Bộ phận nấu luyện

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP



GVHD: Đàm Văn Hoàng



Đưa dòng điện có tần số thấp lên tần số trung và được chạy qua cuộn dây xoắn tròn

tạo ra dòng điện Fu-cô hướng vào tâm của cuộn dây, phía trong cuộn dây là vách lò có

chứa kim loại cần nấu luyện. Lúc này, nhiệt độ liên tục được tăng cao cho đến thời điểm

kim loại bị chảy lỏng hoàn toàn. Trong quá trình kim loại nóng chảy, ta có thể bỏ thêm

vào các thành phần hóa học đã được tính toán và định lượng sẵn để được kim loại khi đúc

có cấu trúc và thành phần hóa học theo yêu cầu.

Các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật khác: Hạ được giá thành đầu tư thiết bị và giá thành

sản phẩm.

Ưu điểm: Nấu luyện được kim loại có các thành phần hóa học theo yêu cầu. Nấu

chảy được các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao (1.800 độ C); không gây ô nhiễm môi

trường; diện tích để làm việc không lớn, nhân lực ít, năng suất cao, thao tác đơn giản, rất

thích hợp cho ngành cơ khí chế tạo, cho các đơn vị sửa chữa, gia công về cơ khí; giá

thành đầu tư thấp, sản phẩm làm ra có giá thành hạ, khả năng thu hồi vốn nhanh.

Nấu chảy và tinh luyện được kim loại theo yêu cầu ngay cả với những kim loại đòi

hỏi chịu được nhiệt độ cao.



Hình 5. Lò cảm ứng trung tần

5.1.2.



Tháp giải nhiệt



Một bộ phận không thể thiếu đối với lò nấu là bộ phận giải nhiệt; gồm những ống

đồng bên trong chứa nước được dẫn đi xung quanh lò và các tụ điều khiển, để giải nhiệt

cho lò và các tụ điện. Hệ thống gồm 2 hồ nước, 1 hồ lạnh dùng để đưa nước vào hệ thống

18



BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP



GVHD: Đàm Văn Hoàng



giải nhiệt, 1 hồ nóng dùng để chứa nước từ hệ thống giải nhiệt đi ra. Hai hồ thông với

nhau thông qua thiết bị giải nhiệt cho nước.

5.1.3.



Máy phân tích quang phổ phát xạ SpectroMax



Phương pháp quang phổ phát xạ dựa vào việc đo bước sóng, cường độ các đặc

trưng của các bức xạ điện từ do các nguyên tử hay ion ở trạng thái hơi phát ra. Do đó xác

định được thành phần của kim loại ở thời điểm đang xét.

Việc này rất có ích cho việc định hướng quá trình nấu đúng mác gang yêu cầu.



Hình 6. Máy phân tích quang phổ phát xạ

Trong quá trình nấu đúng mác gang yêu cầu như FC200, FC150, FC450, việc phân

tích thành phần của mẫu kim loại là rất cần thiết, có thể xác định được hàm lượng

Cacbon, Silic, Cu, Mn, S, P đúng hàm lượng theo tiêu chuẩn.

Thao tác: Rót kim loại lỏng cần phân tích vào khuôn có dạng hình trụ tròn, sau đó

mài nhẵn rồi đặt lên máy phân tích. Quan sát màn hình máy tính để theo dõi hàm lượng

các nguyên tố có mặt trong mẫu. Từ đó tính toán phối liệu sao cho hợp lý để ra mác gang

yêu cầu.

Ngoài ra, nhà máy còn trang bị máy phân tích CE (xuất xứ Nhật Bản) để phân tích

nhanh hàm lượng C, Silic có trong mẫu.



19



BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP



GVHD: Đàm Văn Hoàng



Hình 7. Máy phân tích CE



5.2.



Quy trình nấu luyện một mẻ kim loại



5.2.1.



