أثناء عملية الصب، هناك الكثير من الغازات في التجويف، والتي تأتي من: الهواء المحتجز في تجويف الصب؛ الغاز الناتج عن قالب الرمل والمواد الأساسية للرمل تحت تأثير حرارة الفولاذ السائل أثناء الصب؛ الغاز الناتج عن الدعامة الأساسية والحديد البارد أثناء الصب؛ الغاز الناتج عن التفاعل الفيزيائي والكيميائي بين الفولاذ السائل نفسه أو الشوائب الموجودة في الفولاذ السائل؛ الغاز المتورط في الفولاذ السائل بسبب إعداد نظام الصب غير المناسب أو عملية الصب غير القياسية.
أثناء عملية الصب، يمكن تفريغ معظم الغاز الموجود في تجويف القالب من خلال الناهض، وفتحة التهوية، والتهوية وما إلى ذلك مع ارتفاع الفولاذ السائل في تجويف القالب. إذا بقيت في الصب أو الواجهة بين الصب والقالب، فسوف تنتج عيوب مثل المسام أو صب غير كاف في الصب، وحتى يتم تخريدها. لا يمكن أن يأتي الغاز الموجود في التجويف من جانب واحد فحسب، بل توجد مصادر متعددة في نفس الوقت. وهذا يجلب العديد من الصعوبات لدراسة وتحليل الغاز الموجود في التجويف. هذا هو السبب في أن مسامية الصب هي العيب الأكثر صعوبة الذي يجب حله من قبل عمال الصب في ممارسة الإنتاج. لفهم عيوب المسامية وحلها لا بد من دراسة مصدر الغاز المسبب للمسامية. من خلال حجم المسامية وموقعها وتوزيعها وشكلها، يمكن مواصلة الدراسة وفهم مصدر الغاز لتكوين المسامية، وليس من الصعب حل عيب مسامية الصب.
الهواء المحبوس في تجويف القالب
أثناء عملية الصب، الهواء المحبوس في تجويف القالب يرتفع مع الفولاذ السائل في تجويف القالب ويتم تفريغه من خلال الناهض وفتحة التهوية. إذا كان فقط من خلال نفاذية القالب نفسه، فإن إمكانية التفريغ صغيرة جدًا. ولذلك، يجب أن يؤخذ في الاعتبار إعداد الناهضات والفتحات في تصميم العملية. إذا لم يتم تفريغ الغاز الموجود في التجويف بالكامل وبقي في الصب، فسيتم تشكيل المسامية، ويتم تشكيل كيس الهواء ذو الضغط العالي عند واجهة الصب، وسوف ينتج الصب عيوب صب غير كافية. لذلك، من الضروري ضبط فتحة التهوية أو رافع الهواء على أعلى نقطة وزاوية ميتة للقالب، وهو أيضًا إجراء عملية شائع وفعال.
الغاز الناتج عن العفن الرملي ونواة الرمل أثناء الصب
تحتوي مواد النمذجة على زجاج الماء ونشارة الخشب والطين والبنتونيت والماء وغيرها من المواد العضوية أو غير العضوية، وسيتم تسخينها بالتبخر أو الاحتراق سوف ينتج الكثير من الغاز. يتميز الماء، على وجه الخصوص، بدرجة حرارة تبخر منخفضة، ويتغير حجمه بشكل كبير بعد الحرارة. وقد تبين أنه عندما تصطدم قطرة الماء بمعدن سائل عالي الحرارة وتتحول إلى بخار عند درجة حرارة 1300 درجة مئوية، فإن حجمها يتضاعف 7000 مرة. يزداد الضغط بعد تجمع هذه الغازات، وإذا لم يتم تفريغها بسلاسة، فسوف تغزو الفولاذ السائل، وإذا لم تفلت قبل أن يتصلب الصب، فسوف تشكل عيوب مسامية غازية في الصب.
ومن أجل منع تسرب هذه الغازات إلى الفولاذ المنصهر، فإن التدابير الوقائية الرئيسية هي كما يلي:
(1) تقليل كمية المواد الرابطة ونشارة الخشب وغيرها من المواد الغازية المضافة في مادة النمذجة أو استخدام مواد النمذجة ذات انبعاث غاز منخفض.
