Quá Trình Điền Đầy Khuôn Của Kim Loại Lỏng

Các loại dòng chảy lúc điền đầy khuôn 3.. CÁC LOẠI DÒNG CHẢY LÚC ĐIỀN ĐẦY KHUÔN • Có 2 phương pháp rót kim loại lỏng vào... a.Sự tương tác của dòng chảy với môi trườngHành vi của các ôxi

CHƯƠNG 4 QUÁ TRÌNH ĐIỀN ĐẦY KHUÔN CỦA KIM LOẠI LỎNG

QUÁ TRÌNH ĐIỀN ĐẦY KHUÔN

CỦA KIM LOẠI LỎNG

1 Mở đầu

2 Các loại dòng chảy lúc điền đầy khuôn

3 Dòng chảy trong hệ thống rót

1 MỞ ĐẦU 1.1 Quá trình rót khuôn

• Nồi lò  Thùng rót  hệ thống rót  Lòng khuôn

1.2 Dạng của dòng chảy rơi tự do

• Khi chảy tự do từ thùng rót, ở vị trí h, vận tốc của dòng chảy:

v= (2gh) 0,5

• Theo định luật dòng chảy liên tục: lượng KLL Q chảy qua tiết diện S tại vị trí h trong một đơn vị thời gian là không đổi:

Q= vS  S= Q/v= Q/ (2gh) 0,5 = d 2 /4

 d 2 = 4Q/[ (2gh) 0,5 ]

Đặt A= {4QQ/[(2g) 0,5 ]} 0,5

 d= Ah -0,25

2 CÁC LOẠI DÒNG CHẢY LÚC

ĐIỀN ĐẦY KHUÔN

• Có 2 phương pháp rót kim loại lỏng vào

a.Sự tương tác của dòng chảy với môi trường

Hành vi của các ôxit hình thành:

• Tách ra & hòa tan vào KLL; thường là các ôxit

hóa trị 1 & 2 (vd: Cu2O/Cu; FeO/thép)

• Nổi lên bề mặt KLL trong khuôn; thường là các

ôxit nhẹ (ZnO, MgO …)

• Tạo thành lớp màng bền vững trên bề mặt dòng chảy & giữ cho phần bên trong không bị ôxy hóa tiếp; thường là các ôxit hóa trị 3 (vd: Al2O3,

Cr2O3/thép)

Khi dòng chảy chạm vào khuôn, do xoáy, ôxit

trộn lẫn với KLL  tạp chất nằm lại trong vật đúc

 Phải có HTR thích hợp và không nên rót rơi

tự do

b.Sự va đập của dòng chảy với

đáy khuôn

• Dòng KLL có tiết diện S với lưu lượng khối lượng m chạm vào đáy khuôn với vận tốc v= (2gH)0,5 sẽ tạo nên lực va đập F trong một đơn vị thời gian là:

F= mv =Sv.v= Sv2 =S.2gH = 2SgH

 Dòng KLL va đập vào đáy khuôn với

lực gấp đôi áp lực thủy tĩnh

2.2.Dòng chảy trong HTR

2.2.Dòng chảy trong HTR

2 Giữ lại tạp chất trước khi KLL chảy vào khuôn

3 Ngăn cản xoáy, bắn tóe, ôxy hóa dòng KLL

4 Dẫn KLL vào khuôn ở các vị trí xác định với vận tốc hợp lý và cột áp xác định

a Mở đầu

• Dòng chảy trong HTR có thể là tầng hoặc rối Ứng với mỗi lưu chất khi chảy trong

một ống có tiết diện xác định, tốc độ dòng chảy khi chuyển từ tầng sang rối được gọi

là tốc độ tới hạn vth

Điều kiện để có dòng chảy tầng

Điều kiện để có dòng chảy tầng

Gọi: G-lượng KLLcần rót vào khuôn; r-thời gian rót hợp lý; S-tiết diện ống dẫn

Điều kiện để có dòng chảy tầng

b Rót vào ống rót đầy

• Dòng KLL chảy khỏi thùng rót có dạng mặt hyperbol bậc 4 tròn xoay

c Rót vào ống rót không đầy

• Ống rót không chứa đầy kim loại lỏng

• Dòng kim loại chảy vào khuôn với tốc độ nhỏ  không bị bắn tóe

• Hao tốn nhiều kim loại cho HTR

3.1 Các trở lực cản trở dòng KKL

• KLL được rót vào cốc rót có:

- Chiều cao cột áp h

- Qua ống rót vào rãnh dẫn có tiết diện S

- Điền đầy hốc khuôn có thể tích V

- Trong thời gian 

• Nếu không có trở lực: V= Sv= S(2gh)0,5

3.1 Các trở lực cản trở dòng KKL

• Từ cốc rót vào ống rót, dòng chảy bị co thắt nên bị tổn thất cột áp với hệ số 

• Khi chảy qua các bộ phận của HTR dòng chảy lại bị tổn thất cột áp với hệ số  do

ma sát, chuyển hướng dòng chảy, thay đổi tiết diện của HTR, độ phức tạp của

hốc khuôn …

• Phải tính thêm hệ số  khi xét đến nhiệt

độ rót, độ sệt KLL …

3.2 Các thành phần của HTR

Nguyên lý giữ lại xỉ của phểu rót

• Một phần tử tạp chất chịu tác dụng của các lực:

3.2 Các thành phần của HTR

b Ống rót

• Ống rót có tác dụng dẫn KLL chảy thẳng đứng từ độ cao xác định (để tạo cột áp thủy tĩnh thích hợp)

• Nên tạo ống rót áp dương  nên có độ côn 4 – 60

• Khả năng lọc xỉ: Xỉ theo dòng KLL vào

rãnh ngang với tốc độ ngang vS và đồng

thời nổi lên với tốc độ vn bám vào thành

trên của rãnh ngang Do vs>>vn  nên chỉ lọc được xỉ nhẹ, có kích thước lớn

• Có thể dùng rãnh ngang răng cưa để tạo

• Tổng tiết diện rãnh dẫn được xác định: Sd=

G/[h 0,5 ]= (G/).[1/(h 0,5 )]

 Sd phụ thuộc:

- Tốc độ rót