a) Công nghệ đúc thép lắng
Nhiệt độ rót: do nhiệt độ bắt đầu và kết thúc kết tinh của mỗi mác thép là khác nhau nên cần xác định nhiệt độ rót cho từng mác thép. Công thức xác định nhiệt độ rót cho một mác thép có dạng: Hình 8.11 Rổ khí trong thỏi thép sôi 1) Rổ khí tổ ong 2) Bọt khí lần 2 3) Rổ xốp tập trung 1 2 3
∑Δ +Δ − =t t n t tđúc Fe i i Trong đó: tFe - nhiệt độ kết tinh của sắt;
Δti - độ giảm nhiệt độ khi thêm vào 1% nguyên tố tạp chất (độ/1%); ni - hàm lượng nguyên tố hợp kim có trong thép (%);
Δt - độ quá nhiệt (oC), thường chọn 30 ÷ 80oC.
Bảng 8.4 Độ giảm nhiệt độứng với 1% nguyên tố tạp chất Nguyên tố Δti Nguyên tố Δti C 70 Cr 5 Si 15 Ni 2 Mn 5 H 40 P 50 N 50 S 30
Đểđảm bảo nhiệt độđúc, nhiệt độ ra thép phải cao hơn, đảm bảo sao cho bù đủ
độ giảm nhiệt độ trong quá trình từ ra thép đến khi rót xong: Tra thép = tđúc + Σtmất mát
Trong đó:
Σtmất mát=Δt1+Δt2+Δt3+Δt4
Δt1 - độ giảm nhiệt độ khi ra thép, vào khoảng 2 ÷ 2,5 oC/phút;
Δt2 - độ giảm nhiệt độ khi vận chuyển, vào khoảng 1,5 ÷ 2,0 oC/phút;
Δt3 - độ giảm nhiệt độ khi lắng thép, vào khoảng 0,5 ÷ 1,5 oC/phút;
Δt4 - độ giảm nhiệt độ khi rót thép , vào khoảng 1,0 oC/phút;
Tốc độ rót: xác định bởi lượng kim loại rót vào khuôn trong một đơn vị thời gian (kg/s) hoặc bởi tốc độ dâng của kim loại trong khuôn (cm/phút). Nếu chọn tốc độ
rót quá lớn có thể gây ra phá hỏng khuôn, gây bắn tóe kim loại và hút khí, nhưng nếu chọn quá thấp có thể làm cho kim loại điền đầy khuôn không tốt hoặc bề mặt thỏi bị
Chuẩn bị thiết bị: ở các nhà máy sản lượng lớn ( >500.000 tấn/năm) khuôn đúc
được lắp ráp trên xe gòng và chuyển tới vị trí rót, còn ở các nhà máy và xưởng đúc sản lượng bé ( < 200.000 tấn/năm) khuôn đúc được lắp ráp ngay trên nền xưởng.
Việc lắp ráp khuôn tiến hành như sau:
+ Bôi khuôn: dùng dầu bôi khuôn (dầu cok) bôi lên mặt trong khuôn để dể tháo khuôn và chống hình thành bọt khí dưới lớp vỏ thỏi thép. Khi tiếp xúc với thép lỏng, dầu cok cháy tạo ra khí CO hoặc CO2 tạo thành màng khí chống thỏi dính bám vào thành khuôn, đồng thời khí CO hoàn nguyên oxyt sắt trên bề mặt thép lỏng chống sự
oxy hóa mặt ngoài thỏi.
+ Lắp khuôn: khuôn được lắp theo trình tự sau: đầu tiên đặt đĩa đúc, tiến hành lắp gạch cống rót, đặt gạch phân dòng, tiếp tục lắp gạch ống rót, phểu rót, sau đó lắp khuôn đúc thỏi và mủ giữ nhiệt. Cuối cùng tiến hành kiểm tra và đậy nắp khuôn.
Để chống ẩm gây rỗ khí, toàn bộ thiết bị luôn được duy trì ở nhiệt độ từ 80 ÷
120oC.
Thao tác đúc: tiến hành ra thép, dùng thùng rót vận chuyển đến vị trí đúc và chờ
lắng thép. Khi chờ thép lắng, để giảm mất nhiệt có thể dùng chất che phủ hoặc trấu, rơm, rạ ... rải lên bề mặt thùng rót. Sau khi thép hết sôi và đồng đều thành phần thì tiến hành rót khuôn. Thao tác rót khuôn yêu cầu phải chính xác và đảm bảo tốc độ rót. Dòng kim loại khi rót vào khuôn phải hướng đúng phểu rót và không được ngắt quảng. Khi thép lỏng dâng lên đến gần mủ giữ nhiệt, giảm bớt tốc độ rót để bổ sung ngót và khi gần đầy mủ giũ nhiệt ngắt dòng chính xác tránh tràn ra ngoài. Để hạn chế mất nhiệt, khi rót gần hết dùng chất phát nhiệt gồm than cám, hạt Al và hạt ferôsilic phủ
lên mặt. Sau khi rót, chờ kim loại kết tinh xong thì tháo khuôn. Theo công thức xác
định chiều dày lớp kim loại kết tinh:
τ
ξ =K (8.1)
Trong đó: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
ξ - chiều dày lớp kết tinh (mm);
τ - thời gian kết tinh (phút);
Với phôi tròn, từ công thức (8.1) ta xác định được thời gian để kết tinh hoàn toàn của phôi: 2 2 ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = K Dphôi τ (8.2)
Trong đó: Dphôi là đường kính của phôi.
Thao tác tháo khuôn tiến hành như sau: đầu tiên tháo mủ giữ nhiệt, sau đó dùng thiết bị tháo khuôn tống thỏi ra khỏi khuôn, kiểm tra chất lượng bề mặt của thỏi và vận chuyển tới lò nung hoặc chờ nguội hẳn chuyển tới kho chứa.
Sau khi tháo phôi, khuôn được đưa trở lại vị trí đúc và tiến hành lắp ráp để tiếp tục đúc lần khác.
b) Công nghệ đúc thép sôi
Công nghệđúc thép sôi tương tự đúc thép lắng, nhưng trong quá trình đúc cần lưu ý các vấn đề sau:
+ Tốc độ rót chậm hơn khi đúc thép lắng để tạo điều kiện cho khí CO thoát ra. + Để hạn chế sự thiên tích, sau khi rót xong dùng nước dội lên xung quanh miệng khuôn hoặc dùng nắp gang đậy kín miệng khuôn. Làm nguội miệng khuôn nhằm tạo ra lớp vỏđúc trên mặt (hoặc đậy khuôn), khi phản ứng oxy hóa cacbon xẩy ra do CO không thoát được ra ngoài, tạo nên áp lực lớn không cho CO tiếp tục thoát lên, ngăn phản ứng tiếp tục xẩy ra.