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1、Introduction

Avec le développement continu de l’industrie moderne, les exigences en matière de qualité et de performances des matériaux métalliques deviennent de plus en plus élevées. En tant que maillon important dans la production d'acier et de métaux non ferreux, le niveau de développement de la technologie de coulée continue affecte directement la qualité et l'efficacité de production des matériaux métalliques. La technologie de coulée continue sous vide est basée sur la technologie de coulée continue traditionnelle, qui place le moule dans un environnement sous vide pour la coulée. Il présente des avantages significatifs tels que la réduction de la teneur en gaz dans le métal en fusion, la réduction des inclusions et l'amélioration de la qualité de la billette de coulée. Le contrôle précis du flux de métal dans un environnement sous vide est la clé pour obtenir une qualité élevée.coulée continue sous vide.

2、Présentation de la technologie de coulée continue sous vide

（1）Le principe de la coulée continue sous vide

La coulée continue sous vide est le processus d'injection de métal en fusion dans un cristalliseur dans un environnement sous vide et de formation d'une billette coulée par refroidissement et solidification. Dans un environnement sous vide, la solubilité des gaz dans le métal en fusion diminue, ce qui facilite leur évacuation, réduisant ainsi les défauts tels que la porosité de la billette coulée. Dans le même temps, un environnement sous vide peut également réduire le contact entre le métal en fusion et l’air et diminuer la génération d’oxydation et d’inclusions.

（2）Caractéristiques de la coulée continue sous vide

Améliorer la qualité des pièces moulées : réduire les défauts tels que les pores et les inclusions, et améliorer la densité et la pureté des pièces moulées.

Améliorer la structure de solidification des métaux : bénéfique pour affiner la granulométrie et améliorer les propriétés mécaniques des métaux.

Réduisez les coûts de production : réduisez les étapes de traitement ultérieures et améliorez l’efficacité de la production.

3、L'influence de l'environnement sous vide sur le débit de liquide métallique

（1）Diminution de la solubilité des gaz

Dans un environnement sous vide, la solubilité des gaz dans le métal en fusion est considérablement réduite, ce qui facilite la fuite des gaz et la formation de bulles. Si les bulles ne peuvent pas être expulsées à temps, des défauts tels que des trous d'air se formeront dans le moulage, affectant la qualité du moulage.

（2）Variation de la tension superficielle

L'environnement sous vide modifiera la tension superficielle du liquide métallique, affectant l'état d'écoulement et le processus de solidification du liquide métallique dans le cristalliseur. Le changement de tension superficielle peut entraîner une modification de la mouillabilité du métal en fusion, affectant l'état de contact entre la billette coulée et la paroi du cristalliseur.

（3）Résistance à l'écoulement réduite

Dans un environnement sous vide, la résistance de l'air au flux de métal en fusion diminue et la vitesse du métal en fusion augmente. Cela nécessite un contrôle plus précis du flux de métal pour éviter des phénomènes tels que turbulences et éclaboussures.

4、Équipements et moyens techniques clés pour un contrôle précis du flux de métal dans une machine de coulée continue sous vide

（1）Cristallisoir

La fonction du cristalliseur

Le cristalliseur est le composant central de la machine de coulée continue sous vide, dont la fonction principale est de refroidir et de solidifier le métal en fusion pour former une billette coulée. La forme et la taille du cristalliseur affectent directement la qualité et la précision dimensionnelle de la billette coulée.

Exigences de conception pour le cristalliseur

Afin d'obtenir un contrôle précis du flux de métal, la conception du cristalliseur doit répondre aux exigences suivantes :

(1) Bonne conductivité thermique : capable de transférer rapidement la chaleur du métal en fusion, assurant la vitesse de refroidissement de la billette coulée.

(2) Cône approprié : Le cône du cristalliseur doit être conçu en fonction des caractéristiques de retrait de la pièce moulée pour assurer un bon contact entre la pièce moulée et la paroi du cristalliseur et pour éviter des phénomènes tels que la traction et les fuites.

(3) Contrôle stable du niveau de liquide : grâce à des dispositifs précis de détection et de contrôle du niveau de liquide, la stabilité du niveau de liquide métallique dans le cristalliseur est maintenue, garantissant ainsi l'uniformité de la qualité de coulée.

（2）Système de bâton

La fonction de la fiche

Un bouchon est un dispositif important utilisé pour contrôler le débit et la vitesse du métal en fusion dans le cristalliseur. En ajustant la position du bouchon, la taille et la vitesse du flux de métal peuvent être contrôlées avec précision.

Principe de contrôle du système à piston

Le système de tige de bouchon se compose généralement d’une tige de bouchon, d’un mécanisme d’entraînement et d’un système de contrôle. Le système de contrôle ajuste la position de la tige de bouchon via le mécanisme d'entraînement en fonction des exigences du processus et des signaux de détection de niveau de liquide, permettant ainsi un contrôle précis du débit de liquide métallique.

