Bakaran Pengasas Dalam Lebih Mendalam
Kebanyakan kecacatan dalam pemutus logam disebabkan oleh penggunaan campuran yang tidak wajar, menimbulkan masalah seperti terbakar, Hot spot, dan lain-lain (1).
Rakaman yang disebabkan oleh logam lebur menembusi shallowly ke dalam acuan pasir, biasanya berlaku apabila acuan menjadi cukup panas untuk membolehkan sebahagian penguraian Binder, membolehkan logam lebur mengalir ke dalam Pasir (2). Apabila logam adalah cecair untuk tempoh yang sedikit memanjangkan masa, membakar pada juga boleh berlaku. Fenomena ini biasanya berlaku di sudut, bersebelahan dengan bahagian pemutus tebal dan pada teras nipis (3). Ia tidak diketahui berapa banyak masa yang diperlukan untuk menunjukkan kesan apa-apa.
Satu lagi istilah bagi kes yang paling serius terbakar ialah ' penembusan '. Ini adalah di mana Pemanasan setempat ("tompok panas") menyebabkan aliran yang lebih mendalam ke dalam acuan (4). Secara keseluruhan walaupun, kedua-dua memerlukan-pemutus pemesinan untuk menghapuskan kecacatan permukaan ini.
Berkait rapat dengan membakar on adalah "terbakar dalam", lebih dikenali sebagai fusion. Kesan bersih terbakar dalam yang sama untuk membakar, tetapi berbeza dalam saiz dan pengagihan kecacatan. Satu lagi pembakaran yang berkaitan pada fenomena adalah sintering tanah liat dan komponen silicate di dalam pasir, jika ada, membenarkan pembentukan besi silikat dalam kes besi/keluli pemutus. Sintering dan lebur sebatian ini membolehkan logam lebur untuk menembusi lebih jauh ke dalam acuan Pasir (5)
Membakar dan membakar dalam hanya beberapa contoh kecacatan permukaan yang disebabkan oleh interaksi logam lebur dan pasir membentuk. Kecacatan lain termasuk yang disebabkan oleh peralihan elemen dari pasir membentuk kepada logam dan sebaliknya (sebagai contoh silikon dan fosforus dari pasir dan bahan-bahan besi dari logam) yang menyebabkan perubahan kimia di permukaan (6), dan berpotensi perubahan fizikal kepada pemilihan pemutus struktur dan dengan itu permukaan dan sifat pukal produk terakhir.
Basah adalah isu yang sering dipetik dalam pemutus, dan merupakan faktor penyumbang dalam pembakaran pengasas. Manifestasi basah adalah serupa dengan banyak pembakaran lain pada fenomena - logam cecair mematuhi pasir dan / atau oksida yang hadir, yang bermaksud bahawa produk yang dibuang tidak lancar atau bahkan ketebalan apabila dibebaskan dari acuan - ia akan lada dengan burrs dan kecacatan lain pada selang masa yang tidak teratur. Seperti kecacatan permukaan lain, kesan basah perlu dikeluarkan dengan pemesinan dengan tangan atau manifold pemprosesan selepas pemutus yang lain. Peningkatan masa dan kos buruh boleh memudaratkan garis bawah pengasas dengan bermakna mengurangkan kecekapan pengeluaran (7).
Sains di sebalik basah adalah kompleks dan melibatkan pemahaman terperinci mengenai sains permukaan. Walau bagaimanapun, secara ringkas, basah adalah keupayaan cecair dan pepejal untuk mengekalkan hubungan akibat interaksi permukaan. Jika interaksi digambarkan sebagai 'sangat basah' maka ia mempunyai interaksi cecair pepejal yang baik. Sebaliknya, harus interaksi digambarkan sebagai 'kurang basah' maka tahap interaksi cecair pepejal adalah rendah. Bahan-bahan yang boleh mengurangkan kemungkinan interaksi basah yang kuat yang berlaku sesuai dengan situasi di mana pembakaran boleh menjadi isu - ia bermaksud bahawa jika terdapat interaksi yang lemah antara pepejal dan cecair (pasir dan / atau acuan dan logam) maka akan ada kurang atau bahkan berpotensi kecacatan permukaan sifar. Perlu diingat bahawa acuan yang telah tertakluk kepada basah tidak boleh digunakan semula dalam keadaan semasa - tambahan lagi kepada kos. Perbincangan terperinci mengenai keboleh basah adalah di luar skop artikel ini.
Debu arang batu
Debu arang batu adalah produk yang dihasilkan apabila arang batu adalah halus. Biasanya, ia akan menjadi kualiti yang lebih tinggi arang batu seperti antrasit dan tidak lignite. Peningkatan kualiti yang lebih tinggi mempunyai bahagian Karbon tulen yang lebih tinggi, dan dengan itu membakar lebih bersih tanpa pelepasan gas toksik seperti yang berkaitan dengan pembakaran arang batu bitumen. Seawal tahun 1945, kajian di Britain menunjukkan bahawa keadaan perindustrian di mana arang batu telah digunakan dalam persekitaran pengasas miskin untuk kesihatan - tidak kurangnya kerana evolusi gas toksik (8). Penggunaan arang batu berkualiti tinggi mengurangkan jumlah gas berbahaya yang dihasilkan oleh sebab mempunyai sulfur yang lebih rendah dan bahan bituminous yang ada.