Chuẩn bị liệu



Thép phế liệu mua vào phải kiểm tra thành phần với tiêu chuẩn như sau:

Mn<0,5%; P< 0,08%; S<0,08%; Cr<0,05%. Không có xi mạ Cr, Ni.

Liệu khi được nhập về cần phải được thẩm tra chất lượng, sau đó mới tính toán nấu

luyện, tránh trường hợp liệu quá kém chất lượng.

Bề mặt gang liệu phải sạch sẽ, khô thoáng, không dầu nhớt, đất, cát. Đảm bảo đúng

gang lốc máy, không có gang tạp. Kiểm tra thành phần trước khi nhập.

Đối với các lốc máy kích thước lớn, phải được nghiền nhỏ lại bằng máy.

Các loại gang, sắt gang vụn sau khi kiểm tra phân loại, được tập kết thành khu vực

riêng. Chỉ được nạp vào thùng liệu đã được kiểm tra phân loại và sơ chế.



20



BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP



GVHD: Đàm Văn Hoàng



Hình 8. Liệu đã phân loại tại nguồn



Bảng tính toán phối liệu của một số mác tiêu biểu với lò cảm ứng 1 tấn

STT



Nguyên liệu



1

2

3

4

5

6

7

8



Gang hồi liệu

Thép phế liệu

Gang phế liệu

Gang thỏi

FeSi

FeMn (C cao)

Chất tăng C

FeCr (C cao)



FC250

300

552

100

0

18,2

6,8

23,4

0



Khối lượng cho từng mác (Kg)

GX 24-48 FCD450 (gang cầu) FC200

300

350

400

550

608

464

100

0

100

0

0

0

16,1

12

14,7

9,7

0

1

20,6

30

20,7

3,7

0

0



FC150

400

399,9

100

50

19,8

0,8

19,7

0



21



BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP



GVHD: Đàm Văn Hoàng



Nạp liệu:





Yêu cầu:

Thời gian chất liệu và nấu chảy mẻ liệu thường chiếm 50 – 70% tổng thời gian nấu



luyện của mẻ gang, do vậy cần phải có giải pháp để giảm thời gian chất liệu và phối liệu

xuống để tăng số mẻ nấu lên.

Chất liệu như thế nào để nấu chảy liệu nhanh nhất.

Nguyên tắc chung là liệu phải được xếp sít chặt nhất, chất được nhiều liệu nhất.

Cố gắng nạp liệu từ 1-2 lần, sử dụng phương pháp nạp liệu từ trên xuống.





Phương pháp chất liệu vào lò:

Chất liệu từ trên xuống: Đây là một phương pháp chất liệu tốt, bảo đảm năng suất



cao, thiết bị chất liệu đơn giản. Thao tác chất liệu từ trên xuống: nam châm điện chất liệu

vào lò.







Thứ tự nạp liệu:

Hồi liệu thép phế liệu Chất tăng Cacbon Gang thỏi, gang phế liệu, hồi liệu Nấu



chảy 90%, sau khi kim loại chảy hoàn toàn tiến hành lấy xỉ, nạp FeSi vào lò, sau khi FeSi

cháy hoàn toàn, tiến hành lấy xỉ.

5.2.2.



Vận hành lò



Trước khi vận hành lò, điều quan trọng nhất là phải kiểm tra lò, kiểm tra các vết

nứt trên lò. Xác định số lượng mẻ nấu đã nấu, (khoảng 200 lần nấu lên vá lại lò một lần).

Kiểm tra hệ thống điện năng.

Kiểm tra thành lò, nếu thành quá mỏng, không được nấu ngay mà phải tiến hành

đầm lò.

Kiểm tra xỉ còn sót lại trong lò.

Đây là giai đoạn lâu nhất và quyết định năng suất lò. Nhiệm vụ của giai đoạn này

là nấu chảy liệu. Trong quá trình nấu chảy liệu, cần chú ý lớp liệu phía trên có khuynh

hướng dính với nhau thành cầu treo liệu, nếu không phá các cầu này kịp thời thì kim loại

lỏng dể bị phá nung gây hư hỏng đáy lò.