（3）Agitation électromagnétique

Le principe de l'agitation électromagnétique

L'agitation électromagnétique consiste à utiliser le principe de l'induction électromagnétique pour générer un champ magnétique rotatif dans le métal liquide, provoquant un mouvement d'agitation dans le métal liquide. L'agitation électromagnétique peut améliorer l'état d'écoulement du métal en fusion, favoriser le flottement des inclusions et l'échappement des gaz et améliorer la qualité des pièces moulées.

Types et applications de l'agitation électromagnétique

L'agitation électromagnétique est divisée en différents types tels que l'agitation électromagnétique du cristalliseur, l'agitation électromagnétique de la zone de refroidissement secondaire et l'agitation électromagnétique d'extrémité de solidification. Selon les différentes exigences du processus et les exigences de qualité de coulée, des types appropriés d'agitation électromagnétique peuvent être sélectionnés pour l'application.

（4）Système de détection et de contrôle du niveau de liquide

Méthode de détection du niveau de liquide

La détection du niveau de liquide est l’un des maillons clés pour obtenir un contrôle précis du débit de liquide métallique. Les méthodes de détection du niveau de liquide couramment utilisées comprennent la détection des isotopes radioactifs, la détection par ultrasons, la détection laser, etc. Ces méthodes de détection présentent les avantages d'une grande précision et d'une vitesse de réponse rapide, et peuvent surveiller les changements du niveau de métal liquide dans le cristalliseur en temps réel. .

Composition et principe de fonctionnement du système de contrôle du niveau de liquide

Le système de contrôle du niveau de liquide se compose généralement de capteurs, de contrôleurs et d’actionneurs de niveau de liquide. Le capteur de niveau de liquide transmet le signal de niveau de liquide détecté au contrôleur. Le contrôleur ajuste la position du piston ou d'autres paramètres de contrôle via l'actionneur en fonction des exigences du processus et des valeurs définies, obtenant ainsi un contrôle stable du niveau de liquide métallique.

5、Optimisation du processus de contrôle précis du flux de métal dans une machine de coulée continue sous vide

（1）Optimiser les paramètres de coulée

Température de coulée : un contrôle raisonnable de la température de coulée peut garantir la fluidité et la capacité de remplissage du liquide métallique, tout en évitant une température excessive pouvant provoquer l'oxydation et l'aspiration du liquide métallique.

Vitesse de coulée : Choisissez la vitesse de coulée appropriée en fonction des exigences de taille et de qualité de la billette de coulée. Une vitesse de coulée excessive peut provoquer un écoulement de métal instable, entraînant des turbulences et des éclaboussures ; Une vitesse de coulée trop lente affectera l’efficacité de la production.

（2）Améliorer le système de refroidissement du cristalliseur

Contrôle du débit et du débit d'eau de refroidissement : en fonction des caractéristiques de solidification et des exigences de qualité de la billette de coulée, le débit d'eau de refroidissement et le débit du cristalliseur doivent être raisonnablement contrôlés pour garantir la vitesse de refroidissement et l'uniformité de la billette de coulée.

Sélection des méthodes de refroidissement : Différentes méthodes de refroidissement telles que le refroidissement par eau et le refroidissement par aérosol peuvent être utilisées, et la sélection et l'optimisation peuvent être basées sur des situations spécifiques.

（3）Contrôle collaboratif du système d'agitation électromagnétique et de tige de bouchon

Optimisation des paramètres d'agitation électromagnétique : en fonction des exigences de qualité et des caractéristiques du processus de l'ébauche de coulée, optimisez la fréquence, l'intensité et la méthode d'agitation de l'agitation électromagnétique pour utiliser pleinement sa fonction.

Contrôle collaboratif du système de bouchons et de l'agitation électromagnétique : Grâce à une stratégie de contrôle raisonnable, le travail collaboratif du système de bouchons et de l'agitation électromagnétique peut être réalisé pour améliorer la stabilité du flux de métal et la qualité des pièces moulées.

6、Conclusion

Le contrôle précis du flux de métal dans un environnement sous vide par unmachine de coulée continue sous videest la clé pour parvenir à une production de billettes de haute qualité. Grâce à l'application d'équipements et de moyens techniques clés tels que des cristalliseurs, des systèmes de bouchons, des systèmes d'agitation électromagnétique, de détection et de contrôle du niveau de liquide, ainsi que l'optimisation des processus, un contrôle précis du flux de métal peut être obtenu efficacement. À l'avenir, avec le développement d'une technologie intelligente et l'application de nouveaux matériaux, la technologie de coulée continue sous vide continuera d'innover et de s'améliorer, fournissant un support technique plus fiable et plus efficace pour la production de matériaux métalliques. Dans le même temps, nous devons également relever des défis tels que des difficultés techniques élevées, des coûts élevés et une pénurie de talents, et promouvoir le développement et l'application de la technologie de coulée continue sous vide grâce à des efforts continus et à l'innovation.