Электртехнологиялық Үрдістер және қондырғылар электртермиялық үрдістер және қондырғылар Оқу құралы

Электр қождық қайта балқыту және пісіру қондырғылары

жүктеу 1,37 Mb. бет 7/15 Дата 07.03.2023 өлшемі 1,37 Mb. #41635

Навигация по данной странице:

• 2.10 Контактілік пісіру қондырғылары 2.10.1 Электр контактілік пісірудің физикалық негіздері және оның түрлері
• 2.10.2 Түйістіріп пісіру
• 2.10.2 Нүктелік пісіру

2.9 Электр қождық қайта балқыту және пісіру қондырғылары Доғалық болат балқыту пештерінде рафинациялау кезінде зиянды қоспалар (күкірт, фосфор, темір тотықтары, көміртегі) металдан қожға аластатылып, жоғары сапалы болат өндіріледі. Бірақ бұл үрдістерде бірқатар қоспалар мен газдар (оттегі, азот, сутегі) толығымен шығарылмайды. Егер болатты олардан тазартса, оның беріктік қасиеттерін, пластикалығын, айнымалы жүктемелерге және үйкелуге кедергісін едәуір жақсартуға болады. Бұл үшін болатты қайта балқытып, басқа жағдайда рафинациялау жүргізу қажет. Мұндай үрдіс Е.О.Патон атындағы электр пісіру институтында (Украина) іске асырылып, электр қождық қайта балқыту деп аталған. Ұсынылған жаңа қалыптасу жағдайлары келесі ерекшеліктерімен ажыратылады: - металдан барлық қоспаларды бөліп алатын жаңа орта – қож тудыратын материал қолданылады; - метал мен рафинациялайтын ортаның өзара әрекеттесуі едәуір тығыз және қарқынды жүреді; - балқыған металдың ауамен және пеш футеровкасымен жанасуы болдырылмайды. Үрдіс келесі жолмен жүргізіледі (2.7 сурет). Доғалық балқытумен құйылып алынған цилиндр тектес электрод (1) сумен суытылатын мыс құбыр-кристаллизаторға (3) түсіріледі. Кристаллизатор (3) сумен суытылатын мыс түпқоймаға (4) орналастырылған. Кристаллизаторға балқытылған қож (2) құйылады. Электродқа кернеу берілгенде қож ток әсерінен 1700 С дейін қызады. 2.7 сурет - Электр қождық балқыту сұлбасы Электрод ұшы балқып тамшылап қож арқылы өтіп, қоспалардан тазарып, түпқоймаға ағады. Түпқоймаға тиген метал тез қатайып, құймаға (5) айналады, оның жоғары бетінде сұйық ванна (6) орналасады. Құйма мен кристаллизатор қабырғасы арасында гарнисаж (7) пайда болады. Балқу барысында электрод төмен түсіріліп отырылады. Кристаллизатор толған соң пеш өшіріліп, кристаллизатор жылжытып шығарылып, құйма алынады. Электрод ауыстырылып, үрдіс басқа не босатылған кристаллизаторда қайталанады. Электр қождық қондырғының негізгі жабдықтарына түпқойма (1), кристаллизатор (2), балқитын электрод (3), ток өткізгіш (6), трансформатор (7) жатады (2.8 сурет). 2.8 сурет - Электр қождық қондырғының жабдықтары 1- түпқойма; 2-кристаллизатор; 3-электрод; 4-каретка; 5-бағана; 6-ток жеткізуші; 7- төмендеткіш трансформатор; 8-пышақ тәріздес контакт. Энергия көзі ретінде кернеу сатысы көп және ұсақ төмендеткіш трансформаторлар қолданылады. Электр режимі автоматты түрде реттеледі. Құйма сапасы жоғары болу үшін ток тұрақты ұсталады. Кернеу балқу үрдісі барысында төмендетіледі. Электр қождық қайта балқыту қондырғыларының параметрлері: - 1-5 –тен 100 т дейінгі құймалар шығарылады; - пеш қуаты орташа 3 МВА (40 т құйма); - әдетте қондырғылар бір фазалы, ток 75 кА жетеді; - қуат коэффициенті 0,6-0,8; - жылу жоғалысы көп, ПӘК төмен, меншікті электр шығыны 1000-1200 кВт/сағ.; - электр режимі тынық: доға болмайды, ток ауытқуы төмен; -индуктивтік кедергісін азайту үшін екі электродты бифилярлық ток жеткізгіш қолданылады. Электр қождық үрдістің қымбатшылығы жоғары сапалы болат (біліктік, шарикподшипниктік, тотықпайтын, қызуға төзімді) алумен ақталады. Электр қождық пісіру өндірісте қалыңдығы үлкен металдарды қосу үшін пайдаланылады (болат, шойын, мыс, алюминий, титан және олардың қорытпалары) (2.9 сурет). 