Debu arang batu merupakan produk yang murah dan digunakan secara meluas dalam Smelting dan industri pemutus, sebagai sebahagian daripada refraktori, sebagai contoh. Ia adalah satu bahan tambahan yang penting untuk Pasir satu kasta Pasir hijau kerana keupayaannya untuk mengurangkan/mencegah kecacatan yang berkaitan dengan mengikat logam ke Pasir.
Mencegah Terbakar Foundry
Secara ringkas, untuk
mengelakkan penulisan
; dengan meningkatkan jumlah bahan yang berindeks dalam acuan pemutus, jumlah yang besar Coke dan lustrous karbon meningkat. Apabila Pemanasan, ini pyrolyse (tidak compayudara *) dan menyediakan lapisan penghalang gas dan lapisan karbon nipis antara logam lebur dan pasir pemutus acuan. Malah lapisan kecil adalah mencukupi untuk menghalang jumlah yang ketara terbakar dengan tidak membenarkan logam lebur datang dalam hubungan dengan pasir. Sebelum ini difikirkan bahawa pembentukan sampul gas adalah faktor utama mengehadkan kecacatan permukaan jenis burn-on-type, tetapi kesedaran pembentukan lapisan karbon telah sebahagian besarnya mengurung poket gas kepada langkah pencegahan sekunder.
Bagi seorang pelakon besi konvensional, apabila pasir atau acuan Pasir hijau dengan kandungan debu arang batu yang mencukupi digunakan, hidrokarbon dalam arang batu itu dengan serta-merta pyrolyse kerana haba yang ketara yang dibawa oleh logam lebur. Satu filem nipis karbon padu dengan cepat didepositkan pada antara muka cecair-pasir, ini menghalang penembusan logam ke dalam pasir dan sebaliknya dan mampu kemasan permukaan yang sangat baik, dengan tidak ada burrs logam. Ini tingkah laku Non-pembasahan tidak dijangka sebagai karbon larut dalam logam banyak, tetapi dijelaskan oleh lapisan karbon pepejal (pada logam) menghubungi karbon pepejal kemudian (pada Pasir).
Spesifikasi bagi jenis karbon idei telah dicadangkan. Sumber habuk arang batu yang kebanyakannya anthracite, mempunyai kapasiti coking yang baik, tidak mempunyai lebih daripada 30% turun tak pucuk dengan berat badan, dengan lebih rendah daripada 0.8% oleh sulfur berat badan dan mempunyai kandungan abu yang rendah diutamakan(9). Kesusasteraan paten dari seawal akhir 1960-an menunjukkan bahawa gred arang batu berkualiti tinggi digunakan sejak itu sebagai pengganti habuk arang batu spektrum yang luas. Penulis paten mencadangkan bahawa anthracite pada saiz pengisar 0.3 mm dalam kuantiti sehingga 3% dengan berat akan mencukupi untuk menggantikan habuk arang batu(10). Penulis yang sama terus mendakwa bahawa anthracite, apabila digunakan, menghasilkan sebahagian besar karbon lustrous. Karbon lustrous ini sama seperti "filem nipis" yang didepositkan di permukaan logam-pasir/acuan, seperti yang disebutkan tadi.
Pyrolysis tidak terhad kepada bahan berkarbon dalam acuan. Pengikat juga boleh memecahkan dalam kaedah ini, dan bergantung kepada komponen Binder, mereka boleh meningkatkan atau memburukkan lagi permukaan selesai. Urethane dan pengikat organik yang lain akan memecahkan dalam cara yang sama untuk habuk arang batu dan tidak memberikan kecacatan permukaan, dan dalam kes-kes tertentu, permukaan yang lebih banyak kemasan. Sebaliknya, pengikat yang mengandungi beberapa furans, sulfonik atau asid fosforik boleh pyrolyse ke dalam permukaan bahan yang menyebabkan kecacatan. Foshorik asid wap boleh bertindak balas dengan oksida besi atau chromite (dalam kes Pasir hijau) dan besi bentuk fosfat, yang boleh berinteraksi dengan komponen dalam logam ferus yang dilemparkan. Asid sulfonik boleh bertindak balas dengan banyak komponen di dalam pasir di bawah keadaan suhu yang tinggi, akhirnya membentuk sulfonates dan akhirnya sulfides. Sulfides ini boleh menyebabkan kerosakan kepada bahan Tuang. Berkaitan dengan kesan ini membakar bahan kimia, debu arang batu yang mencukupi di Pasir boleh mencegah ini melalui kaedah yang dinyatakan di atas.