22



BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP



GVHD: Đàm Văn Hoàng



Thao tác lấy xỉ: Trong quá trình nấu luôn luôn quan sát lượng xỉ trong lò. Nếu lớp

xỉ quá dày và nhiều cần phải gạt xỉ ra một bên. Chú ý không gạt trực tiếp xuống đáy lò, sẽ

gây cháy lò.



Hình 9. Quá trình vớt xỉ ra khỏi lò.

Khi nhiệt độ đạt yêu cầu, không nên ngâm liệu quá lâu, sẽ làm cháy hao các

nguyên tố hợp kim, đặc biệt là C, hao phí điện năng.

Dùng chất tạo xỉ để gom xỉ từ 3-4 lần cho đến khi sạch hết xỉ mới tiến hành rót kim

loại lỏng vào thùng rót.



Hình 10. Chất gom xỉ



Thành phần:

-



Độ ẩm 0,5%

23



BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

-



Silica 74%

Aluminum Oxide 14%.

Ferric Oxide 1%

Calcium Oxide 1.3%

Magnesium Oxide 0.3%

Sodium Oxide 3%

Potassium Oxide 4%

Titanium Oxide 0.1%



GVHD: Đàm Văn Hoàng

-



Độ mất khi nung L.O.I 3,2%.

pH 6.5-8

Đặc tính cơ lý

Tỷ trọng (g/ml): 2-2.1

Màu sắc: Nâu nhạt.

Nhiệt độ nóng chảy: 1260-1340oC

Nhiệt độ mềm hóa: 871-1093oC.

Cỡ hạt

o Loại 1: 1mm

o Loại 2: 0,5mm.

o Loại 3: 0,25mm.

o Loại 4: 0,15mm.



Thùng rót cần phải nung nóng đến nhiệt độ nhất định để đảm bảo đúng nhiệt độ rót

vào vật đúc tránh hiện tượng gang lỏng bị đông đặc sớm.



Hình 11. Nung thùng rót trước khi rót

Trong quá trình nấu, cần kiểm tra thành phần gang lỏng để đảm bảo thành phần của

mác gang yêu cầu.

Trong 1 mẻ nấu cần kiểm tra 2 – 3 lần sử dụng máy phân tích quang phổ phát xạ

hoặc CE. Khi đã thành thạo chỉ cần sử dụng 1 lần.

Thông thường khi nấu gang dùng máy đo CE để phân tích thành phần C, Si tại lò.

Máy phát xạ quang phổ chỉ dùng để kiểm tra và lưu kết quả sau cùng.

Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình cầu hóa. Nếu nhiệt độ ra lò quá thấp thì gang cầu

khi cầu hóa sẽ biến thành gang xám, giảm độ cứng. Nhiệt độ ra lò quá cao thì sẽ biến

thành gang trắng, làm cứng vật đúc, gãy dao khi gia công. Thông thường nhiệt độ ra lò

khoảng 1500-1530oC.





Cầu hóa, khử khí

24



BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

-



GVHD: Đàm Văn Hoàng



Chất biến tính: Inoculant



Hình 12. Chất biến tính Inoculant





Các biện pháp khử tạp chất trong gang

Để giảm bớt tạp chất phi kim và khí trong gang, người ta thường dùng các biện



pháp sau :

-



Chọn vật liệu sạch tạp chất, sấy khô và bảo quản liệu cẩn thận. Phải xử lý và phân loại



-



trước khi dùng, hạ thấp áp suất riêng phần của H2 và hơi nước trong không gian lò.

Chọn chế độ thao tác nấu luyện thích hợp (chế độ xỉ, chế độ nhiệt…) nâng cao tốc độ khử



-



cacbon để sôi tốt rút ngắn thời gian sôi tĩnh trong lò.

Các thiết bị đúc gang, máng ra gang …, vật liệu chịu lửa nhất thiết phải được sấy khô và

làm cẩn thận. Áp dụng các biện pháp tinh luyện ngoài lò như: tinh luyện chân không, xỉ

tổng hợp, phun khí phản ứng, phun khí trơ..