2.9 сурет - Электр қождық пісіру сұлбасы Пісірілетін метал 1 мен электрод 3 электр тізбегіне қосылады. Пісірілетін 1 және электродтық метал 3 ток әсерінен балқып қож 2 арқылы ванна түбіне 5 ағып, тігісті 4 толтырады. Электр қождық пісіру жартылай автоматты және автоматты түрде жүреді. Қуат көзі 60-550 кВА, кернеуі 8-63 В. 2.10 Контактілік пісіру қондырғылары 2.10.1 Электр контактілік пісірудің физикалық негіздері және оның түрлері Электр контактілік пісіру металл бөлшектерінен электр тогы өткенде оларды қыздыру, балқыту және қысу, соңынан пісіру аймағын пісірілетін бөлшектер денесінің жылу өткізгіштігі есебінен суыту нәтижесінде ажырамас біріктіру пайда болу үрдісі болып табылады. Контактілік пісіру алынатын біріктіруі сенімді, автоматтандырылуы және механизацияландырылуы жоғарғы деңгейлі, өндіріс мәдениеті және үрдіс өнімділігі жоғары пісіру әдістеріне жатады. Біріктіруді алу әдісі бойынша түйістіріп, нүктелік және тігістік контактілік пісіру болып бөлінеді (2.10 сурет). Пісіру трансформаторынан ток пісіру бөлшектеріне (2) сумен салқындатылатын электродпен (1) өткізіледі. Пісіру орнында (3) джоульдік жылу бөліну және қысылу есебінен бөлшектердің пісірілуі жүреді. Электродтардың арасында бөлінетін энергияның Q (Дж) жалпы мөлшері (3.1) мұнда Rк – бөлшектер расындағы контактілік кедергі, Ом; Rд – электродтан пісіру орнына дейінгі бөлшек кедергісі, Ом; I – пісіру тогы, А; τ – токтың өту уақыты, с. Формуладан бөлшектердің контакт нүктесіндегі кедергісінің аздығынан пісіруге қажетті энергия бөлшектердің барлық массасын қажетсіз қыздыру және жылу шығынын азайту үшін қысқа уақыт аралығында (секунд бірліктерінде) контакт кедергісі арқылы өтетін токтың (жүздеген және мыңдаған ампер) үлкен мәндерінде алынуы керек екендігі көрінеді. Контактілік пісірудің ПӘК жоғарылату үшін пісіру тогының тізбегінің және пісіру электродтарының кедергілері неғұрлым аз болуы қажет. Сондықтан нәрлендіру көздерін кедергісі төмен материалдардан жасап, пісіру орындарына мүмкіндігінше жақын орналастырады. Пісіру машиналарының электродтарындағы кернеу 1-16 В шаманы құрайды. Біріктірілетін метал бөлшектерінің қызуы олардың жанасу жазықтығында контакт орнында жүреді. Бұның себебі кедергі контакт орнында ең жоғары болады. Металл беті идеалды тегіс болмайтындықтан, электр тогы пісіру бөлшектерінің қысылуы кезінде жанасатын жеке нүктелері арқылы ғана өтеді. Жанасу нүктелерінің ауданы өте кіші болғандықтан, ток өтуіне үлкен кедергі пайда болады, бұл металдың қатты локалды қызуын тудырады. Пісіру орнында температураның жоғарылауынан оның кедергісі өседі, бұл жылу бөлінуін ұлғайтып, металдың балқу температурасына дейін қызуын тездетеді. Металл балқыған немесе пластикалық күйге дейін қызған кезде, бөлшектердің сығылуы нәтижесінде