بسم هللا الرمحن الرحمی

بررسی روش های تولید شمش فلزات

انواع شمش ها

فصل اول

شمش ریزی

صنعت ریخته گری از نظر تنوع قطعات، کیفیت آنها و چگونگی کاربرد صنعتی :قطعات به دو دسته بزرگ تقسیم می گردد

Ingot Castingریخته گری برای تهیه شمش یا شمش ریزی 1.

Shape Castingریخته گری برای تهیه قطعه یا شکل ریزی 2.

:تعریف شمش

قطعاتی با شکل هندسی بسیار ساده هستند که بر روی آنها کار و ( Ingots)شمش ها .گیردانجام می ...( نورد، فورج، اکستروژن و )عملیات تمام کننده به صورت مکانیکی

دسته بندی شمش ها

تولید هر دو دسته فوق از قانون کلی و عمومی ریخته گری از نظر مواد اولیه مناسب، کنترل کیفی و شرایط ذوب مناسب، شکل نهایی و مفید قطعه و توجیه اقتصادی تولید پیروی می

. کند

(شوشه ها)شمش های ذوب مجدد شکل . شوشه ها معموال در قالب افقی روباز و با شکلهای بسیار ساده ریخته می شوند

است و اغلب قسمت های میانی آنها در یک یا قایقینهایی شوشه ها عموما بصورت قالب یک تکه بوده و سعی می شود که . دو منطقه باریک تر انتخاب می شوند

میلیمتر بیشتر نباشد تا بریدن و شکستن آن ها و 30ضخامت قسمت های میانی از .دستیابی به قطعه های کوچک تر آسان باشد

مثالی از شوشه ریزیشوشه ریزی طال در قالب های افقی و به روش تکباری انجام می پذیرد.

مکانیزم ماشین شوشه ریزی

شوشه های ذوب مجدد چدنی

شمش های نوردی، شمش های )شمش های کارپذیر ( مکانیکی

شمش های نوردی نوعی قطعات ریخته شده هستند که برای تولید و تهیه قطعات کار

شده و نوردی از طریق انجام کار و عملیات مکانیکی نظیر چکش کاری نورد، پتک .کاری، فشار کاری و سیم سازی و مفتول کشی مورد استفاده قرار می گیرند

اصطالح شمش"Ingot" به کلیه قطعات ریختگی نا تمام که برای کار بعدی نظیربا توجه به اینکه . ریخته گری و یا عملیات مکانیکی آماده می شوند اطالق می گردد

شمش های مکانیکی دامنه کاربردی وسیعی دارند و هم برای آلیاژهای آهنی و هم برای آلیاژهای غیر آهنی کاربرد دارند، بحث پیرامون مسائل متالورژیکی و

.تکنولوژیکی تولید آنها بیشتر و گسترده تر از تولید شمش های ریخته گری می باشد

مقاطع شمش های مکانیکیشمش های فوالدی معموال در . شمش های مکانیکی عموما شکل هندسی ساده ای دارند

مقاطع مربع ریخته می شوند و این در حالیست که شمش های فلزات غیر آهنی در .تهیه می گردند... ای و کنگره ، مقاطع مربع، مستطیل، دایره، هشت بر

نام گذاری شمشهای کارپذیز

(Bloom)شمشه 1.

(Billet)شمشال 2.

(Slab)تختال 3.

(Bar)میله 4.

(Strip)نوار یا تسمه 5.

(Block)بلوک 6.

مقاطع شمش های کارپذیر فوالدی

(Bloom)شمشه یا بلوم به قطعات ریختگی یا کارشده ای اطالق می گردد که عرض و ضخامت آنها تقریبا مساوی

Bloomشمشه یا . میلیمتر بیشتر باشد 150x150است و عمال سطح مقطع آنها اصطالحی است که معموال در مورد فوالد بکار می رود و در صنایع فلزات غیر آهنی، عموما

.استفاده می شود شمشالاز واژه

(Billet)بیلت یا شمشال و ...( مربع، دایره، هشت پر و)قطعه ریخته گری است که مقطع آن به ابعاد مساوی

حداقل مقطع شمشال ها حدود . سانتیمتر مربع کمتر است 225سطح مقطع آن از 50x50 در مورد آلیاژهای غیر آهنی، شمشال ها از طریق . میلیمتر منظور می گردد

ریخته گری حاصل می شوند، در حالیکه در فوالدها عموما شمشال ها از کار مکانیکی هرچند امروزه با توسعه ریخته گری مداوم فوالدها، . بر روی شمشه تولید می شوند

