامين مي شود . براي تخليه مذاب كوره ، كوره به اندازه 40-50 درجه به جلو و براي سزباره گيري به اندازه 10-15 به عقب خم مي شود الكترود ها از جنس گرافيت مي باشد . كه با تماس با شارژ و القا بار مثبت و گرفتن بار منفي از شارژ ايجاد قوس الكتريكي مي كند كه فلز را ذوب مي كند و طبق جدول زير الكترود گرافيتي داراي خواص زير مي باشد .
مشخصات الكترود گرافيتي
1ـ مقاومت الكتريكي مخصوص 8-14
2ـ وزن مخصوص 1.55-1.6
3ـ شدت جريان قابل عبور مجاز 13-28
4ـ درجه حرارت اكسيده شدن در هوا 650
5 ـ درصد خاكستر <1.5
6 ـ استحكام فشاري >160
كوره از نوع اسيدي مي باشد كه اجزاء نسوز كوره عبارتند از :
1ـ نسوز كرنگريت 2ـ اجر نسوز 3ـ جرم كوبيدني (هاسه كوارتز + چسب اسيد بوريك 2-3% ) شارژ كوره ابتدا: مواد كربن زا مانند گل آنتراسيت و الكترد هاي شكسته مي باشند تا جوشش به دليل وجود كربن زياد در ته كوره حاصل شود ، سپس مواد قراضه ها و ديگر عناصر به كوره اضافه مي شوند . لازم به ذكر است براي افزايش سياليت سرباره به آن اهك اضافه مي كنند . جوشش در كوره هاي اسيدي تا زمان افزودن فروسيليسيم و فرومنگنز هاي ادامه مي يابد و در مرحله پاياني اكسيداسيون ، شدت جوشش را كاهش مي دهد و اگر درصد mncو si به ميزان تجربي (0.32-0.45%c) و
(0.50-0.65%si) نباشد آن را با افزودن مواد كربن زا و يا مواد ديگر كه ميزان si و mn را تنظيم كند ، ( حدود 10-15 دقيقه قبل از بار ريزي فرو منگنز و فروسيليسيم ) به مذاب مي افزايند . و ميزان عناصر اصلي را در هنگامي مي سنجيم كه 75% بار ذوب شده باشد (توسط آزمتالوگرافي ) .بعد از ذوب فلز در كوره ان را به داخل پا تيل ها ميريزند بررمي پاتيل ماسه اكسلاكس مي ريزند كه عمل سرباره گيري و گرم نگه داشتن مذاب را انجام مي دهد و زير پاتيل هاي بزرگ مذاب به پاتيل هاي كوچك تر و از آنجا به داخل قالب ريخته مي شوند
