Bahan cas merupakan kos pembolehubah tunggal terbesar dalam peleburan aruhan — dan pembolehubah yang paling mempengaruhi kadar leburan, penggunaan tenaga dan kualiti logam secara langsung. Program cas yang diuruskan dengan teliti dapat mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 10-15% dan meningkatkan kadar leburan dengan jumlah yang setanding, berbanding dengan mengecas apa sahaja skrap yang tersedia.
MONTE INTELLIGENCE menyediakan cadangan bahan cas sebagai sebahagian daripada bekalan relau induksi kami. Artikel ini merangkumi prinsip pemilihan, penyediaan dan pengurusan cas untuk peleburan induksi besi dan keluli.
Bahan cas untuk peleburan induksi terbahagi kepada beberapa kategori: pulangan faundri (pintu get, penaik dan tuangan skrap daripada operasi faundri sendiri), skrap keluli yang dibeli (daripada peniaga skrap, biasanya disusun mengikut gred), besi kasar (besi dara daripada relau bagas atau penurunan langsung), dan penambahan pengaloian (feroaloi, karburator dan bahan lain yang ditambah untuk melaraskan komposisi kimia).
Cas ideal ialah campuran yang memberikan komposisi kimia sasaran dengan pembetulan minimum, cair secara seragam tanpa menjejaskan, dan kos paling rendah bagi setiap tan logam cecair. Mencapai ideal ini memerlukan pengimbangan sifat metalurgi dan kos setiap komponen cas.
Taburan saiz cas penting untuk kecekapan lebur dalam relau induksi. Mekanisme pemanasan induksi — arus pusar yang dihasilkan oleh medan magnet berselang-seli — menembusi cas sehingga kedalaman yang dipanggil kedalaman rujukan, yang bergantung pada frekuensi dan sifat elektrik bahan cas. Bagi besi pada 1000 Hz, kedalaman rujukan adalah kira-kira 7 mm. Pemanasan berlaku terutamanya dalam lapisan permukaan ini, dan haba kemudiannya mengalir ke bahagian dalam.
Cas yang terdiri daripada kepingan besar dan pepejal — katakan, tebukan keluli berdiameter 200 mm — hanya memanas dalam lingkungan 7 mm dari permukaan sehingga haba mengalir ke tengah. Permukaan boleh cair semasa tengahnya masih sejuk, yang membawa kepada penyambungan di mana kepingan yang sebahagiannya cair membentuk lengkungan merentasi relau yang menghalang baki cas daripada turun ke dalam cair. Cas dengan pelbagai saiz — daripada skrap 10 mm yang dicincang hingga skrap berat 150 mm — mendap dengan lebih seragam di dalam relau dan cair dengan lebih cekap kerana kepingan yang lebih kecil mengisi jurang antara kepingan yang lebih besar dan meningkatkan nisbah permukaan-ke-isipadu yang berkesan.
Kebersihan cas adalah penting untuk kualiti logam dan jangka hayat lapisan relau. Karat (besi oksida) meningkatkan isipadu sanga, menggunakan tenaga (mengurangkan Fe2O3 kepada Fe memerlukan karbon dan tenaga), dan menyerang lapisan silika (FeO ialah fluks untuk refraktori silika, mengurangkan jangka hayat lapisan). Minyak dan gris pada cas menghasilkan asap semasa peleburan — persekitaran kedai dan masalah pelepasan — dan boleh memasukkan hidrogen ke dalam logam, menyebabkan keliangan dalam tuangan. Pasir dan kotoran pada cas meningkatkan isipadu sanga tanpa menyumbang sebarang logam yang boleh dipulihkan.
Pemanasan awal cas ialah teknik yang digunakan dalam relau induksi yang lebih besar (melebihi kira-kira 5 tan) untuk meningkatkan kecekapan. Memanaskan cas kepada 400-600°C sebelum pengecasan dapat menghilangkan kelembapan (menghilangkan risiko letupan stim jika cas basah bersentuhan dengan rendaman lebur), membakar minyak dan bahan cemar organik (mengurangkan asap dan pengumpulan hidrogen), dan mengurangkan tenaga elektrik yang diperlukan dalam relau (pemanas awal menggunakan gas asli yang lebih murah dan bukannya elektrik). Pemanas awal cas boleh mengurangkan jumlah kos lebur sebanyak 5-10% bergantung pada harga relatif gas asli dan elektrik.
Urutan pengecasan mempengaruhi kadar leburan dan keselamatan. Cas pertama ke dalam relau sejuk hendaklah kepingan yang lebih kecil yang terkumpul dengan baik di sekeliling dinding dan memberikan gandingan yang baik pada gegelung — ia memanas lebih cepat dan membantu menaikkan suhu lapisan relau secara seragam. Sebaik sahaja kolam cecair terbentuk, kepingan yang lebih besar boleh ditambah kerana logam cecair di sekelilingnya meningkatkan gandingan. Cas terakhir hendaklah meninggalkan papan bebas yang mencukupi (jarak dari permukaan leburan ke bahagian atas mangkuk pijar) untuk tindakan pengadukan dan untuk menambah elemen pengaloi.
Penghubung merupakan masalah operasi yang pernah dialami oleh setiap pelebur induksi. Sekeping cas menghubungkan diameter relau di atas lelehan, menghalang cas di atas daripada turun ke dalam lelehan. Cairan di bawah terus memanas dan boleh memanas melampau sehingga merosakkan lapisan refraktori. Mencegah penghubung memerlukan saiz cas yang betul (tiada sekeping yang lebih besar daripada kira-kira satu pertiga diameter relau), pengecasan yang teliti (tiada sekeping besar pun yang jatuh rata), dan pemantauan yang teliti semasa kitaran peleburan.
Bagi faundri yang meleburkan pelbagai aloi, pencemaran silang antara aloi merupakan risiko kualiti. Relau yang baru sahaja meleburkan besi mulur (mengandungi magnesium) dan kemudian diisi dengan skrap besi kelabu (yang sepatutnya tidak mempunyai magnesium) boleh menghasilkan tuangan luar spesifikasi jika lapisan tersebut mengekalkan magnesium daripada haba sebelumnya. Penyelesaiannya ialah sama ada relau khusus untuk setiap keluarga aloi, atau pembersihan relau secara menyeluruh antara pertukaran aloi, termasuk mengikis lapisan untuk membuang logam dan sanga yang melekat.
MONTE INTELLIGENCE menawarkan rundingan bahan cas sebagai sebahagian daripada projek relau induksi kami, termasuk spesifikasi skrap, pengoptimuman campuran cas dan integrasi prapemanas.
Untuk cadangan bahan caj untuk faundri anda, hubungi helenxu@cnlymonte.com.