.شمشال ریزی در فوالدها نیز گسترش قابل توجهی یافته است

(Slab)تختال یا اسلب شمش های حاصل از نورد گرم و یا عملیات ریخته گری را که مقاطع آنها عموما

سانتیمتر مربع بیشتر 100مقطع تختال ها از حدود . مستطیل بوده تختال می نامندبرابر می 12تا 10است و عرض آنها نسبت به ضخامت تختال تقریبا زیاد و گاه به

.برابر ضخامت آنها در نظر گرفته می شود 2بطور کلی عرض تختال ها حداقل . رسد

انواع مقاطع شمش ها

انواع روشهای شمش ریزی

فصل دوم

انواع روشهای شمش ریزی

عالوه بر دسته بندی فوق، روش های نیمه مداوم(Semi-Continuous) ،ریخته گری نواری ،تسمه ریزی و شمش ریزی بدون قالب نیز وجود دارد که در بخش های بعدی به توضیح کامل آنها

.کردخواهیم پرداخت و در این فصل به طور مختصر روش های مداوم و تکباری را معرفی خواهیم

(پیوسته، مکرر)شمش ریزی مداوم

ریخته گری مداومشمش ریزی مداوم تحت عنوان(Continuous Casting )را هم برای آلیاژهای آهنی ریخته گری شناخته می شود و بخش اعظم تولید به روش

و هم برای ...( فوالد های ساختمانی، فوالدهای آلیاژی، فوالدهای زنگ نزن، چدن ها و)به خود ...( آلومینیم و آلیاژهایش، مس و آلیاژهایش، منیزیم و )آلیاژهای غیر آهنی .اختصاص داده است

هر چند روش های مداوم ریزی از نظر تنوع ماشین، نوع آلیاژ و همچنین شکل و

اندازه محصول بصورت های شمشال، تختال، میله، میل گرد، صفحه، نوار، تسمه و انواع مفتول و روشهای خنک کنندگی زمینه های کامال متفاوتی دارند؛ ولی انواع

روش های موجود بر اصولی متکی هستند که مجموعا تحت عنوان ریخته گری مداوم .و یا در حاالت اختصاصی شمش ریزی مداوم قرار می گیرند

اجزای واحد شمش ریزی مداوم

(aنظیر کوره، نگاه دارنده، پاتیل، پیاله بار ریز، ناودانک و :واحد ذوب و بار ریزی .سیستم بار ریزی

(bکه با توجه به شکل محصول بصورت قالب های حقیقی، قالب های متحرک :قالب .نواری و حتی روش های بدون قالب تقسیم بندی می شوند

(cشامل انتقال حرارت از قالب، سیستم های آبگردهای درونی :مکانیزم سرد کردن .و بیرونی، خنک کننده های ثانویه و سایر محیط های سرد کردن

(dبر اساس حرکت شمش از قالب و یا حرکت باهم قالب و شمش : مکانیزم حرکت... بر پایه استفاده از سیستم های مکانیکی، هیدرولیکی، غلتک، موتور، نوار زنجیر و

. (eبا استفاده از روش های نیمه مداوم، :مکانیزم جداکردن و جمع کردن محصول

.برش نواری، برش شعله ای، قرقره پیچی و سایر روش ها

(:تکباری)شمش ریزی غیر مدام

این روش عالوه بر تولید انواع شمش های فوالدی، تنها روش تولید شمش های فلزات

تنها با ... انواع شمش های طال، نقره، منیزیم، آلومینیوم، مس و . غیر آهنی می باشدهرچند میزان مصرف و کاربرد شمش های غیر آهنی از . این روش تولید می شوند

کمیت پایین تری برخوردار است ولی تنوع متالورژیکی تکنولوژیکی آنها متعدد و از . نظر بررسی های کیفی نیازمند تعمق و مطالعاتی مشابه و همسان با فوالد ها می باشد

. این موضوع اهمیت شمش ریزی غیر مداوم را دوچندان می کند

عموما این نوع شمش ریزی در کارگاه ها و کارخانجات ریخته گری و با استفاده ازذوب قراضه ها انجام می پذیرد که از لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه بوده و از

