Este artículo se centra en la regulación de la velocidad de colada de lingotes y expone los principios básicos para regular la velocidad de colada de lingotes, es decir, bajo la premisa de garantizar que la calidad de los lingotes cumpla con las condiciones técnicas y la tasa de rendimiento, la velocidad de colada debe aumentarse tanto como sea posible para maximizar la capacidad de producción de la máquina de colada. Se analizaron respectivamente los principios de control de la velocidad de colada para lingotes planos, lingotes redondos de pequeño diámetro y gran sección transversal, lingotes redondos huecos y diferentes métodos de colada. Se señaló la estrecha relación entre la velocidad de colada y la composición química de la aleación, con el objetivo de proporcionar una base teórica para el control razonable de la velocidad de colada en la producción real.
I. Introducción
La fundición es uno de los procesos importantes en el procesamiento de metales. La calidad de los lingotes afecta directamente el rendimiento y la calidad de los productos procesados posteriormente. La velocidad de colada, como parámetro clave en el proceso de fundición, tiene un impacto significativo en la calidad de los lingotes y la capacidad de producción de las máquinas de colada. La regulación razonable de la velocidad de colada no solo puede garantizar que la calidad del lingote cumpla con los requisitos técnicos, sino también mejorar la eficiencia de la producción. Por lo tanto, es de gran importancia práctica estudiar los principios de regulación de la velocidad de colada de los lingotes.
II. Principios generales para regular la velocidad de colada de lingotes
El principio fundamental para regular la velocidad de colada de lingotes es aumentar la velocidad de colada tanto como sea posible sobre la base de garantizar que la calidad de los lingotes cumpla con las condiciones técnicas (incluida la tasa de rendimiento), con el fin de ejercer plenamente la máxima capacidad de producción de la máquina de colada. Este principio se aplica a través del proceso de colada de diferentes tipos de lingotes y sirve como base para formular planes específicos de control de la velocidad de colada.
III. Principios para regular la velocidad de colada de diferentes tipos de lingotes
3.1 Lingotes planos
Para los lingotes planos, la principal consideración al elegir la velocidad de colada es evitar grietas en el lingote. Las tendencias de agrietamiento en frío y en caliente varían entre las diferentes aleaciones, y los principios para regular sus velocidades de colada también difieren. Para las aleaciones blandas sin tendencia al agrietamiento en frío, a medida que aumenta la relación ancho-espesor del lingote, la velocidad de colada debe reducirse. Para las aleaciones duras con mayor tendencia al agrietamiento en frío, la velocidad de colada debe aumentarse a medida que aumenta la relación ancho-espesor del lingote. Cuando el espesor y la relación ancho-espesor del lingote son fijos, para las aleaciones con mayor tendencia a desarrollar grietas en caliente, la velocidad de colada debe reducirse. Esto se debe a que la relación ancho-espesor y las propiedades de la aleación pueden afectar la distribución de tensiones y la velocidad de enfriamiento del lingote durante el proceso de colada, influyendo así en la formación de grietas.
3.2 Lingotes redondos
3.2.1 Lingotes redondos de pequeño diámetro y gran sección transversal
Debido a la pequeña tendencia a las grietas y al tamaño absoluto de la zona de transición de los lingotes redondos de pequeño diámetro, se puede seleccionar una velocidad de colada más alta bajo la condición de garantizar una buena calidad superficial del lingote. Por el contrario, para los lingotes redondos de gran sección transversal, se debe adoptar una velocidad de colada más baja. Para la misma aleación, cuanto mayor sea el diámetro del lingote, menor será la velocidad de colada. Esto se debe a que los lingotes de gran diámetro tienen una velocidad de enfriamiento más lenta durante el proceso de colada, y la distribución de tensiones internas es compleja, lo que los hace propensos a defectos como grietas. Reducir la velocidad de colada puede disminuir la aparición de estos problemas.