олардың пісірілуі болады. Пісіру нүктесінде металдың қатуы ток ажыратылғаннан кейін пісіру бөлшектерінің жылу өткізгіштігі арқылы жүреді. (3.1) формуласынан контактілік пісіру кезінде қыздырылу токтың өту уақытына тәуелді екені көрінеді. Жоғары күшті токтарды қолданып бөлшектерді тез немесе төмен токтарды пайдаланып баяу және біртіндеп қыздыруға болды. Қыздырудың минималды уақыт ішінде жоғары күшті токтарды қолданып пісіру режимін «қатаң» деп атау қабылданған. Олар қыздыруға сезімтал легирленген болатты және оңай балқитын түсті металдарды пісіруде қолданылады. Мысалы, алюминий және оның қорытпалары келесі көрсеткіштерде пісіріледі: ток тығыздығы j=160-400 А/мм2; қысымы p=0,4-1,2 ГПа; пісіру уақыты tпіс=0,1-1,0 с. Токтың ұзақ өту және біртіндеп қыздыру режимі «жұмсақ» деп аталынады. Олар қыздыруға сезімталдығы азырақ қарапайым көміртегілік болатты пісіруде қолданылады және келесі көрсеткіштермен сипатталады: j=80-160 А/мм2; p=0,15-0,4 ГПа; tпіс =0,5-3 с. Контактілік пісіру қондырғылары екі негізгі бөлшектерден тұрады: электрлік және механикалық. Электрлік бөлігі арнайы құрылымды пісіру трансформаторынан, ток өткізгіш бөліктерінен және пісіру тогын ажыратып-қосу құрылғысынан тұрады. Қондырғының механикалық бөлігі пісіру бөлшектерін импульстық қысатын құрылғы болып табылады. 2.10.2 Түйістіріп пісіру Түйістіріп пісіру – бұл бөлшектердің бірігуі барлық жанасу аудандары бойынша жүргізілетін контактілік пісіру әдісі. Арматура, құбырлар, рельстер т.б. осы сияқты бұйымдарды пісіріп біріктіруге қолданылады. Түйістіріп пісірудің кедергімен және балқытумен жүргізілетін екі жолы бар. Кедергімен пісіру кезінде пісіру бөлшектері (2) ток өткізгіштерде (1) бекітіледі және Fқыс күшімен қысылады (2.10 а сурет). Олар арқылы ток өткенде металдың балқу температурасына жақын (0,8-0,9 Тбал) температураға дейін бөлшектердің түйіндесу жерінде (3) қыздырылу болады. Одан кейін сығылу әрекетін жылдам ұлғайтады (бөлшектердің отыруы). Соның нәтижесінде қатты фазада пісірілу бірігуі пайда болады. Балқытып пісіруді қыздырып және үзіліссіз балқытып пісіру деп бөледі. Үзіліссіз балқытып пісіру кезінде бөлшектер пісіру трансформаторы қосылып тұрғанда жақындатылады және қысу жолымен түйістіріледі. Содан кейін қысу күшін азайту нәтижесінен контактілік кедергі ұлғайып, пісіру тогы төмендейді. Жанасу қысымын азайтқанда жазықтық бойынша бөлшектердің жанасуы бөлек нүктелердегі жанасуға көшеді. Бұл нүктелерде қыздыру әсері жоғарылап, бөлек шығып тұрған жерлері балқиды. Металдың бұл шығып тұрған жерлерінің жойылуынан кейін пісіру тогының жаңа өту жолдарын туғызатын келесі шығып тұрған жерлердің жанасуы басталады. Пісіру бөлшектерінің ұштарының балқуы олардың арасында сұйық металдық қабатша пайда болғанша жүреді. Осыдан кейін аздаған күш салысы арқылы балқыған түйіндесудің жаппай метал біріктіруі туындайды. Балқыған металдың артығы пісірілген бөлшектер арасындағы саңылаудан сығылып шығарылады («грат» деп аталады). Қыздырып балқытып пісіру кезінде бөлшектердің алдын-ала ұштарын қысқа уақытқа тұйықтап қыздырып, содан кейін балқытады. Бөлшектердің түйіндесуін балқытып пісірудің балқытпай пісірумен салыстырғанда келесі артықшылықтары бар: көп механикалық