تولید پودر ریخته گری گرانوله برای اولین بار در کشور
این مقاله در مجله چیلان، شماره ۸۴، اردیبهشت ۱۳۹۸، در صفحه ۸۴ به چاپ رسیده است.
تولید پودر ریخته گری گرانوله برای اولین بار در کشور
حسن بداغی
مدیر تحقیق و توسعه گروه دانش بنیان پاترون
فرآیند ریخته گری مداوم روند بسیار موفقی داشته است. در حال حاضر بیش از ۱ میلیارد تن فولاد به طور مستمر در سال به این روش تولید می شود که بی اغراق فلاکس های قالب مورد استفاده در این فرایند، عامل اصلی موفقیت آن بوده اند. ابتدا روغن کلزا برای جلوگیری از چسبیدن پوسته فولادی به قالب به واسطه تشکیل یک لایه گازی بین پوسته سخت و قالب، مورد استفاده قرار گرفت. روانکاری روغن تا به امروز در ماشین های ریخته گری به روش ریخته گری باز مورد استفاده قرار می گیرد.
اولین فلاکس قالب بر اساس ترکیبی از خاکستر، یک محصول پسماند از نیروگاه ها بود؛ این با فلاکس با موادی از قبیل CaF2 و Na2O مخلوط شده بود. اولین پودر ریخته گری در یک سیستم تخلیه از کف در سال ۱۹۶۳ مورد استفاده قرار گرفت. نتیجه بدست آمده حاکی از انتقال بهتر حرارت در زمان استفاده از پودر ریخته گری در مقایسه با استفاده از روغن و افزایش کیفیت سطحی محصول بود. در همین راستا از تحقیقات بر روی بهبود کیفیت پودر های ریخته گری آغاز گردید.
پودر هاری ریخته گری در انداره و شکل های مختلف عموما با ترکیب اکسید های فلزی و غیر فلزی و کربن در مقدار مشخص تولید می شوند. این مواد اولیه عموما شامل سیلیس (SiO2)، آهک (CaO)، اکسید سدیم (Na2O)، فلد اسپارها (CaF2)، در بعضی موارد اکسیدهاو سایر مواد اولیه می باشد که با در نظر گرفتن خواص مد نظر از قبیل دمای ذوب و خمیری شدن، دانسیته، ویسکوزیته و بازیسیته به مقدار مشخص در ترکیب مورد استفاده قرار میگیرند.
روش کار به این شکل است که با اضافه کردن پودر قالب به سطح مذاب، این پودر با نرخ معینی ذوب شده و یک سرباره‌ی شیشه ای مذاب تشکیل می‌دهد، این سرباره همانند یک فیلم نازک بین تیوب مسی و پوسته فولادی منجمد شده قرار گرفته و به عنوان یک روانساز بین این دو عمل می‌کند،
به طور کلی مزایای استفاده از پودر های ریخته گری شامل موارد زیر می باشد:
- جلوگیری از اکسیداسیون سطح مذاب داخل تیوب
- کنترل ضریب انتقال حرارت از دیواره منجمد شده شمش/شمشال/تختال به دیواره تیوب مسی
- جذب ناخالصی های سطحی مذاب
- روانکاری بهترنسبت به روغن های ریخته گری با ایجاد یک لایه نازک فیلم سرباره بین دیواره منجمد شده و تیوب مسی
- جلوگیری از منجمد شدن منطقه meniscus
پودر قالب ریخته گری معمولا به دو صورت پودر یا گرانول عرضه می شود. پودرها ارزانتر هستند و عایق حرارتی بهتری را در فرایند ایجاد می کنند، اما برای تغذیه اتوماتیک راحت نیستند و خطرات ایمنی و سلامتی بالاتری دارند. روش های تولید پودر ریخته گری گرانوله متفاوت است اما معمول ترین رویش این است که با مخلوط کردن مواد تشکیل دهنده پودر به دوغاب تهیه می شوند که سپس به صورت اکسترود یا اسپری خشک می شوند تا گرانول ها تولید شوند (Spray Drier). تهیه دوغاب منجر به ایجاد محدودیت هایی در ترکیب در نظر گرفته شده برای پودر ریخته گری می گردد. از آن جمله می توان به عدم استفاده از آهک اکتیو در ترکیب مد نظر اشاره کرد، چرا که با آهک اکتیو با آب واکنش داده و آهک هیدراته تشکیل می شود. همین امر موجب از دست دادن برخی خواص مورد انتظار از آهک زنده در پودر ریخته گری می گردد. فلذا در روش Spray Drier آهک اکتیو می بایست با مواد اولیه دیگر جایگزین گردد.
گروه دانش بنیان پاترون به عنوان اولین تولید کننده و تنها دارنده ی گواهی دانش بنیان به دلیل تولید پودر ریخته گری در ایران، علاوه بر تولید پودر ریخته گری، اقدام به تولید پودر گرانول برای اولین بار در کشور نیز کرده است. اولین محموله تولیدی پودر ریخته گری گرانوله این شرکت در دی ماه ۱۳۹۷ تولید گردید. به دلیل محدودیت های روش اسپری درایر و محدودیت ترکیب مواد اولیه، گروه پاترون از روش های به روز تری جهت تولید بهره برده است. این روش منحصر به فرد که حاصل حدود ۴ سال تحقیقات و ارتباط با مشاورین بین المللی و فولادسازان کشور است، منجر به تولید پودر گرانوله با کیفیت قابل توجهی گردیده است. پودر های گرانوله ی تولید شده در شرکت های فولادی کشور تست شده و در مقایسه با رقبای خارجی از عملکردی بهتر یا برابر برخوردار بوده است.
پودرهای ریخته گری گروه پاترون با نام تجاری کستینگ پات (CastingPat) عرضه می گردند.
