طراحی و ساخت نازل برش اسلب و بیلت در خطوط ریختهگری پیوسته فولاد
از بهینهسازی هندسه تا دستیابی به دانش فنی تولید
کارفرما
فولاد هرمزگان جنوب
سال اجرا
1405
مقدمهای بر طراحی و ساخت نازلهای برش اسلب و بیلت
در خطوط تولید فولاد، کیفیت برش اسلب و بیلت تنها به دستگاه برش وابسته نیست؛ نازل برش مهمترین قطعهای است که کیفیت سطح برش، سرعت تولید، مصرف گاز و عمر تجهیزات را تعیین میکند.
در واحد تحقیق و توسعه شرکت پیشگام ساخت آیریک، با تکیه بر دانش مهندسی، تجربه ساخت و تحلیل عملکرد نازلهای صنعتی، طراحی و ساخت نازلهای برش ویژه خطوط ریختهگری پیوسته توسعه یافته است. این پروژه با الهام از خانواده نازلهای صنعتی SHEL 32F آغاز شد، اما در ادامه با بازطراحی هندسه داخلی، بهینهسازی زوایا و توسعه فرآیند ساخت، به یک دانش فنی بومی تبدیل شد.
نازل برش چه وظیفهای دارد؟
- تشکیل شعله پیشگرم
- ایجاد جریان متمرکز اکسیژن برش
- کنترل شکل شعله
- جلوگیری از آشفتگی جریان
- افزایش کیفیت برش
فناوری Post Mix و اختلاط اکسیژن و گاز
یکی از ویژگیهای نازلهای مدرن استفاده از فناوری Post Mix است.
در این فناوری، اکسیژن و گاز سوخت تا خروج از نازل در مسیرهای جداگانه حرکت میکنند و اختلاط آنها در نزدیکی دهانه خروجی انجام میشود.
مزایای این طراحی:
- افزایش ایمنی
- جلوگیری از برگشت شعله
- پایداری بیشتر شعله
- تمرکز بهتر انرژی
- کاهش مصرف گاز
- کیفیت بالاتر برش
چرا هندسه داخلی نازل اهمیت دارد؟
چند درجه تغییر در زاویه کانالها میتواند باعث شود:
- شعله واگرا شود.
- اکسیژن زودتر با گاز مخلوط شود.
- آشفتگی جریان افزایش یابد.
- لبه برش ناهموار شود.
- مصرف گاز افزایش پیدا کند.
به همین دلیل در پروژه تحقیق و توسعه، زوایای داخلی کانالها با هدف دستیابی به تمرکز بیشتر جریان و پایداری شعله مورد بازنگری و بهینهسازی قرار گرفتند.
نقش دقت ماشینکاری در عملکرد نازل
یکی از چالشهای اصلی ساخت این نازلها، ماشینکاری سوراخهای بسیار دقیق داخلی است.
در این محصول قطر سوراخها بین حدود ۱ تا ۲٫۳ میلیمتر متغیر است و در برخی نقاط فاصله بین دو مسیر داخلی تنها حدود ۰٫۲ میلیمتر است.
این موضوع باعث میشود:
- کوچکترین خطای ماشینکاری موجب تغییر مسیر جریان شود.
- عدم هممحوری سوراخها کیفیت شعله را کاهش دهد.
- تغییرات جزئی در قطر سوراخها دبی خروجی را تغییر دهد.
- تلرانسهای بسیار کوچک مستقیماً بر کیفیت برش اثر بگذارند.
بنابراین تولید این قطعات تنها به داشتن ماشینآلات دقیق محدود نمیشود و نیازمند تجربه عملی در انتخاب ابزار، طراحی فرآیند ماشینکاری، کنترل تلرانسها و بازرسی ابعادی است.
نقش تلرانسها در کیفیت برش
در ساخت نازلهای صنعتی، تلرانسهای هندسی به اندازه تلرانسهای ابعادی اهمیت دارند.
مواردی مانند:
- هممحوری سوراخها
- موقعیت دقیق کانالها
- زبری سطح داخلی
- زاویه خروجی جریان
- صافی سطح نشیمنگاهها
همگی در کیفیت نهایی شعله مؤثر هستند.
از مهندسی معکوس تا توسعه دانش فنی
هدف این پروژه صرفاً ساخت یک نمونه مشابه نبود. در فرآیند توسعه محصول، موارد زیر انجام شد:
-
- تحلیل عملکرد نمونه مرجع
- بازطراحی هندسه داخلی
- اصلاح زوایای کانالها
- توسعه فرآیند ماشینکاری
- انتخاب ابزارهای مناسب
- طراحی تجهیزات کمکی تولید
- کنترل کیفیت ابعادی
- آزمون عملی عملکرد نازل
نتیجه این فرآیند، دستیابی به دانش فنی طراحی و ساخت نازلهایی بود که علاوه بر قابلیت تولید، عملکرد مناسبی در شرایط سخت خطوط تولید فولاد دارند.
جمعبندی
ساخت نازلهای برش صنعتی تنها یک فرآیند ماشینکاری نیست؛ بلکه ترکیبی از دانش طراحی، مکانیک سیالات، فناوری احتراق، متالورژی و ساخت دقیق است.
در واحد تحقیق و توسعه شرکت پیشگام ساخت آیریک، با اتکا به تجربه عملی و توسعه فرآیندهای طراحی و ساخت، دانش فنی تولید این نازلها بومیسازی شده است. نتیجه این رویکرد، تولید نازلهایی با دقت بالا، عملکرد پایدار و قابلیت استفاده در شرایط سخت خطوط تولید فولاد است.
پروژههای مرتبط
پروژههای طراحی و مهندسی
