مهندسی ساخت و تولید ایران

مهندسی ساخت و تولید ایران

مهندسی معکوس و شناسایی گلوگاه‌های تولید به منظور بومی سازی نازل‌های تاندیش مورد استفاده در ریخته‌گری پیوستۀ فولاد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانش‌آموختۀ کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مواد، دانشکدۀ فنی مهندسی، دانشگاه میبد، یزد، ایران
2 گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه میبد، یزد، ایران
3 استادیار، گروه مهندسی مواد، دانشکدۀ فنی مهندسی، دانشگاه میبد، یزد، ایران
10.22034/ijme.2025.540633.2121
چکیده
نتایج آنالیز ICP، SEM-EDS و بررسی فازی به روش پراش پرتو ایکس (XRD) نشان می‌دهد بیش از 5/99 % درصد وزنی این قطعه از عنصر آهن تشکیل شده است. میزان کربن آن 055/0 درصد وزنی بوده و هیچ عنصر آلیاژی خاصی در آن وجود ندارد. فاز اصلی آن آهن آلفا (فرّیت) است که مقدار اندکی کاربید آهن (سمنتیت) کمتر از یک درصد وزنی در آن دیده می‌شود. همچنین، نتایج حاصل از بررسی‌های فازی XRD، آنالیز شیمیایی XRF و مشاهدات SEM-EDS از جرم نسوز و توپی نازل نشان داد: در جرم نسوز فازهای آلومینا، مولایت، سیلیس و اسپینل وجود دارد و توپی نازل نیز از زیرکونیای نیمه‌پایدار، تثبیت‌شده با ۲ تا ۳ درصد اکسید کلسیم و اکسید منیزیم تشکیل شده است. همچنین، دانسیتۀ بالک نگهدارندۀ فلزی، جرم نسوز و توپی نازل به ترتیب برابر 68/7، 84/2 و g/cm3 41/5 اندازه گیری شد. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که گلوگاه تولید نگهدارندۀ فلزی نازل تاندیش، عمدتاً در فرآیند پرس‌کاری و ساخت قالب مخصوص این قطعه نهفته است. گلوگاه تولید جرم نسوز به انتخاب و فرمولاسیون دقیق مواد اولیه مربوط می‌شود تا بتوان به آنالیز فازی مطلوب رسید و عملکرد مناسبی در شرایط عملیاتی واقعی داشت. در مورد توپی زیرکونیایی نیز، چالش اصلی به دانش فنی روش‌های تولید آن بازمی‌گردد؛ چرا که شکل خاص این قطعه امکان پرس پودر به روش‌های متعارف را فراهم نمی‌کند و لازم است از روش‌هایی مانند ریخته‌گری دوغابی یا پرس ایزواستاتیک استفاده شود که هر یک پیچیدگی‌های فنی خاص خود را دارند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Reverse Engineering and Bottleneck Analysis for Domestic Production of Tundish Nozzles Used in Steel Continuous Casting

نویسندگان English

Amin Esmailzadeh Ashini 1
Mahdi Feizpour 2
Hadi Barzegar Bafrooei 3
1 Department of Materials Science and Engineering, School of Engineering, Meybod University, 89616-99557, Yazd, Iran
2 Department of Materials Science and Engineering, School of Engineering, Meybod University, 89616-99557, Yazd, Iran
3 Department of Materials Science and Engineering, School of Engineering, Meybod University, 89616-99557, Yazd, Iran
چکیده English

This study aims to identify the key production bottlenecks in manufacturing a high-quality tundish nozzle comparable to an imported foreign part. By overcoming these bottlenecks, we strive to develop the technical expertise necessary to produce these nozzles domestically, eliminating the need for imports in the Iranian casting industry. The tundish nozzle was examined in three parts: the metal holder, the refractory nozzle seat, and the nozzle insert. The metal holder is formed from a simple, precisely shaped low-carbon steel sheet. Analysis using ICP, SEM-EDS, and XRD revealed that this holder is composed of over 99.5% iron, with a carbon content of 0.055% and no significant alloying elements. The primary phase is alpha iron (ferrite), with a small amount (less than 1%) of iron carbide (cementite). Analysis of the refractory material and nozzle insert using XRD, XRF, and SEM-EDS indicated that these components contain alumina, mullite, silica, and spinel phases (in the refractory) and partially stabilized zirconia using 2-3% calcium oxide and magnesium oxide (in the insert). It is believed that the refractory material consists of alumina, clay compounds (including kaolin and ball clay), zircon (zirconium silicate), and carbon, while the insert utilizes partially stabilized zirconia. The research indicates that the key bottleneck in producing the metal holder is the shaping process, which uses a dedicated mold. Manufacturing the mold becomes cost-effective when making large quantities. For the refractory material, the bottleneck lies in achieving a suitable formulation of raw materials to obtain the desired phase composition for optimal performance .

کلیدواژه‌ها English

Reverse engineering
Characterization techniques
Nozzle
Zirconia

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 27 آبان 1404