. لحاظ صنعتی نیز بسیار مورد توجه می باشد

فصل سوم

پیوسته فوالدها( ریخته گری)شمش ریزی

معرفی اجزای مهم ماشین ریخته گری مداوم فوالدها کوره های ذوب و پاتیل حمل مذاب نشیمنگاه چرخان پاتیل (پیاله بار ریزی)تاندیش (دامی بار)قالب ها و شمش بدلی غلطک های راهنما نوسان دهنده و همزن مغناطیسی قالب سرد کننده ثانویه مکانیزم کشاننده قالب ماشین برش شمش بستر خنک کننده

انواع کوره های مورد استفاده برای ریخته گری مداوم فوالدها

o کوره بلند(Blast Furnace)

انواع کوره های مورد استفاده برای ریخته گری مداوم فوالدها

oکوره قوس الکتریکی

(Electric Arc Furnace/ EAF)

شماتیک ریخته گری مداوم فوالدها

(Ladle)پاتیل حمل فوالد عموما پاتیل نقش انتقال مذاب از کوره به ایستگاه ریخته گری مداوم را بر عهده دارد .

لذا در طول مسیر انتقال مذاب ممکن است عملیات متالورژیکی ثانویه مانند اصالح ، حذف ناخالصی ها و عناصر مضر و گاز های نیز (اکسیژن زدایی)آنالیز شیمیایی

.تحقق یابد

الیه های نسوز پاتیل

میلیمتر 8تا 3یک الیه ورق نسوز ضخامت. یک الیه آجر نسوز که بعنوان الیه ایمنی شناخته می شود. یک الیه آجر و یا جرم نسوز که که به الیه کاری معروف است و پس از هر بار ذوب

.ریزی این الیه تعویض می گردد

بوده که ... آجر های الیه کاری از جنس شاموت، آلومینایی، منیزیتی، دولومیتی و

همچنین در انتخاب آجر الیه نسوز به . بسته به نوع آلیاژ ریختگی انتخاب می گردندمواردی همچون خوردگی توسط سرباره و فرسایش و خورندگی مکانیکی نسوز نیز

. ضخامت الیه نسوز بسته به ظرفیت و حجم پاتیل متغیر می باشد. توجه می گردد

پاتیل حمل مذاب فوالد

پاتیل حمل مذاب فوالد

پاتیلنشیمنگاه چرخان (Ladle Rotation Turret)

و ( پیاله بار ریزی)نشیمنگاه پاتیل به منظور استقرار دقیق پاتیل بر روی تاندیشرزرو قرار دادن پاتیل بعدی بدون دخالت جرثقیل کاربرد دارد تا امکان ریخته گری

نشیمنگاه چرخان پاتیل دارای . پیوسته دو یا چند پاتیل بدون وقفه امکان پذیر گرددیک ستون اصلی در امتداد محور ماشین ریخته گری و دو بازوی نگه دارنده پاتیل با

. امکان چرخش حول محور اصلی و حرکت باال و پایین پاتیل می باشد

نشیمنگاه چرخان پاتیل (Ladle Rotation Turret)

وظایف تاندیش

توزیع و هدایت مذاب به درون قالب های مسی از طریق نازل تاندیش. (.نرخ بار ریزی)کنترل دمای بار ریزی و تنظیم آهنگ بار ریزی

جلوگیری از ورود سرباره و آخال به درون قالب ها. را نیز در ( آرام سازی فوالد)همچنین در صورت نیاز می توان عملیات اکسیژن زدایی

. تاندیش انجام داد

(سیستم بار ریزی)تاندیش

(Mold)قالب مجموعه قالب، شامل قالب مسی، سیستم جلیقه آب، بدنه قالب و کاور قالب می باشد .

قالب مسی عموما در ریخته گری بیلت بصورت لوله می باشد که جلیقه آبگرد آن را با توجه به اهمیت خنک کنندگی قالب الزم است فاصله و یکنواختی . احاطه کرده است

ولی در ریخته گری تختال، قالب مسی . جلیقه آب با قالب مسی دقیقا رعایت شود .معموال به صورت صفحات مسی آبگرد تولید می گردند

(Near Shape Molds)قالب ها به منظور کاهش هزینه های نورد و کار مکانیکی بر روی شمش ها، مقاطع قالب ها را

این امر . طراحی نمود( Near Shape)می توان به شکل نزدیک به شکل نهایی .اغلب در تولید شمش نیمه آماده تیر آهن مرسوم است

