ضبط فجوة الأسطوانة والفوهة في عملية الصب والدرفلة

في عملية الصب والدرفلة المستمرة للبلاطة، يستخدم المعدن السائل الضغط الساكن لمستوى السائل في الصندوق الأمامي لتوصيل المعدن السائل بشكل مستمر إلى فجوة الأسطوانات عبر فوهة التغذية. وعندما يتدفق المعدن المنصهر من فوهة التغذية ويتلامس سطحه مع أسطوانة الصب، يبدأ في التبلور. الفجوة بين الألياف الخزفية رأس العجلة ويُطلق على أسطوانة الصب اسم «فجوة أسطوانة الفوهة».

يشكل الألومنيوم المنصهر طبقة أكسيد رقيقة جدًّا عند نقطة الضغط في الفوهة. وتكون طبقة الأكسيد على شكل قوس. ونظرًا لأن سطح السائل منحني ومفتوح، فإن التوتر السطحي لسطح السائل يضفي مكونًا معينًا على المعدن السائل الموجود في التجويف السائل لضمان عدم تسرب المعدن من الفجوة بين بكرات الفوهة. وبالمثل، يولد المعدن المنصهر الموجود في التجويف السائل قوة تفاعل على طبقة الأكسيد، وهي عبارة عن الضغط الساكن لسطح السائل في الخزان الأمامي الذي يؤثر على سطح السائل من خلال انتقال السائل. وفي ظل التفاعل بين التوتر السطحي لطبقة الأكسيد والضغط الساكن للمعدن السائل في الصندوق الأمامي، تصل عملية الصب والدرفلة إلى حالة التوازن.

فجوة لفافة الفوهة

عندما يكون الضغط الساكن للمعدن السائل في خزان الإنتاج ثابتًا، فإن الدوران المستمر لأسطوانة الصب سيؤدي إلى تغيير نصف قطر انحناء طبقة الأكسيد، مما يجعل عملية الصب والدرفلة بأكملها في حالة توازن ديناميكي. عندما يمارس التوتر السطحي لطبقة الأكسيد ضغطًا إضافيًا على المادة المنصهرة وعندما يكون الضغط الساكن للصندوق في حالة توازن، يكون نصف قطر انحناء طبقة الأكسيد في أدنى مستوياته. مع دوران أسطوانة الصب، تتمدد طبقة الأكسيد، ويزداد الانحناء بين فجوة أسطوانة الفوهة تدريجيًا. مع زيادة نصف قطر انحناء طبقة الأكسيد، يقل ضغط طبقة الأكسيد على المادة المنصهرة. وعندما يتجاوز الضغط الهيدروستاتيكي للألومنيوم في الصندوق الأمامي الضغط الإضافي الناتج عن التوتر السطحي، تتفكك طبقة الأكسيد، وتعود إلى الحالة التي يكون فيها نصف قطر انحنائها في أدنى مستوى. في هذه المرحلة، يتفاعل سائل الألومنيوم الجديد مع أسطوانة الصب المبردة، وتبدأ نوى بلورية جديدة في التكوّن. مع الدوران المستمر لقالب أسطوانة الصب، يستمر نصف قطر انحناء طبقة الأكسيد السطحية السائلة في الدوران، متزايدًا تدريجيًا من الحالة الدنيا إلى... في عملية التدمير، يتغير التوازن وعدم التوازن بين الضغط الإضافي للتوتر السطحي وضغط التغير في الضغط الساكن بشكل مستمر ودوري، ويتلامس المعدن السائل الجديد باستمرار مع أسطوانة الصب لتوليد نوى بلورية جديدة.

يؤثر حجم الفجوة بين أسطوانة الفوهة وأسطوانة الدرفلة تأثيرًا كبيرًا على جودة الشريط المصبوب والمدرفل. وعند ضبط فجوة أسطوانة الفوهة، يجب مراعاة التمدد الحراري للفوهة نفسها، والتمدد الذي يحدث عند امتلائها بالألمنيوم المنصهر، ونصف قطر انحناء طبقة الأكسيد. بالإضافة إلى التوتر السطحي للمادة المنصهرة وعوامل أخرى، بحيث يمكن تحديد الفجوة بين الأسطوانة وأسطوانة الفوهة وفقًا للسماكة والعرض ونوع السبيكة. عندما تكون الفجوة بين أسطوانة الفوهة صغيرة جدًا، تكون المسافة بين أسطوانة الصب والفوهة قريبة جدًا، ومن السهل أن تتشكل الخبث على الفوهة، بحيث يشكل خبث الألومنيوم شريطًا صغيرًا وغير متساوٍ ولزجًا من الألومنيوم على سطح الأسطوانة في الاتجاه المحيطي، وتتشكل مرحلة على سطح الشريط. وتتوافق هذه الخطوط غير المتساوية على طول الشريط مع الخطوط الطولية؛ وعندما تكون فجوة الفوهة كبيرة جدًّا، تنكسر طبقة الأكسيد، ويلتصق الأكسيد المتبقي بالبكرة ويُدخل إلى الفجوة بين بكرات الفوهة، بحيث تصبح طبقة الأكسيد محصورة بين فجوة بكرات الفوهة، مما يتسبب في ضغط دقيق موضعي لفوهة الصب في هذه المنطقة، ويؤدي إلى توزيع غير متساوٍ للمادة المنصهرة والتصاق الخبث، بحيث يتعرض معدل التصلب على سطح الشريط لتغيرات دورية، كما تنتج تباعدات الشجيرات تغيرات دورية، ويصاحب ذلك ظهور خطوط طولية. لذلك، فإن التعديل المعقول لفجوة الفوهة يلعب دورًا حيويًا في جودة المنتج.

Leave a Reply