өңдеуді қажет етпейтін берік тігіс береді; пісіру қондырғысының қуатының аздығы; электр энергиясының төмендетілген меншікті шығыны; түрлі-түсті металдарды пісіру мүмкіндігі. Кемшіліктеріне пісіру бөлшектерінің түйісуінде «граттың» болуын және аздаған металл шығынын жатқызуға болады. Түйістіріп пісіруге арналған машиналарды пісіру әдісі (түйіндесудің балқытылуы арқылы және балқытылуынсыз), тағайындалуы (универсалды және арнайы) және қондыру әдісі (стационар және жылжымалы) бойынша бөлуге болады. Сонымен қатар машиналарды қуаты, қыстыру құрылғысының типі және беру механизмі бойынша ажыратады. Жалпы тағайынды машиналар үш топқа бөлінеді: кедергімен пісіруге арналған автоматты емес аз қуатты, кедергімен және балқытумен пісіруге арналған орташа қуатты және балқытып (қыздырып балқытып) пісіруге арналған автоматтандырылған орташа және көп қуатты. Универсалды машиналар аздаған және жекеленген өндірісте әртүрлі бөлшектерді пісіруде, ал арнайы машиналар үлкен және салмақты өндіріс жағдайында біртекті бөлшектерді пісіруде қолданылады. 2.10.2 Нүктелік пісіру Нүктелік пісіру жұқа қалыңдықты (5-6 мм) метал жолақтары мен парақтарын контактілік пісірудің ең кең тараған тәсілі. Бұл үрдісте электрод ұстағыштарда қыстырылған екі электрод арасына пісірілмек бөлшек орналастырылады (2.11 сурет). Басқыш механизм көмегімен электродтар пісірілмек бөлшектерді тығыз қысады. Электродтарды қысқаннан кейін электродтарға кернеу беріледі және бөлшектер арқылы өтетін ток пісірілу орнын керекті температураға дейін қыздырады. Жеткілікті қысқан кезде осы жерде ажыратылмас пісірілу қосылысы пайда болады. Пісіру нүктесінің ортасының температурасы 2.11 сурет - Нүктелік пісірудің негізгі тәсілдерінің қағидалық сұлбалары пісірілген металдың балқу температурасынан бірталай жоғары және оның диаметрі электрод диаметріне жақынырақ болады. Бір нүктені пісіруге қажетті уақыт пісірілу бөлшектерінің қалыңдығы, материалының физикалық қасиеттері, пісіру құрылғысының қуаты, бөлшектерінің сығылу дәрежесімен анықталады және секундтың мыңдаған бөлігінен (түсті металлдардың жұқа беттерін пісіргенде) бірнеше секунд (жуан болат бөлшектер) аралығында өзгереді. Нүктелік пісірудің циклі 2.12 суретте көрсетілген. Әдетте пісіру операциясы келесі тізбекте жүргізіледі. Бөлшектер электродтармен ток өткізбей тұрып қысылады. Бөлшектер арқылы ток жіберіледі де, ток импульсі соңында қысым көтеріледі. Ток тоқтатылып, жоғарғы электрод көтеріледі. Қысымды көтеру пісіру орнында бөлшектер тесілуі немесе жеткіліксіз пісірілуі болмауы үшін қажет операция. Екінші ретті тізбектің кернеуін және пісіру тогының күшін басқару ауыстырып-қосқыш көмегімен бірінші ретті ораманың орамдарын өзгерту арқылы жүзеге асырылады. Токтың өту уақыты сол сияқты автоматты түрде басқарылады және ұсталынады. Нүктелік пісіру машиналары токты жеткізу әдісімен ерекшеленеді. Бірнүктелік екі беттік (қалыпты) пісіру көбірек таралған (2.11 а сурет). 