مشخصات فنی قالبها 0.2تعامد سطوح داخلی%

0.2موازی بودن سطوح داخلی%

0.52پیچیدگی قالب%

0.015دیوارهضخامت%

0.12تعقر یا تحدب سطوح%

0.07قالبهم محوری سطح داخلی خارجی%

1/0تعامد و موازی بودن سطوح باالیی و پایینی با محور تقارن و سطح قافد شعاع خارج قالب .میلیمتر

(Dummy Bar)شمش بدلی در ابتدای شروع ریخته گری با توجه به اینکه قالب مسی دارای دیواره پایینی نمی

باشد الزم است کف قالب مسدود شود تا پس از انجماد اولیه شمش، ریخته گری ادامه قطعه فوالدی است که در ابتدای ریخته ( دامی بار)شمش بدلی یا شمش قالبی . یابد

همچنین در سطح باالیی، دامی بار برای اتصال به . گری کف قالب را می پوشاندبصورت ( شمش بدلی)در برخی از انواع سطح فوقانی دامی بار . شمش تعبیه می گردد

دم چلچله ای می باشد و در برخی دیگر جای مناسبی برای استقرار قالب در نظر گرفته می شود که این قالب در وسط شمش قرار می گیرد و اتصال شمش به دامی بار

. را انجام می دهد

(Dummy Bar)شمش بدلی پس از اتصال شمش با دامی بار و شروع انجماد آن، دامی بار در مسیر خط ماشین ریخته گری حرکت

پس از عبور شمش از . کرده و بدین ترتیب شمش ریخته گری شده را در مسیر مناسب قرار می دهدغلطک های کشاننده دامی بار، به روش اعمال نیروی مکانیکی از شمش جدا و در محل مناسب متوقف

عموما دامی بار به صورت . می شود و شمش مسیر خود را به سمت بستر خنک کننده ادامه می دهد .یکپارچه یا زنجیری ساخته می شود

(Roller Guide System)غلطک های راهنما در ماشین های پیشرفته ریخته گری مداوم از مجموعه غلطک های راهنما استفاده می

Foot)گردد که کار هدایت شمش در مسیر اصلی تا غلطک های چهار تایی

Roller ) که در زیر قالب نصب می گردند مجموعه غلطک هادی در مسیر شمشدر . گفته می شود Fix Sectorو Mobil Sectorکه به آنها قرار دارند

برخی از انواع دیگر ماشینهای ریخته گری مداوم نیز یک یا چند غلطک هرز گرد که Planبا آب خنک می شوند در سطح باالیی شمش استقرار می یابند که به آنها

Roller گفته می شود.

غلطک های راهنما

(Oscillation Device)نوسان دهنده قالب

به منظور عدم چسبندگی قالب و بهبود کیفیت سطحی شمش، قالب دارای نوسانمی ( نرخ بار ریزی)تعداد نوسانات و دامنه آنها تابعی از سرعت ریخته گری . است

نوسان . باشد که برای هر ماشین ریخته گری مداوم توسط طراح محاسبه می شودماشین ریخته گری مداوم معموال سینوسی است اما اخیرا برخی از سازندگان به منظور

.کاهش اثر نوسان بر محصول از نوسان با حرکت خطی یا پله ای بهره می برند

همزن مغناطیسی قالب (Electro Magnetic Stirring-EMS) این دستگاه با القای جریان مغناطیسی موجب همزدن مذاب درون قالب می گردد و

باعث یکنواختی اندازه دانه ها و ترکیب شیمیایی در عرض مقطع شمش می گردد و این دستگاه برای شمش هایی با مقاطع . لذا از پدیده جدایش جلوگیری می نماید

بزرگ و همچنین در ریخته گری فوالدهای آلیاژی و زنگ نزن و فوالدهای پر کربن گاهی عالوه بر قالب، از همزن . که تمایل بیشتری برای جدایش دارند استفاده می شود

.های دیگر در زیر قالب و یا در ناحیه سرد کننده ثانویه استفاده می گرددمزایا: بهبود کیفیت سطحی

یکنواختی بیشتر الیه سطحی شمش

یکنواختی محوری از نظر ترکیب شیمیایی و جدایش

حذف حفرات مرکزی شمش

همزن مغناطیسی قالب و اثر آن

(Secondary Cooling)سرد کننده ثانویه پس از خروج شمش از قالب مسی به منظور تسریع در سرعت انجماد از اسپری مستقیم آب بر روی

دبی آب، زاویه پاشش آب و فشار آب از مهم ترین پارامتر های طراحی . سطوح شمش استفاده می شوداین ناحیه معموال از دو منطقه تشکیل شده است که . در این ناحیه از ماشین ریخته گری مداوم می باشند