 Rót khuôn

- Bố trí vật đúc thích hợp. Vật đúc lớn, thành dày ở gần, mỏng nhỏ ở xa.

- Rót đều tay; lúc rót từ lò ra rót nhẹ tránh văng tóe.

- Trước khi rót cần gạt hết xỉ ở bề mặt, phải thao tác nhanh tránh giảm nhiệt độ kim



-



loại lỏng, hoặc thiết kế ở miệng thùng rót lỗ tròn để giữ xỉ.

- Không rót quá gần gây xói mòn khuôn, không rót cao gây bắn tóe.

- Lúc đầu đều tay, lúc gần hết rót nhanh.

Khi đã rót xong lấy que gạt xỉ lướt qua ở các mặt ráp khuôn làm đốt cháy các khí sinh ra,

đồng thời bỏ bột phát nhiệt vào đậu ngót giữ nhiệt độ ở đó cao để nguội sau cùng tạo khả

năng bù co.

- Thời gian rót được tính toán đối với tấm Bed thời gian rót khoảng 12s



25



BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP



GVHD: Đàm Văn Hoàng



Hình 13. Quá trình rót khuôn





Đầm lò và sấy lò



Qui trình đầm lò gồm ba bước sau:

Bước 1:

-



Rửa và nung sấy nguyên vật liệu chịu lửa.

Sàng lọc lấy cỡ hạt theo quy định.

Tách lấy hết các hạt sắt bằng nam châm.

Bước 2:

Trộn khô hỗn hợp: nguyên liệu chịu lửa + bột acid boric (trộn đều). Sau đó trộn thêm

≈ 2%



-



nước.

Bước 3:

Tiến hành đầm, đầu tiên đầm đáy trước, xong đáy thì đặt dưỡng kim loại vào chính giữa

lò và tiếp tục đầm tường lò. Khi đủ độ cao của nồi lò thì đầm cổ lò và miệng lò bằng hỗn

hợp khô + 2% nước thủy tinh.

Qui trình nung sấy và thiêu kết lò

Để khô tự nhiên, nếu cần thì dùng quạt mát quạt cho thoáng khí.

Dùng củi đốt cháy trong nồi lò. Tùy theo tình hình nóng nồi mà tăng thêm củi đốt tiếp.

 Nguyên liệu đầm lò:

-



-



-



-



≤



≤



≤



SiO2= 97-99%; CaO 0.25%; Al2O3=0.2%. Độ ẩm 0.5%; Fe2O3 0.5%

Chất thiêu kết ở nhiệt độ cao hay được dùng bột acid boric H 2BO3 có 98% cỡ hạt



mịn <0.1%.

- Bột chịu lửa và bột acid boric được trộn đều trước.

- Hỗn hợp trộn gồm 98% bột chịu lửa và 2% bột acid boric.

Sau khi trộn khô đều thì cho 2% nước vào hỗn hợp và tiếp tục trộn từng mẻ một, mỗi mẻ

khoảng 5 kg-10 kg. Trộn nước xong là phải đầm ngay.

26



BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP



GVHD: Đàm Văn Hoàng



Tiến hành đầm nồi lò: cho hỗn hợp đã được trộn đều và đáy lò với độ đày



≈



50mm, dùng đầm đáy đầm đều tay, sau đó dùng que sắt nhọn chọc xâm đều mặt trên của

lớp đầm xâm đều xong lại cho vào lò mẻ thứ ba, cứ tiếp tục như cách trên đầm cho đủ độ

dày đáy lò +10mm dư rồi nạo vét lớp trên cùng và đầm phẳng đáy. Tiếp theo cho hỗn hợp

vào đầm tường lò với độ dày một lớp 20mm. Quá trình đầm tường cũng tuân thủ theo

cách đầm đáy, nhưng khi đầm được 2-3% lớp thì kiểm tra lại vị trí của dưỡng lò, tức là