(2) تقوية خبز قالب الرمل ولب الرمل لتقليل محتواه من الرطوبة بشكل كبير. خاصة قلب الرمل، الذي يتم تغليفه في الغالب بالفولاذ السائل، فقط الرأس الأساسي مكشوف، وحالة العادم سيئة، ومن المهم بشكل خاص تقوية الخبز. حتى لو لم يتم خبز قالب الرمل، فيجب خبز قلب الرمل.
(3) تقوية عادم قالب الرمل ولب الرمل. بالنسبة لقالب الرمل، يمكن عمل فتحات هواء، ويمكن إضافة فتحات هواء على جدار صندوق الرمل، أو يمكن تبطين قالب الصب أو يمكن حفر خندق العادم أسفل الصندوق السفلي. بالنسبة لقلب الرمل، يمكن حفر فتحة تهوية الهواء، ويمكن ربط فتحة تهوية الهواء، ويمكن استخدام الأنبوب ذو الثقوب الصغيرة لصنع العظم الأساسي أو يمكن لف حبل القش على العظم الأساسي.
(4) تعزيز عمل "التأجيج". يعد "صب الإشعال" طريقة فعالة تم تجميعها من قبل عمال المسابك الصينيين لسنوات عديدة لتعزيز تفريغ الغاز في تجويف القالب. بالنسبة للمسبوكات الكبيرة، يجب إشعال الهواء النازف عند الفوهة قبل الصب، ويجب أيضًا إشعال المسبوكات الصغيرة والمتوسطة الحجم في الوقت المناسب أثناء عملية الصب. عند إشعال النار، لا يتم إشعالها عند الناهض فحسب، بل يتم اشتعالها أيضًا عند مدخل فتحة تهوية الرأس الأساسية، وحول التماس الإغلاق وعلى سطح الصندوق العلوي. يمكن أن يشكل الإشعال ضغطًا سلبيًا عند مخرج الهواء، ويعزز التفريغ السريع للغاز في التجويف والغاز المتولد في قالب الرمل ونواة الرمل، وتجنب "إطلاق النار" أثناء عملية الصب.
الغاز الناتج عن دعم النواة والحديد البارد أثناء الصب
يجب معالجة دعامة القلب والحديد البارد جيدًا قبل الاستخدام، وإلا فإن الزيت والصدأ والماء الموجود على السطح سوف يتفاعل مع الفولاذ السائل ذو درجة الحرارة العالية وينتج ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وما إلى ذلك. إذا لم يتم تفريغ هذه الغازات من التجويف في الوقت المناسب وتبقى في الصب، فسيتم تشكيل المسام. لذلك، يجب معالجة الجزء الأساسي والحديد البارد بشكل صارم لجعله خاليًا من الزيت، وخاليًا من الصدأ وجافًا. من أجل البقاء الأساسي والحديد البارد الداخلي، يمكن إجراء معالجة التعليب إذا سمحت الظروف بذلك؛ يجب دهن المكواة الباردة الخارجية بطلاء كحولي وتجفيفها بالإشعال قبل الاستخدام. بالطبع، يجب استخدام الدعامات الأساسية والحديد البارد بأقل قدر ممكن أو أقل قدر ممكن.