. دبی و فشار هر کدام به صورت مستقلی طراحی و کنترل می شوند

مکانیزم کشاننده و صاف کننده شمش (Straightening Machine) شمش پس از محفظه خنک کننده و پایان انجماد وارد غلطک های کشاننده و سپس صاف کننده می

غلطک های کشاننده کار کشیدن شمش از درون قالب و هدایت آن را در مسیر انجام می دهد و . شودغلطک صاف کننده در انتهای شعاع عمود قوس کار صاف کردن شمش را از حالت خمیده بر عهده

.دارد

مکانیزم کشاننده شمش

(Cutting Machine)ماشین برش شمش با توجه به پیوسته بودن ریخته گری شمش های تولیدی دارای طول متناسب با حجم

مذاب پاتیل می باشند لذا پس از ماشین صاف کننده مکانیزم برش شمش به طول در این ماشین حسگر های مکانیکی یا نوری طول مورد نظر را . دلخواه تعبیه شده است

اندازه گیری کرده و سپس مشعل برشکاری توسط یک کالهک به شمش متصل می در این حالت مشعل پس از گرم . گردد تا سرعت خطی شمش و مشعل یکسان گردد

.کردن شمش شروع به برش عرضی آن می کند

برش شمشها

(Cooling Bed)بستر خنک کننده در انتهای مسیر شمش برای خنک شدن شمش ها تا دمای محیط از بستر خنک کننده استفاده

حرکت عرضی شمش ها توسط حرکت گامی بستر، بازو های متحرک هدایت . می گردد .کننده، چرخ های زنجیری و حتی جک های هیدرولیک تامین می گردد

ریخته گری مداوم

فوالد فیلم ریخته گری پیوسته

فصل چهارم

شمش ریزی تکباری فوالدها

شمش ریزی تکباری فوالدها

این روش عالوه بر تولید انواع شمش های فوالدی، تنها روشانواع شمش . تولید برخی شمش های فلزات غیر آهنی می باشد

های طال، نقره، و سایر فلزات گرانبها تنها با این روش تولید می هرچند میزان مصرف و کاربرد شمش های غیر آهنی از . شوند

کمیت پایین تری برخوردار است ولی تنوع متالورژیکی تکنولوژیکی آنها متعدد و از نظر بررسی های کیفی نیازمند تعمق

این موضوع . و مطالعاتی مشابه و همسان با فوالد ها می باشد . اهمیت شمش ریزی غیر مداوم را دوچندان می کند

کوره ذوب معموال برای شمش ریزی تکباری فوالد ها از کوره های الکتریکی القایی(Electric

Induction Furnace/EIF )استفاده می گردد.

انواع قالبهای شمش ریزی تکباری

قالب های عمودی:

انواع قالبهای شمش ریزی تکباری

قالبهای افقی

قراضه های آهنی و تولید شمش به روش تکباری

قراضه آهنی در صنایع پایه، نظیر فوالد دارای جایگاه خاصی بوده و از اهمیت خاصیلذا توجه مخصوص به این امر حیاتی، ضروریست چراکه این صنایع . برخوردار است

روز به روز در حال توسعه می باشند و صرفا مواد اولیه نظیر سنگ آهن جوابگوی نیاز بنابراین ورود ضایعات صنعت آهن به چرخه تولید، میتواند هم از . آنها نخواهد بود

. مصرف بی رویه منابع طبیعی جلوگیری کند و هم از آلودگی محیط زیست بکاهدآمار و ارقامی که در این رابطه بطور ساالنه در جهان منتشر می گردد اهمیت و نقش

.قراضه های آهنی در صنایع متالورژی را آشکار می سازد

فصل پنجم

ریخته گری پیوسته آلیاژهای غیر آهنی

شمش ریزی پیوسته آلیاژهای غیر آهنی

بطور عمده در شمش ریزی پیوسته آلیاژهای غیر آهنی در ابتدا ریخته گری مداوم آلومینیم و مس حایز .در رده های بعدی هستند... وبرنز ها و آلیاژهای منیزیم , هااهمیت بوده و برنج

پس ابتدا در مورد ریخته گری مداوم آلومینیم توضیحاتی داده و در آخر در مورد مس و دیگر آلیاژها .مثال هایی می آوریم