kiểm tra khoảng cách giữa cuộn cảm ứng và thành dưỡng. Khoảng cách này luôn luôn

phải được giữ đều xung quanh, đảm bảo sau khi đầm xong có độ dày tương lò đều nhau

và hoàn toàn không có khớp nối giữa các lớp đầm. Đầm tường lò cao hơn vòng cảm ứng

trên cùng khoảng 30-50mm thì dừng lại, sau đó nạo vét hết lớp sạn cục to, xâm nhẹ đều

xung quanh tường lò, tiếp tục đầm lớp cổ và miệng lò bằng hỗn hợp vật liệu trên nhưng

có trộn thêm 1.2-2% nước thủy tinh. Sau khi đắp, đầm miệng lò xong cần dùng que sắt

nhọn xâm đều nhiều lỗ để dễ thoát hơi nước cho nồi lò trong quá trình nung thêu kết.





An toàn lao động trong nấu luyện



-



Không đùa giỡn, thiếu nghiêm túc trong giờ làm việc vì lò nấu có nhiệt độ rất cao, nhiều



-



vật nguy hiểm, dễ cháy nổ.

Cần trang bị áo chịu nhiệt, găng tay, mũ bảo hộ, giày bảo hộ, kính bảo hộ khi thao tác



-



trên lò.

Cần có hệ thống quạt, hệ thống hút khói vì khói lò rất độc và bụi, gây ảnh hưởng đến sức



-



khỏe người lao động.

Trang bị bình chữa cháy, thực hiện huấn luyện công tác phòng và chữa cháy.

Dán biển báo nguy hiểm ở khu vực điện, nhiệt độ cao.

Khi thao tác với liệu, đặc biệt là nạp liệu cần tuyệt đối cẩn thận.

6.



Bộ phận làm sạch vật đúc

6.1.



Máy bắn bi

Gồm 2 máy bắn bi:

Máy bắn bi có hệ thống treo dùng để làm sạch bề mặt của nhiều loại vật đúc khác



nhau như gang đúc, thép đúc, vỏ hộp số, bánh răng...máy với năng suất và chất lượng làm

27



BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP



GVHD: Đàm Văn Hoàng



sạch rất cao có thể làm sạch bề mặt vật đúc, thu gom bụi, tái sử dụng bi không gây ô

nhiễm môi trường.

-



Máy bắn bi bằng áp lực khí nén.

Cấu tạo: thiết bị gồm buồng làm sạch, đầu bắn bi, hệ thống móc treo, hệ thống

vòng luân chuyển bi (trục vít tải, gàu nâng, tách bụi, đường ống).

Nguyên lý hoạt động :

Khi vật làm sạch được đưa vào buồng bắn bi bằng móc cẩu, cửa buồng đóng lại và

móc treo xoay tròn làm vật cần làm sạch xoay theo. Đầu bắn bi bắt đầu quay và bắn các

hạt thép với tốc độ cao đập vào bề mặt kim loại của vật cần làm sạch.

Các va đập này có tác dụng làm sạch các chất bẩn bám trên bề mặt của vật cần làm

sạch như cát, gỉ … trong quá trình bắn bi các hạt bi và bụi rơi xuống phía đáy buồng được

hệ thống trục vít vận chuyển sang hệ thống tuần hoàn bi và tách bụi và quay trở lại chu

trình bắn bi.

Thường chu trình làm việc của máy được điều chỉnh khoảng 3 -5 phút. Sau khi vật

cần làm sạch được tẩy toàn bộ, ta ngừng máy mở cửa buồng điều khiển cẩu trục chạy ra

ngoài hạ sản phẩm.

Đánh bay lớp cát cháy trên bề mặt vật đúc.

Kiểm tra các vị trí dễ cháy dính cát và khuyết tật trên vật đúc.



Hình 14. Máy bắn bi

6.2.



Khu vực mài, làm sạch bavia



28