تصنيع الأسلاك ذات القلب السيليكوني والكالسيوم وعملية تغذية الأسلاك

ما هو سلك الكالسيوم المحفور بالسيليكون

سلك الكالسيوم ذو القلب السيليكوني، والذي يتم اختصاره بشكل عام إلى سلك CaSi، هو مادة مضافة للمعالجة في شكل سلك. يتم تعبئة الغلاف الفولاذي الطري بمسحوق سبائك سيليكون الكالسيوم، ويتم إغلاق الغلاف في أنبوب ولفه، ويتم حقن الملف النهائي في الحديد المنصهر أو الفولاذ المنصهر باستخدام وحدة تغذية الأسلاك. الهدف من وضع المادة المضافة داخل السلك هو التوقيت والوضع: يتم تسليم الكالسيوم والسيليكون تحت سطح المعدن، على عمق مختار، بكمية يمكن التحكم فيها في الدقيقة، بدلاً من إلقائهم في الحمام حيث يستهلك الهواء والخبث معظم العناصر التفاعلية قبل أن يتمكنوا من القيام بعملهم.

المواد الخام الأساسية

هناك مادتان تحددان سلوك السلك النهائي: مسحوق السبائك الموجود في القلب والشريط الفولاذي الذي يشكل الغلاف.

عنصر	مادة	وظيفة في السلك
جوهر	مسحوق سبائك سيليكون الكالسيوم، عادةً في نطاق Ca 28–32% وSi 55–62% مع حديد التوازن	يزود الكالسيوم لإزالة الأكسدة وإزالة الكبريت وتعديل التضمين، والسيليكون لإزالة الأكسدة وصناعة السبائك
غمد	شريط فولاذي معتدل منخفض الكربون	يحمل المسحوق عبر وحدة التغذية، ويحميه من الجو، ويذوب في الحمام بمجرد غمر السلك

تتم غربلة المسحوق الأساسي إلى أجزاء ذات حجم جسيمي -متحكم فيه. يتم تغذية الجزء الخشن جدًا بشكل غير متساوٍ ويتم تعبئته بشكل غير محكم، وبالتالي فإن الكالسيوم الذي يتم توصيله لكل متر من الأسلاك يختلف من ملف إلى ملف؛ جزء صغير جدًا من الجسور في قادوس الجرعات ويؤدي إلى انجراف وزن التعبئة. يجب أن يكون الغلاف قابلاً للسحب بدرجة كافية ليتم تشكيله وإغلاقه دون تشقق، وأن يكون منخفضًا بدرجة كافية في الكربون والعناصر المتبقية بحيث لا يخل بكيمياء الحرارة المعالجة.

خطوات التصنيع

إعداد الشريط.يتم شق شريط الفولاذ الطري المدرفل على البارد إلى العرض المطلوب لقطر السلك النهائي ويتم تنظيفه بحيث يتم تشكيل خط الإغلاق بشكل صحيح.

تشكيل.يتم لف الشريط تدريجيًا على شكل حرف U أو قسم أنبوب مفتوح، مما يترك قناة للمسحوق.

تعبئة.يتم جرعات مسحوق سيليكون الكالسيوم في القناة المفتوحة بمعدل متحكم فيه بحيث يتم الاحتفاظ بالوزن الأساسي لكل متر من الأسلاك ضمن المواصفات.

إغلاق.يتم إغلاق الأنبوب وتأمينه عن طريق التشكيل باللف، مما يعطي إما بناء التماس مقفل أو غمد مغلق بالكامل اعتمادًا على تصميم السلك.

التحجيم واللف.يتم سحب السلك أو تغيير حجمه إلى قطره النهائي، ويتم فحصه بحثًا عن وصلة سليمة وحتى قلب، ويتم لفه على حامل للشحن.

تقتيش.يتم التحقق من الوزن الأساسي لكل متر وقطر السلك وسلامة الغلاف وكيمياء السبائك قبل تحرير الملف.

الوزن الأساسي لكل متر هو المتغير المتحكم في العملية برمتها. يمكن أن يتصرف ملفان من نفس القطر بشكل مختلف تمامًا في المغرفة إذا كان أحدهما يحمل مسحوقًا من السبائك أكثر لكل متر من الآخر، لأن استجابة المعالجة تعتمد على كتلة الكالسيوم والسيليكون التي يتم توصيلها فعليًا، وليس على طول السلك الذي يتم تغذيته.

تغذية الأسلاك في معالجة المغرفة

يتم استخدام سلك الكالسيوم ذو القلب السيليكوني مع طريقة تغذية السلك. يتم ضبط سرعة الإضافة من قطر السلك ومن نقطة انصهار مادة السلك، بحيث يذوب الغلاف عند العمق المقصود وليس على السطح. يتم تغذية السلك عموديًا من خلال وحدة تغذية الأسلاك وإدخاله بسلاسة في الحديد المصهور أو الفولاذ المصهور، حيث ينصهر عند هذا العمق المثالي ويحدث التفاعل الفيزيائي الكيميائي داخل الحمام.