شمش ریزی پیوسته آلومینیم

آلومینیم در تولید محصوالت کار شده مانند صفحه نورد شده % 85بطور متوسط حدودضخامت )، زرورق (6mm-0/15ضخامت )، ورق (6mmضخامت بیش از )

. ، قطعات اکسترود شده، لوله، میله و سیم به کار می رود(0/15mmکمتر از ریزی مداوم و عمودی برای تولید ماده اولیه اکستروژن مناسب بوده و از نظر شمش

عالوه بر آن با توجه به بهبود خواص متالورژیکی محصول، . اقتصادی نیز مطلوب استدر . شمش ریزی مداوم برای قطعات اکستروژن، بهتر از روش های تکباری است

بر روی شمش ها به افزایش کیفیت ( Scalping)اغلب موارد پوسته تراشی .سطحی و بهبود خواص محصول کمک می کند

ذوب آلومینیم برای ریخته گری مداوم

از طریق ذوب آلومینیم اولیه، قراضه و افزودنیهای آلیاژی که معموال بصورت آمیژان، مانند کوره تشعشعی های تغلیظ شده هستند، در یک کوره مناسب

(Reverberatory ) مورد نیاز برای عملیات مکانیکی بعدی تولید های شمش .می شوند

شماتیک ریخته گری مداوم آلومینیم

(شمشالتختال و )مکانیکی شمش های دارای سطح شمشالدارای سطح مقطعی مستطیل شکل می باشد در حالی که تختال

این شمش ها دارای ترکیب شیمیایی و کیفیت مناسب . مقطعی مربع شکل می باشدطوریکه شمش ها را می توان دوباره حرارت داد با نورد . برای نورد مکانیکی هستند

مکانیکی به اشکال مختلفی از قبیل صفحه، ورق، ورقه، سیم، میله و یا حتی شکل های .ساختمانی در آورد

دارای سطح مقطع دایره ای می باشد( شمشال/بیلت) شمش اکستروژن آلومینیم .ترکیب شیمیایی و کیفیت آن مناسب بوده به طوریکه می توان آن را دوباره حرارت

گاهی شمش میله ای . داده و پس از اکسترود به شکل میله یا شکل های دیگر در آوردخاصی با سطح مقطع مربع شکل ریخته می شود تا ابتدا نورد شده و بصورت میله در

.سپس با کشیدن این میله می توان سیم آلومینیمی تولید نمود. آید

انواع شمش های کارپذیر آلومینیم

DCشمش ریزی به روش ریخته گری این فرآیند که یکی از روش های ریخته گری مداوم می باشد، انحصارا به دلیل وجود

قالب بسیار کوتاه و سرد کردن مستقیم در مورد آلومینیم به روش تبرید مستقیم (Direct Chill/DC ) و به دو روش افقی و عمودی انجام می نیز معروف است

.شود

DCمراحل مختلف ریخته گری

DCمراحل مختلف ریخته گری

DCفرآیند ریخته گری

این قالب معموال سطح . آلومینیم مذاب در قالب آبگرد با عمق کم ریخته می شوددامی )به هنگام شروع انجماد مذاب در قالب، قسمیت زیرین قالب . مقطعی گرد دارد

و بر روی . با سرعت کنترل شده ای شروع به پایین رفتن می کند( یا شمش بدلی .سطح تازه منجمد شده بیلت در حال خروج از قالب آب پاشیده می شود

اخیرا استفاده از ماشین های ریخته گریDC بزرگ تر با سیستم های کنترل کنندهبا استفاده از حسگر ها و نرم افزار های کامپیوتری، . نرم افزاری افزایش یافته است

قالب . سیستم های خودکار می توانند پارامتر های متعدد ریخته گری را کنترل نمایندآبگرد که در گرم ترین قسمت ماشین ریخته گری استفاده می شود، مجموعه پیچیده

.ای است که به سادگی نمی توان آن را تغییر داد

DCمراحل تولید بیلت به روش

DCبیلت ریزی پیوسته آلومینیم به روش

DCعوامل مهم در ریخته گری

شمش ریزی مداوم آلومینیم

شمش ریزی مداوم آلومینیم

بیلت و اسلب آلومینیمی

بیلت های آلومینیمی تولید شده به روش تبرید مستقیم Direct Chill

خط تولید کارخانه آلومینیم المهدی

خط تولید کارخانه آلومینیم المهدی

و 6061بیلت های آلیاژهای کارپذیر آلومینیمی تولید شده در ایران 5050

پروفیل های آلومینومی تولید شده توسط اکستروژن بیلت

Hunterروش ریخته گری مداوم

در حال حاضر از این روش در ایران و در . حدود نیم قرن از ابداع این روش می گذرد( کرمان)و نیز صنایع آلومینیم هزار ( ساوه)کارخانجات ذوب و نورد آلومینیم پارس

