معرفة

القسم 1: نظرة عامة

 

عملية ترشيح سائل الحديد هي عملية إزالة الشوائب الكبيرة، مثل الشوائب والخبث، بالإضافة إلى العناصر الضارة والأكاسيد من سائل الحديد باستخدام أجهزة أو مواد خاصة، مما يُنقّي سائل الحديد ويُحسّن جودة المسبوكات. الهدف الرئيسي منها هو تقليل نسبة الشوائب في المسبوكات، وخفض نسبة الخردة، وتحسين خصائصها المادية، وتحسين جودة سطحها.

 

I. مبادئ وطرق الترشيح

١. آلية التصحيح: أثناء عملية الصب، تُوضع شاشة ترشيح. يزيد المعدن السائل من مقاومته عند صبه، ويتغير تدفقه، ويتدفق ببطء إلى تجويف القالب. هذا يقلل من احتمالية توليد الدوامات، ويضمن عملية ملء مستقرة، ويقلل الأكسدة الثانوية وتراكم الخبث، ويساهم في تعويم الشوائب ووظيفة منع الخبث في نظام الصب.

2. الترشيح الميكانيكي: عن طريق اختيار شاشة ترشيح ذات حجم مسام مناسب، يمكن استخدام الطرق الميكانيكية لترشيح الشوائب الأكبر من حجم المسام.

٣. ترشيح الكعكة: أثناء الترشيح الميكانيكي، تُلتقط شوائب عديدة أكبر من حجم المسام على شاشة الترشيح. مع ازدياد عدد الشوائب، تتشكل كعكة ترشيح عند مدخل شاشة الترشيح. تُخفف هذه الكعكات من تدفق السائل المعدني، ولها وظيفة ترشيح، مما يسمح بالترشيح الثانوي.

٤. الامتزاز: تتميز شاشة الترشيح بمساحة سطح نوعية كبيرة. عند تدفق السائل المعدني عبرها، ينقسم إلى وحدات تدفق صغيرة، مما يزيد من مساحة التلامس بين السائل المعدني ووسط الترشيح. تتفاعل العناصر الضارة والأكاسيد الموجودة في المصهور المعدني كيميائيًا مع سطح شاشة الترشيح، وتُمتص عليه.

 

II. وسائط ومعدات الترشيح

١. وسائط الترشيح: تشمل وسائط الترشيح الشائعة الاستخدام مرشحات الألياف (مثل القماش الخالي من القلويات، وقماش الألياف الزجاجية عالي السيليكا، إلخ) ومرشحات السيراميك الرغوي. تتميز هذه الوسائط ببنية مسامية، ويمكنها احتجاز الشوائب في الحديد المنصهر.

٢. معدات الترشيح: تختلف معدات الترشيح المطلوبة باختلاف عملية الترشيح. على سبيل المثال، للترشيح الميكانيكي وترشيح كعكة الترشيح، عادةً ما يلزم استخدام مصفاة ترشيح وأجهزة دعم مناسبة؛ أما ترشيح الامتزاز، فقد يتطلب أجهزة امتزاز خاصة.

 

القسم 2: أنواع الشوائب في أجزاء الحديد الزهر

 

تتضمن الشوائب الموجودة في أجزاء الحديد الزهر أنواعًا مثل جزيئات الرمل، أو الخَبَث، أو المُلقحات أو جزيئات سبائك الحديد، أو خَبَث المغنيسيوم، والشوائب المجهرية، وما إلى ذلك.

1. جزيئات الرمل

تنشأ شوائب الرمل من الرمل المفكك أو التآكل الناتج عن تدفق المعدن. عادةً ما تنجم جزيئات الرمل في المسبوكات عن معدات نقش رديئة الجودة أو تآكل كؤوس المصب، كما ترتبط بتفاعل جزيئات الرمل مع الخبث. يمكن للخبث الذي يحمله تدفق المعدن أثناء الصب أن يسحب جزيئات الرمل من رمل القالب.