الغاز الناتج عن شوائب في الفولاذ السائل أو الفولاذ السائل
من الخطأ الاعتقاد بأن مسامية المسبوكات تنتج بشكل رئيسي عن الفولاذ السائل. لكن جودة الفولاذ السائل لها تأثير مهم على جودة المسبوكات. ولا يوجد فولاذ سائل بدون غاز، طالما أن محتواه من الغاز لا يتجاوز مواصفات معينة. في ظل ظروف ذوبان فرن القوس الكهربائي، يكون محتوى الغاز المسموح به للفولاذ السائل من الفولاذ الكربوني العام هو: [O40-60×10-6; [ح] 3-6×10-6؛ [ن] 50-70×10-6. عندما يتم صهر الفولاذ المنصهر، طالما أن كمية إزالة الكربنة كافية، يكون التركيب الكيميائي لتسييل الفولاذ مؤهلاً، ويكون انكماش نمط الرمل قبل الفرن وبعده جيدًا، وانكماش فوهة الصب جيدًا، يمكن استنتاج أن لا يرتبط عدد المسام المنتجة في الصب بالصلب السائل. ومع ذلك، إذا لم يتم تشغيل الصهر بشكل صارم وفقًا لإجراءات العملية، مثل عدم كفاية إزالة الكربون، وعدم غليان الفولاذ السائل، وعدم اكتمال الخبث، وحماية الخبث ليست جيدة، وإزالة الأكسدة غير كاملة، فمن السهل التسبب في ارتفاع محتوى الغاز في الفولاذ السائل، إذا كان نوع الرمل، وحالة قلب الرمل عامة، ورطوبة الهواء مرتفعة، فمن السهل إنتاج عيوب مسامية. سوف يظهر أيضًا محتوى الغاز العالي في الفولاذ السائل في الفرن بأكمله من الصلب السائل أو المسبوكات الملغاة. ولذلك، فإن أفضل طريقة لتقليل محتوى الغاز في الفولاذ السائل هي العمل بشكل صارم وفقًا لإجراءات العملية والسعي لتحسين جودة الفولاذ السائل. في حالة وجود كمية كبيرة من رقائق الفولاذ، والصدأ الخطير للصلب الخردة، وارتفاع رطوبة الهواء، وإصلاح الفرن الجديد، وما إلى ذلك، يجب زيادة كمية إزالة الكربون بشكل مناسب ويجب تعزيز معالجة إزالة الأكسدة.
وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لأهمية إزالة الكربون من الأكسجين. إن ذرة الهيدروجين وذرة النيتروجين والشوائب غير المعدنية في الفولاذ المنصهر صغيرة الحجم ولها قدرة طفو ضعيفة. ثاني أكسيد الكربون الناتج عن إزالة الكربون غير قابل للذوبان في الفولاذ السائل، ونصف قطر فقاعة ثاني أكسيد الكربون كبير، وسرعة التعويم سريعة. عندما تكون كمية إزالة الكربون كافية لتوليد عدد كبير من فقاعات ثاني أكسيد الكربون، ستدخل ذرات الهيدروجين وذرات النيتروجين إلى فقاعة ثاني أكسيد الكربون وتطفو معًا للتفريغ، وذلك لتحقيق غرض تفريغ وتنقية الفولاذ السائل.
الغاز الناتج عن نظام الصب غير المنتظم أو عملية الصب
يجب أن يكون موضع مدخل العداء الداخلي ملائمًا لتصريف الغاز في تجويف القالب. يعد الحقن العلوي أكثر ملاءمة للتغذية، لكن اتجاه تفريغ الغاز في التجويف يكون معاكسًا لاتجاه حقن الفولاذ السائل، وهو ما لا يفضي إلى تفريغ الغاز. وفي الوقت نفسه، من الصعب أيضًا تفريغ الغاز الناتج عن القالب السفلي. هذا الوضع بارز بشكل خاص في حالة قالب الرمل الخيطي؛ الحقن المتوسط له تأثير ضئيل على غاز العادم. الحقن السفلي يفضي إلى تصريف الغاز في التجويف. يجب أن تكون مناطق المقطع العرضي للعداء والمجرى المستقيم قريبة من بعضها البعض ويجب ألا تكون واسعة جدًا لضمان ملء العداء المستقيم والعداء المتقاطع بالفولاذ السائل المتدفق لمنع حدوث "الشفط".
أثناء عملية صب الفولاذ المصهور، من الضروري إبقاء كوب الصب ممتلئًا بالفولاذ المصهور، بحيث لا يتطاير الفولاذ المصهور، "الرأس المبعثر"، ويجب ألا يتوقف التدفق في المنتصف. تكون فوهة الأسطوانة الفولاذية صغيرة قدر الإمكان من السطح السائل لكوب الذباب لمنع "الشفط" أو "تورط" الغاز.