.مورد استفاده قرار می گیرد در روشHunter مذاب از بین دو غلطک که از داخل توسط آب سرد خنک می ،

.گردند، عبور نموده و پس از انجماد نورد گرم شده و به شکل حلقه پیچیده می شود

Hunterروش ریخته گری مداوم

ریخته گری پیوسته ورق های آلومینیم

فیلم ریخته گری پیوسته آلومینیم

مداوم مس و آلیاژهایش( شمش ریزی)ریخته گری

مس در پوسته زمین عمدتا بصورت کانه های سولفیدی مانند : تولید مس. وجود دارد( Cu2S)و کالکوزیت( Cu5FeS4)، بورنیت(CuFeS2)کالکوپریت

مس موجود در کانه های اکسیدی یا سولفیدی تشویه شده را به روش های سولفاتهای مس در آب و اکسید های آن در اسید . هیدرومتالورژی استخراج می نمایند

سولفوریک حل می شوند و سپس مس موجود در محلول به روش حالل (Leaching )و الکترولیتی استحصال می شود.

دیاگرام استخراج مس و احیای کانه های اکسیدی

روش )دیاگرام استخراج مس و احیای کانه های سولفیدی (رایج تر

مراحل مختلف فرآیند تولید مس با خلوص زیاد از سولفیدهای مس تغلیظ شده

مراحل تولید محصوالت مسی کارخانه مس سرچشمه

ریخته گری مداوم و نیمه مداوم مس

محصوالت نیمه تمام عمدتا شامل مفتول، ورق، پروفیل، میلگرد و تسمه از مس یا

روشهای عمده شکل دهی فلزات از قبیل ریخته گری و . آلیاژهای آن می باشد .فرآیندهای شکل دادن مکانیکی در تهیه محصوالت نیمه ساخته مسی به کار می روند

در این سال . آغاز شده است 1950تکنولوژی ریخته گری مداوم مفتول از سال

اولین سیستم ریخته گری مداوم برای تولید مفتول Lario Properziشرکت میلیون 2هم اکنون بیش از و . آلومینیم و روی از فلز اولیه و یا قراضه را ابداع نمود

.با روش ریخته گری مداوم تولید می شود( درصد از کل تولید مفتول 50)تن

ریخته گری پیوسته مس با ماشین هزلت

بیلت های مسی تولید شده بر اساس استاندارد ASTM-B5 در کارخانه مس سرچشمه ایران.

اسلب های مسی تولید شده بر اساس استاندارد ASTM-B5 در کارخانه مس سرچشمه ایران.

مس( بیلت ریزی)فیلم ریخته گری پیوسته

برنج( بیلت ریزی ریزی)فیلم ریخته گری پیوسته

فصل ششم

شمش ریزی تکباری آلیاژهای غیر آهنی

جنس قالب ها

چدن خاکستری و مس بیشترین کاربرد را در ساخت قالب های شمش برای فلزاتغیر آهنی داشته در حالیکه امروزه برای تهیه شمش های فلزاتی همچون مس، نقره و

.طال از قالب های گرافیتی استفاده می گردد نکته حائز اهمیت در انتخاب مواد مناسب برای قالب، هدایت حرارتی و گرمای ویژه

آنهاست تا در اثر تسریع آهنگ سرد شدن شمش درون قالب و توزیع حرارتی مناسب . در قالب، ساختار مطلوب تری حاصل گردد

انواع قالب های شمش ریزی تکباری

قالب های شمش ریزی اعم از یک تکه یا چند تکه، معموال از طریق تراشکاری بردر بعضی موارد مانند قالب های میله ریزی و یا . روی تکه های چدنی حاصل می شوند

قالب برای تختال های کوچک می توان قالب را مستقیما از طریق ریخته گری تهیه .نمود

سطوح داخلی قالب ها، اکثرا ماشین کاری می شوند و هدف از طراحی قالب آن استکه شرایط ماشین کاری بر روی سطوح قالب را همزمان با امکانات تعمیر کاری و

سیکل کاربردی قالب از نظر جفت کردن، بار ریزی، خارج کردن قطعه، پوشش دهی .و تمیز کاری آن تسهیل نماید( اندود)

قالبهای افقی روبازجنس این قالبها معموال از چدن خاکستری، مس و گرافیت می باشد.