 

II. الخبث

الخَبَث مادة زجاجية تتكون نتيجة أكسدة وتآكل المواد المقاومة للحرارة، والشوائب، وتأثير الرمل المنصهر. قد يتكون من أكسيد المغنيسيوم (MgO)، وأكسيد الكالسيوم (CaO)، وثاني أكسيد السيليكون (SiO₂)، وأكسيد الألومنيوم (AlO₃)، وأكسيد المنغنيز (MnO)، وأكسيد الحديد (FeO)، وأكسيد المنغنيز (MnO)، ومواد مقاومة للحرارة متآكلة، وكبريتيدات متنوعة، تتصلب إلى كتل كبيرة وتطفو في السائل المعدني.

 

ثالثًا: المُلقحات أو جزيئات السبائك، أو خبث المغنيسيوم أو مخلفاته

في مصبوبات الحديد الزهر الرمادي والحديد المطاوع، تكون السبيكة أو المادة المُلقحة نفسها غير نقية وتحتوي على شوائب. كما يُحتمل أن يتلامس الخبث مع المادة المُلقحة، مما يمنع ذوبانها.

في الحديد المطاوع، يوجد نوعان من شوائب المغنيسيوم: كبريتيد المغنيسيوم (MgS) وأكسيد المغنيسيوم (MgO). تتشكل هذه الشوائب عناقيد أثناء معالجة المغنيسيوم نتيجةً للتفاعل بين الكبريت والأكسجين، وهي شديدة الصلابة. أما الخبث فهو طبقة رقيقة ولزجة من سيليكات المغنيسيوم تتشكل في نظام نقل السوائل المعدنية والصب المضطرب.

 

رابعًا: الشوائب المجهرية

أنواع مختلفة من الشوائب الدقيقة، مثل كربونات التيتانيوم، وكربونات الفاناديوم، ونتريدات أخرى، وأكسيد الحديد (FeO)، وأكسيد الألومنيوم (Al₂O₃)، وغيرها. على الرغم من أن كمية هذه الشوائب قد تكون كبيرة، إلا أنها عادةً ما تكون صغيرة جدًا ومتناثرة بدقة. لصلابتها تأثير على التآكل والتآكل والمعالجة.

 

القسم 3: مصادر وطرق إزالة الشوائب

 

أولا المصادر

1. مواد الشحن: إذا كانت مواد الشحن متآكلة بشدة أو مخزنة بشكل غير صحيح، فقد يتجاوز محتوى الشوائب في المعدن المنصهر المعيار.

2. معالجة الذوبان والمحلول: أثناء العمليات مثل معالجة التلقيح ومعالجة الكروية ومعالجة التكرير، إذا كانت معلمات العملية غير مناسبة أو كانت العملية غير سليمة، فقد يدخل الخبث إلى المعدن المنصهر.

3. قوة رمل القلب والقالب: إذا كانت قوة رمل القلب والقالب غير كافية لتحمل تأثير المعدن المنصهر عالي الحرارة، فسوف يتسبب ذلك في تدفق الرمل.

 

الأكسدة الثانوية: بسبب بنية الصب أو التصميم غير السليم لنظام البوابة، يتناثر المعدن المنصهر بعنف أثناء عملية الصب، مما يشكل شوائب ثانوية.

 

II. الأساليب:

1. استخدم مواد الفرن المؤهلة والنظيفة وتجنب التخزين في الهواء الطلق.

2. تطوير عملية ذوبان ومعالجة وسيطة معقولة واتباع الإجراءات بدقة.

٣. ضمان قوة قلب كافية. يمكن استخدام عمليات الراتنج، ومواد خاصة في المناطق المعرضة لصدمات حرارية شديدة.

4. قم بتصميم نظام البوابة بشكل معقول لمنع تناثر المعدن المنصهر، وأضف مصائد الخبث، وقم بتمديد الممر.

5. استخدم المرشحات وما إلى ذلك. ومن بينها، تعد المرشحات الإجراء الأكثر فعالية لتقليل وإزالة الشوائب وعيوب المسامية.

 

يتمتع فريق فيجور بخبرة واسعة في مجال الصب. لأي استفسار أو طلب، تواصل معنا على info@castings-forging.com