3.2.2 Lingotes redondos de diferentes aleaciones
Cuando los diámetros de los lingotes son los mismos, la velocidad de colada se clasifica de acuerdo con las aleaciones blandas (aluminio puro industrial, 3A21, 5A02, etc.), aleaciones de la serie 6000 (6063, 6061, 6A02, etc.), aleaciones de alto contenido de magnesio (5A05, 5A06, 5056, etc.), aleaciones de la serie 2000 de alto contenido (2A11, 2A12, 2B11, etc.) y aleaciones de la serie 7000 de alto contenido (7075, 7A04, 7A09, etc.) en orden descendente. La composición química y las propiedades físicas de las diferentes aleaciones varían, y también lo hacen sus tendencias al agrietamiento en caliente y su fluidez. Por lo tanto, la velocidad de colada debe ajustarse de acuerdo con el tipo de aleación.
3.3 Lingotes redondos huecos
Para los lingotes redondos huecos, bajo las condiciones de la misma aleación y diámetro exterior, la velocidad de colada aumenta con el aumento del espesor de la pared. Bajo la condición de que la aleación y el diámetro interior sean los mismos, la velocidad de colada disminuye a medida que aumenta el espesor de la pared. Bajo las mismas condiciones, la velocidad de colada de los lingotes redondos huecos de aleación blanda es aproximadamente un 30% más alta que la de los lingotes redondos sólidos con el mismo diámetro exterior, y la velocidad de colada de los lingotes redondos huecos de aleación dura es aproximadamente un 50% a un 100% más alta que la de los lingotes redondos sólidos con el mismo diámetro exterior. Esto se debe a que el espesor de la pared de los lingotes redondos huecos y las propiedades de la aleación afectarán su disipación de calor y la distribución de tensiones, influyendo así en la selección de la velocidad de colada.
IV. La influencia de los diferentes métodos de colada en la velocidad de colada
Al realizar colada con tapa caliente, colada con deslizamiento de vapor de aceite y colada electromagnética, bajo las mismas condiciones, las velocidades de colada son respectivamente aproximadamente un 10%-20%, 15%-25% y 20%-30% más altas que las de la colada ordinaria. Estos métodos de colada avanzados aumentan la velocidad de colada al mejorar las condiciones de solidificación de los lingotes y el proceso de transferencia de calor, mejorando así la eficiencia de la producción.
V. La influencia de la composición química de la aleación en la velocidad de colada
La regulación de la velocidad de colada está muy relacionada con la composición química de la aleación. Para la misma aleación, bajo la condición de que otros parámetros del proceso permanezcan sin cambios, ajustar la composición química de la aleación puede aumentar la velocidad de colada permitida para garantizar que el lingote no desarrolle grietas. Esto se debe a que los componentes químicos de aleación afectarán las propiedades físicas de la aleación, como su punto de fusión, fluidez y coeficiente de expansión térmica, e influirán así en el comportamiento de solidificación y la distribución de tensiones del lingote durante el proceso de colada.
VI. Conclusión
La regulación de la velocidad de colada de los lingotes es un proceso complejo que requiere una consideración integral de múltiples factores, como el tipo de lingote, la composición química de la aleación y el método de colada. En la producción real, se debe seleccionar el principio de control de la velocidad de colada apropiado en función de las circunstancias específicas para garantizar la calidad de los lingotes y la eficiencia de la producción. Al mismo tiempo, debemos investigar y explorar constantemente nuevos procesos y métodos de colada para ajustar la composición química de las aleaciones, optimizar aún más el control de la velocidad de colada y mejorar la calidad de los lingotes y la eficiencia de la producción.
A través de la investigación sobre los principios de regulación de la velocidad de colada de diferentes tipos de lingotes, podemos comprender mejor las interrelaciones entre varios factores en el proceso de colada y proporcionar una guía científica para la producción real. La investigación futura puede profundizar aún más en la relación cuantitativa entre la composición química de la aleación y la velocidad de colada, así como el impacto de los nuevos procesos de colada en la velocidad de colada y la calidad de los lingotes, proporcionando un apoyo más sólido para el desarrollo de la industria de la fundición.