روباز در شمش ریزی نیمه مداومقالبهای افقی

شمش ریزی تکباری برنج در قالب های افقی

قالبهای افقی از جنس گرافیت برای شمش ریزی طال، نقره و تیتانیوم

قالب های عمودی ساده

قالب های اولیه که برای ریختن انواع تختال ها و صفحات بکار می روند، ممکن است

قالب های یکپارچه عموما از جنس چدن انتخاب . یک تکه، دوتکه و یا چند تکه باشندمی شوند و ضخامت تختال باید به اندازه ای باشد که امکان ماشین کاری سطح قالب

.شودفراهم

قالب عمودی چند تکه

قالب های کتابی

قالب های کتابی نیز نوعی از قالب های عمودی محسوب می شوند که در آنها دو نیمهقالب بوسیله لوله های فوالدی و حلقه های متعدد بهم محکم شده اند و پس از انجماد

شمش و بیرون آوردن حلقه ها دو نیمه قالب بر روی لوال چرخیده و از هم باز می . شوند

قالب های میله ریزی

میلیمتر مربع سطح 60تا 50میله های تولید شده در سیستم های تکباری معموالمیله ریزی به روش قالب های افقی رو . متر می رسد 2مقطع داشته و طول آنها گاه تا

.باز و یا سیستم قالب های عمودی انجام می گیرد

ریزی مخصوص طالمیله قالب

(چرخشی)قالب های گردان

(اندود کردن قالب)پوشان قالب پوشش های قابل تبخیر مانند روغن های گیاهی و یا رزین های معدنی و روغن های

. حیوانی برای آلیاژهایی که به سرعت اکسید نمی شوند بسیار مناسب است برای فلزاتی که اکسایش سریع دارند از پوشش های کربنی نظیر زغال و گرافیت و یا

. مواد آهکی استفاده می شود قالب های گرافیتی احتیاجی به اندود و پوشان نداشته و این یکی از بزرگترین مزیت

.های این نوع قالب ها به همراه وزن سبکتر آنان می باشد به منظور کاهش ورقه شدن پوشان ها، گاهی آنها را با مقداری پودر آلومینیم مخلوط

می کنند

انواع مواد بکار رفته در تولید پوشان ها

مواد کربنی مانند گرافیت و پودر ذغال -الف. گچ پاریس و گچ مجسمه سازی -ب. خاکستر استخوان و مواد آهکی -پ. مواد نسوز سیلیسی، آلومینایی، زیرکنی و -ت .... پوشان های نانومتریال -ث

نانوقالب های افقی روباز با پوشش

قالب شمش ریزی چدنی

قالب های چدنی برای شوشه ریزی آلومینیم

شمش های آلومینیومی

شمش ریزی تکباری برنج

شمش های برنزی

منابع و مراجع

.1392محمدرضا گواهی، پایان نامه دوره کارشناسی، دانشگاه آزاد اسالمی واحد کرج، 1.

.انتشارات آزاده، انجمن علمی ریخته گران ایران – 1384 -شمش ریزی -جالل حجازی2.

.انتشارات عطاپور -1391 -تکنولوژی ریخته گری مداوم فوالدها -رضا سنگری3.

.انتشارات آزاده، انجمن علمی ریخته گران ایران -1385 -آلومینیم -اردشیر طهماسبی 4.

-ترجمه محمدتقی صالحی، حامد توکلی، پوریا موحد -تکنولوژی اکستروژن آلومینیم -ساها.پرادیپ کی 5. .دانشگاه علم و صنعت ایران -1389

ترجمه علی اکبر اکرامی، مرتضی -ساختار،خواص و کاربردهای آلیاژهای مهندسی-ویلیام اسمیت6. .دانشگاه صنعتی شریف -1390-سیدریحانی

(.ع)دانشگاه امام حسین -1375-بررسی وضعیت فلز مس-علیرضا میر محمد صادقی، حسن شریف 7.

.سایتهای اینترنتی شرکت های تولید کننده فوالد، آلومینیم و مس ایران و جهان8.

تهیه کننده و پدید آورنده

محمدرضا گواهی

با سپاس بسیار از مهندس رامین تهوریجناب آقای

با تشکر از توجه شما و آرزوی بهترین ها