العمل تحت السطح هو ما يجعل العملية فعالة. للكالسيوم نقطة غليان منخفضة وألفة قوية للأكسجين والكبريت، وإذا تم إطلاقه على سطح الحمام فإن الكثير منه يحترق أو يتحول إلى الخبث بدلاً من المعدن. ومن خلال إبقاء التفاعل مغمورًا، تتم حماية العناصر المضافة إلى حد كبير من التفاعل مع الهواء ومع الخبث، وترتفع نسبة الإضافة التي تنتهي بالذوبان في المعدن، أي ناتج العنصر، وفقًا لذلك.

لماذا تعمل العملية على تحسين الحديد الزهر والصلب المصبوب

إنتاجية عنصر أعلى وأكثر تكرارًا.يحافظ الحقن المغمور على الكالسيوم والسيليكون في المعدن بدلاً من تواجدهما في الخبث أو الغلاف الجوي.

أفضل إزالة الكبريت وإزالة الأكسدة.يتفاعل الكالسيوم مع الكبريت والأكسجين في الحمام، مما يخفض محتوى الكبريت ويقلل شوائب الأكسيد.

فولاذ أنظف.يقوم علاج الكالسيوم بتعديل الشوائب المتبقية إلى شكل يقاوم الانسداد ويحسن قابلية الصب، وهو الأمر الأكثر أهمية في المنتجات المصبوبة بشكل مستمر والقطاعات الرفيعة.

تحسين جودة الحديد الزهر والفولاذ المصبوب.تترجم الكيمياء الأكثر اتساقًا والمعادن النظيفة إلى عدد أقل من عمليات الرفض ونتائج ميكانيكية أكثر قابلية للتنبؤ بها.

انخفاض التكلفة لكل طن معالج.ونظرًا لفقد كمية أقل من الإضافات، يتم الوصول إلى نفس نتيجة المعالجة باستخدام سبائك أقل، مما يقلل من تكلفة الصب وصناعة الصلب ويحسن اقتصاديات المسبك أو مصنع الصلب.

تناسب العملية أيضًا التشغيل الآلي. توفر وحدة التغذية السلكية طولًا مُقاسًا بسرعة يمكن التحكم فيها، وبالتالي تصبح المعالجة كمية مسجلة بدلاً من حكم المشغل، ويمكن تكرار نفس النتيجة تسخينًا بعد تسخين.

مراقبة الجودة والتخزين

يجب أن تغطي الفحوصات الواردة على ملف الأسلاك ذو القلب CaSi كيمياء السبائك للقلب، ووزن اللب لكل متر، وقطر السلك، وسلامة وصلة الإغلاق. لا ينبغي تغذية الأسلاك التي امتصت الرطوبة، لأن المسحوق الرطب يمكن أن يتناثر على سطح الحمام ويعطل معدل التغذية. ولذلك يتم تخزين الملفات تحت الغطاء على أرضية جافة، وإبقائها بعيدة عن المياه الراكدة والتعرض لفترات طويلة للهواء الرطب، واستخدامها بالتناوب بحيث يتم استهلاك المخزون الأقدم أولاً. قبل أن ينتقل الملف إلى وحدة التغذية، يجب إجراء تمريرة قصيرة عبر جهاز تمليس الشعر للتأكد من أن السلك يؤتي ثماره دون أن يلتوي أو يتمزق.

الأسئلة المتداولة

س: ما هو سلك الكالسيوم المحفور بالسيليكون؟
إنها مادة معالجة مضافة مصنوعة من مسحوق سبائك سيليكون الكالسيوم المحاط بغلاف فولاذي معتدل، ويتم توفيره كملف ويتم حقنه في المعدن المنصهر باستخدام وحدة تغذية سلكية.

س: لماذا يتم وضع المادة المضافة داخل السلك بدلا من إضافتها بكميات كبيرة؟
لأن الغلاف يحمل الكالسيوم التفاعلي أسفل سطح المعدن، حيث يتفاعل مع الحمام بدلاً من حرقه على السطح أو إرساله إلى الخبث.

س: ما الذي يحدد سرعة تغذية السلك؟
يتم ضبط السرعة من قطر السلك المحفور ونقطة انصهار مادة السلك، بحيث يحدث الذوبان عند العمق المقصود في الحمام.

س: ما الفائدة التي تعود بها هذه العملية على الحديد الزهر والفولاذ المصبوب؟
تعمل التغذية المغمورة على زيادة إنتاجية العناصر المضافة، وتحسين إزالة الكبريت وإزالة الأكسدة، وبالتالي تحسين جودة المنتج المصبوب مع خفض تكلفة المعالجة.

س: ما هي أهم معلمة الجودة للسلك؟
الوزن الأساسي لكل متر. فهو يقرر كمية الكالسيوم والسيليكون التي ينقلها طول معين من السلك، ويجب أن تكون متسقة من ملف إلى ملف.

س: كيف يجب تخزين السلك؟
تحت الغطاء، على أرضية جافة، بعيدًا عن الماء الراكد والهواء الرطب لفترة طويلة، ويتم استهلاكه بالتناوب بحيث يتم تغذية الملفات الأقدم أولاً.