2.12 сурет - Нүктелік пісіру циклы 1-бөлшектерді электродтармен қысу; 2-электродтарды қысылу күйінде ұстау, ток импульсінің соңында қысымды көтеру; 3-қысымды алу; 4- токты қосу; 5- токты ажырату. Жоғарғы және төменгі электродтар жұмыс беті пісіру орнын шоғырлы қыздыруға жеткілікті токтың тығыздығын қамтамасыз ететін болып жасалады. Электродтардан қалған ойыстарды кішірейту үшін пісірілмек бұйымның бір жағынан «ізсіз» пісіру тәсілінің бірін қолданады (2.11 а,б,в сурет). Бұл электродтардың біреуінің жұмыс ауданын ұлғайту арқылы (2.11 а сурет), жалпақ электродпен пісіру арқылы (2.11 б сурет) жүзеге асады. Шоғырланған қыздыруды қамтамасыз етуге қажетті ток тығыздығын қалыпты жұмыс беті бар екінші электрод қамтамасыз етеді. Қалыпты бірнүктелі пісіруді жүзеге асыру мүмкіншілігі болмаған жағдайда жанама ток жеткізушісі бар нүктелік пісіру қолданылады. Бұл жағдайда, бір жағынан қалыпты контактілі беті бар электрод ток жеткізеді, ал басқа жағынан ток үлкенірек контактілі беті бар электродпен жеткізіледі (2.11 г сурет). Пісіруден кейін қалатын жергілікті деформация қалдықтарын азайту үшін 2.11 д,е суреттерінде көрсетілген тәсілдер қолданылады. Жұқа бетті бұйымдарды пісіргенде біржақты көпнүктелік пісіру (2.11 ж сурет) қолданылады. Жұпталған трансформатордан екі жақты ток жеткізушілермен қалыңдығы жуан металл бұйымдардың екі нүктесінде бір мезгілде пісіруді жүргізуге болады (2.11 з сурет). Нүктелік пісіруге арналған машиналар электродтарды педальді, электрлі немесе пневматикалы сығу механизмді болып бөлінеді. Одан басқа, нүктелік пісіру машиналары – стационарлық универсалды, жылжымалы универсалды, стационарлы арнайыландырылған (көпнүктелік) және рельефті пісіру престері болады. Ірі бұйымдарды нүктелік пісіру, сонымен қатар ыңғайсыз жерлерде пісіру кезінде пісіру қысқыштары және пісіру тапаншалары сияқты жылжымалы пісіру машиналары қолданылады. Көпнүктелі пісіру машинасы бұйымның бір орнатылуында тізбектеп бірнеше нүктені пісіреді және нүктелік пісіру үрдісінің жоғары өнімділігін қамтамасыз етеді. Көпнүктелік машинаның екі түрі болады. Пісірілу беттеріне бірінші түрлі машиналарда бір мезгілде сол уақытта пісіру тогы өтіп жатқан тек қана екі электрод түсіріледі. Екінші типті машиналарда бұйым бетіне барлық электродтар бір мезгілде түсіріледі, ток тізбекпен жұпталған электродтармен өтіп, металды пісіреді. Арнайы машиналар көп электродты немесе әдетті, беттері айналатын, бөлшектерді беру және айналдыру механизмдердерімен жабдықталған болады. Көп электродты машиналар электродтарды гидробөлгіш арқылы кезектеп қысып, оларға ток бөлгішпен ток беретін; электродтарды бір мезгілде қысып, трансформаторлар пісіру тізбегінде ток бөлгішпен тізбектей жалғанған немесе бірнеше трансформаторды бірінші жақтан бір мезгілде не топтап қосылған етіп жасайды. Көп трансформаторлы машиналар өндірісте микропроцессорлармен жабдықталған роботтехникалық қондырғыларда кеңінен қолданылады. Айналу беті бар машиналар құрастыру және пісіру үрдістерін қабаттастырғанда қолданылады. Нүктелік машиналардың электродтары олардың тұмсығында бекітілетін электрод ұстағыштарға орнатылады. Электрод ұстағыштар латуннан дайындалады. Олардың ішінде салқындату үшін су жүретін құбырлар қарастырылады. Суытатын су ауыстырылатын электродтың ішкі құбырына дейін бара алады, олар суықтай тартылған қызыл мыстан немесе арнайы хромоцинкмыстық қорытпадан турады. жүктеу 1,37 Mb. Достарыңызбен бөлісу:

©g.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз