استوپر ریخته گری چیست؟

استوپر ریخته گری وسیله ای است که برای تنظیم سرعت جریان فلز مذاب از تاندیش به داخل قالب مسی (تیوب مسی) در طی ریخته گری مداوم استفاده می شود. نوک استوپر ریخته گری دارای یک سطح بیرونی به شکل مخروطی است که به یک بینی فرورفته ختم می شود که معمولاً منحنی است. مکانیزم استوپر ریخته گری از راهنماها و تکیه گاه ها برای شفت هدایت شده تشکیل شده است که روی صفحه ای که به تاندیش اعمال می شود به گونه ای پشتیبانی می شود که بتوان آن را از بین برد. از استوپر ریخته گری بلند نیز در سیستم کنترل جریان مذاب تاندیش استفاده می شود تا جریان مذاب را از طریق گذرگاه جریان سطح بالا به منفذ خروجی کنترل کند و سپس به آرامی به داخل تیوب مسی منحرف شود.

موقعیت استوپر ریخته گری و منحنی وزن تاندیش، و همچنین منحنی سرعت ریخته گری، فاکتورهای مهمی هستند که باید در هنگام استفاده از استوپر ریخته گری تاندیش در نظر گرفته شوند. . جنس استوپر ریخته گری غالبا از  آلومینا کربن است که در قسمت دماغه (نوک آن)  ترکیبات متفاوتی از آلومینا کربن و در شرایطی که مذاب دارای ترکیب شیمیایی خاصی باشد (به عنوان مثال اگر دارای کلسیم بالا باشد) از استوپر ریخته گری با جنس منیزیا کربن استفاده می شود.

تاندیش برای انتقال فولاد مذاب با نرخ خروجی مشخصی طراحی شده و در این طراحی نوسانات عمده در نظر گرفته نشده است و لذا کنترل جریان مذاب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. سرعت جریان در درجه اول توسط عمق مذاب کنترل می شود. کنترل بیشتر جریان خروجی را می توان با استوپر ریخته گری یا سیستم اسلایدگیت انجام داد. تعداد خروجی ها بستگی به نوع ریخته گری انجام شده دارد. تعداد قالب هایی که تاندیش فولاد مذاب را به آنها تحویل می دهد معمولاً برای دستگاه ریخته گری مداوم اسلب 1 تا 2، برای دستگاه ریخته گری مداوم بلوم 2 تا 6 و برای دستگاه ریخته گری مداوم بیلت 2 تا 8 است.

کف تاندیش دارای یک یا چند سوراخ با سیستم(های) اسلایدگیت یا استوپر ریخته گری برای کنترل جریان فلز مذاب است. برای تغذیه فولاد مذاب به قالب(های) ماشین ریخته گری مداوم استفاده می شود تا از پاشش جلوگیری شود و جریان روان تری داشته باشد. سرعت انتقال فولاد مذاب به داخل قالب با ثابت نگه داشتن عمق فولاد مذاب در تاندیش ثابت نگه داشته می شود.

میزان تخلیه فولاد مذاب توسط سوراخ نازل و فشار فرواستاتیک (ارتفاع فولاد مذاب در تاندیش) بالای نازل کنترل می شود. بسته به اندازه بخش ریخته گری و سرعت ریخته گری مورد نیاز، سوراخ های مختلف انتخاب می شوند. نازل‌های کنترل‌شده با استوپر ریخته گری برای ریخته‌گری اسلب ها و مقاطع بزرگ زمانی که فولادهای آلومینیومی تولید می‌شوند استفاده می‌شوند. در این کاربرد، میزان تخلیه فولاد مذاب از طریق نازل به صورت دستی یا خودکار با تنظیم سر استوپر ریخته گری نسبت به دهانه نازل کنترل می شود. نازل‌های بزرگ قبلی برای ریخته‌گری فولادهای کشته‌شده آلومینیومی به‌دلیل تجمع آلومینا استفاده می‌شدند تا بتوان سر استوپر ریخته گری را برای جبران کاهش سرعت جریان بالا برد.

چه تفاوتی در عملکرد سیستم اسلایدگیت تاندیش و استوپر ریخته گری وجود دارد؟

در تاندیش، هم سیستم اسلایدگیت و هم استوپر ریخته گری برای کنترل جریان فلز مذاب از تاندیش به قالب مسی در طول ریخته‌گری مداوم استفاده می‌شود. در اینجا تفاوت‌های بین سیستم اسلایدگیت و استوپر ریخته گری در تاندیش آورده شده است:

سیستم اسلایدگیت:

-سیستم اسلایدگیت تاندیش از سه نوع صفحه تشکیل شده است و می تواند قابلیت تعویض نازل ها در حین ریخته گری و همچنین تغییر اندازه نازل را فراهم کند.

– برای کنترل جریان فولاد از پاتیل به تاندیش و از تاندیش به قالب استفاده می شود.

– می توان از آن برای کنترل جریان خروجی تندیش استفاده کرد.

– می تواند مستعد پدیده های گردابی در سطوح پایین تاندیش باشد.

استوپر ریخته گری:

– برای تنظیم سرعت جریان فلز مذاب که از تاندیش به داخل قالب ریخته می شود استفاده می شود.

– برای استفاده در بخش های بیلت و زمانی که کنترل سریعتر و دقیق تر دبی مورد نیاز است، ترجیح داده می شود.

– عمدتاً برای باز و بسته کردن تاندیش، علاوه بر کنترل خودکار جریان فولاد مذاب از تاندیش به کریستالایزر استفاده می شود.

– قبل از استفاده نیاز به پیش گرم دارد.

در ریخته گری مداوم، سیستم اسلایدگیت کاربرد بیشتری دارد یا استوپر ریخته گری؟

هم سیستم اسلایدگیت و هم استوپر ریخته گری در ریخته گری مداوم برای کنترل جریان فلز مذاب از تاندیش به قالب استفاده می شود. با این حال، بر اساس نتایج ، مشخص نیست که کدام یک بیشتر استفاده می شود. استوپر ریخته گری برای استفاده در مقاطع شمش و زمانی که کنترل سریعتر و دقیق تر دبی مورد نیاز باشد ترجیح داده می شوند. همچنین برای باز و بسته شدن تاندیش و کنترل خودکار جریان فولاد مذاب از تاندیش به کریستالایزر استفاده می شود. از سوی دیگر، سیستم اسلایدگیت بیشتر برای کنترل جریان فولاد از پاتیل به تاندیش و از تاندیش به قالب استفاده می شود . این امکان وجود دارد که انتخاب بین سیستم اسلایدگیت و استوپر ریخته گری به کاربرد خاص و الزامات فرآیند ریخته گری مداوم بستگی داشته باشد.

چه فاکتورهایی در روند استفاده از سیستم اسلاید گیت و یا استوپر ریخته گری برای کنترل جریان مذاب تاندیش تاثیرگذارند؟

انتخاب بین سیستم اسلایدگیت و استوپر ریخته گری در ریخته گری مداوم ممکن است به عوامل مختلفی بستگی داشته باشد، از جمله:

کاربرد: کاربرد خاص و الزامات فرآیند ریخته گری مداوم ممکن است انتخاب بین سیستم اسلایدگیت و استوپر ریخته گری را تعیین کند.

تنظیم جریان: سرعت جریان فلز مذاب نیز ممکن است عاملی در انتخاب بین سیستم اسلایدگیت و استوپر باشد. جریان به داخل قالب توسط یک استوپر ریخته گری یا یک سیستم اسلایدگیت تنظیم می شود[2].

توربولانس یا تلاطم مذاب : پتانسیل تلاطم یا گرداب نیز ممکن است عاملی در انتخاب بین سیستم اسلایدگیت و استوپر ریخته گری باشد. مکش احتمالی هوا به دلیل اثر Venturi از طریق اتصال نازل / SES و بین صفحات سیستم اسلایدگیت می تواند باعث ایجاد تلاطم یا اثر گردابی شود.

سیستم کنترل: انتخاب بین سیستم اسلایدگیت و استوپر ریخته گری ممکن است به سیستم کنترل خودکار استوپر ریخته گری ماشین ریخته گری مداوم نیز بستگی داشته باشد. استوپر ریخته گری بخشی جدایی ناپذیر از سیستم کنترل خودکار استوپر ماشین ریخته گری مداوم است که جریان فولاد را از تاندیش به قالب تنظیم می کند.

از سوی دیگر سیستم های اسلایدگیت با مکانیزم جداگانه ای کنترل می شوند.

متغیرهای کارخانه :انتخاب بین سیستم اسلایدگیت و استوپر ریخته گری ممکن است به متغیرهای کارخانه ذوب از جمله اکسیدهای آهن و منگنز سرباره پاتیل (FeO+MnO) نیز بستگی داشته باشد.