Habuk arang batu dalam campuran pemutus pasir dikaitkan dengan peningkatan tekanan(11). Peningkatan seperti itu seolah-olah dramatik (hanya 5% daripada debu arang batu dalam campuran Pasir hijau akan menyebabkan peningkatan tekanan dua kali ganda daripada kehijauan Pasir sahaja) tetapi baik dalam tempoh terima dan terdapat sedikit risiko kepada acuan atau kotak pasir. Secara semulajadi, peningkatan tekanan adalah dijangka disebabkan oleh evolusi gas daripada pembakaran debu arang batu, sebagai tambahan kepada penyejatan air dari pasir. Kerana jejari atom yang kecil, satu-satunya isu yang berpotensi dengan tekanan yang tinggi adalah jika ada hidrogen sekarang. Hidrogen boleh menembusi logam(12).
Seperti yang disebutkan sebelum ini, satu lagi jenis pembakaran adalah pembentukan slika besi apabila slica bertindak balas dengan oksida besi, menyebabkan bijirin pasir fius dan melebar antara satu sama lain, mendepositkan di permukaan berutus, yang sukar dikeluarkan (13). Pencegahan pembentukan oksida besi adalah kunci untuk mengurangkan fenomena ini, dan juga dicapai oleh pyrolysis debu arang batu menghasilkan suasana mengurangkan di mana pengoksidaan besi tidak boleh berlaku(14). Kesan yang sama berpengalaman dengan gred chromite yang lebih rendah, yang sering mengandungi jumlah yang kecil silika. Mengurangkan suasana dibantu oleh pengeluaran gas hidrogen dari pyrolysis habuk arang batu, dan bahan-bahan lain, dan ini boleh membantu dalam mencegah pembentukan oksida dan sate (15).
Di samping mencegah pembakaran pengasas, penambahan habuk arang batu kepada campuran pasir dikatakan sederhana meningkatkan kekuatan mampatan pasir, mungkin disebabkan oleh perkaitan yang baik yang terbentuk dengan tanah liat(16).
Secara keseluruhannya, ia boleh dikatakan dengan yakin bahawa penggunaan debu arang batu meningkatkan kualiti keseluruhan pemilihan pelakon dengan mencegah pembakaran, terbakar dan proses interaksi yang lain. Di samping itu, ia tidak boleh dilupakan bahawa anthracite boleh berkelakuan sebagai bahan refraktori dalam haknya sendiri (bahan yang sangat bertoleransi terhadap perubahan fizikal atau kimia apabila terdedah kepada suhu tinggi) dan sebahagian daripada rayuan anthracite dalam tetapan pemutus pengasas berkaitan dengan hartanah ini. Anthracite sebagai bahan refraktori dibincangkan dengan lebih mendalam di tempat lain di laman web ini.
Pertimbangan Operasi
Seperti dengan semua hidrokarbon yang bertanggungjawab untuk mengdada, jumlah bahan cemar akan dihasilkan. Jika habuk arang batu yang digunakan adalah gred arang batu yang lebih tinggi, seperti anthracite, ia akan mengeluarkan pencemar berbahaya yang jauh lebih sedikit (17) daripada arang batu bituminous gred yang lebih rendah akan(18). Arang batu gred terendah (lebih rendah daripada bituminous) mengandungi kurang karbon tulen dan bahan-bahan yang lebih sulfur dan resinous. Lignite, sebagai contoh, mempunyai kandungan karbon antara 20 dan 35% - menjadikan penggunaannya hanya untuk penjanaan kuasa kerana ia terlalu miskin kualiti untuk hampir apa-apa lagi. Terdapat apa-apa perkara yang terlalu banyak arang batu debu-lubang gas, salah guna dan pembentukan kulit biru Pada pemutus adalah semua hasil yang mungkin. Di samping itu, tahap habuk arang batu yang tinggi dalam pasir hijau boleh menyebabkan penurunan dalam Kebolehskalaan dan keperluan lembapan yang dipertingkatkan. Jumlah biasa debu arang batu yang digunakan dalam acuan pemutus pasir jarang melebihi 5%, kerana lebih daripada ini mengurangkan kebolehtelapan campuran pasir dan memerlukan lebih banyak kandungan pengikat (19).
Menambah kepada kelebihan yang dinyatakan pada debu arang batu untuk mengelakkan kecacatan permukaan, debu arang batu meningkatkan
refrastorisan
acuan Pasir hijau, dan oleh itu acuan boleh menahan suhu yang lebih tinggi, dengan debu arang batu yang mempunyai suhu fusion melebihi 1,600 ° c.
Anthracite calcined juga telah ditunjukkan mempunyai utiliti dalam anti-pembakaran pada aplikasi sebagai sumber karbon, di mana ia berkelakuan dengan cara yang sama dengan anthracite konvensional tetapi sesuai dengan pengasas yang beroperasi dengan suhu pemutus yang jauh lebih tinggi (20). Mungkin secara counterintuitively, bagaimanapun, anthracite calcined yang mengandungi pengisi dan bahan tambahan pasir acuan tidak mempunyai sifat kestabilan yang lebih baik berbanding dengan rakan-rakan mereka yang tidak berkaliber, atau arang batu gred bawah konvensional.
You must be logged in to post a comment.