أسباب تراكم الخبث في الأسفل عند قطع الفولاذ الكربوني بالأكسجين

عند قطع الفولاذ الكربوني بالأكسجين، تتراكم الخبث في الأسفل (الحافة السفلية لسطح القطع). هذه ظاهرة شائعة جدًا، تُعرف في المجال باسم "تراكم الخبث" أو "التصاق الخبث". تتكون هذه الخبث بشكل أساسي من أكاسيد ذات درجة انصهار عالية وشوائب، مثل أكسيد الحديد والسيليكات، التي تتولد أثناء عملية القطع.إن السبب الجذري لتكوين الخبث هو أن درجة الحرارة وتدفق الغاز عند الحافة السفلية للقطع غير كافيين لإزالة الأكاسيد المنصهرة تمامًا، مما يتسبب في تبريدها والتصاقها بقاع القطع.

يمكن تحليل الأسباب المحددة من الجوانب التالية:

إعدادات معلمات القطع غير الصحيحة (السبب الأكثر شيوعاً)

1. ضغط الأكسجين المستخدم في عملية القطع غير مناسب:

• الضغط غير الكافي: قوة نفخ تيار الغاز غير كافية لإزالة الخبث المنصهر تمامًا من أسفل القطع، مما يؤدي إلى تدلي الخبث وتصلبه في شكل "عقد" من الخبث.
• الضغط الزائد: على الرغم من ارتفاع تدفق الغاز، إلا أنه قد يؤدي إلى قطع واسع وخشن للغاية. علاوة على ذلك، قد يتسبب تأثير التبريد الناتج عن تيار الغاز في تبريد الجزء السفلي من القطع قبل الأوان، مما يؤدي فعلياً إلى "حبس" بعض الخبث المنصهر عند الحافة.

2. سرعة القطع غير متطابقة:

• السرعة عالية جدًا: يتأخر تدفق الأكسجين، ولا يمكن أكسدة المعدن السفلي بالكامل وطرده. يُسحب المعدن المنصهر والأكسيد اللذان لم يتفاعلا بشكل كامل ويتراكمان في الأسفل.
• السرعة بطيئة للغاية: يحترق الشق بشكل مفرط، ويكون مدخل الحرارة كبيرًا جدًا، ويتم إنتاج كمية كبيرة من الخبث، وهو ما يتجاوز قدرة تدفق الأكسجين على النفخ، ويتراكم قدر كبير من الخبث تحت تأثير الجاذبية.

3. معدل طاقة اللهب غير المناسب للتسخين المسبق:

• اللهب قوي جداً (الأسيتيلين/الغاز كثير جداً): الحافة العلوية للشق تنصهر وتنهار، مما يؤدي إلى المزيد من الخبث، وقد تكون درجة حرارة الحافة السفلية مرتفعة جداً، وسيولة الخبث جيدة جداً، وليس من السهل نفخها.
• اللهب ضعيف للغاية: فهو لا يستطيع توفير حرارة كافية للحفاظ على تفاعل القطع في اتجاه الصفيحة السميكة، مما يؤدي إلى عدم كفاية أكسدة المعدن السفلي، وتكوين خبث لزج يصعب إزالته بالنفخ.

مشاكل في معدات القطع والغاز

1. مشكلة الفم القاطع:

• النموذج لا يتطابق: عدد فوهات القطع صغير جدًا، وتدفق الأكسجين غير كافٍ؛ عدد فوهات القطع كبير جدًا، وتدفق الهواء غير منتظم.
• مسدود أو تالف: الممر الداخلي لفوهة القطع (وخاصة فتحة الأكسجين) به نتوءات أو تآكل أو انسداد جزئي بسبب الرذاذ، مما يؤدي إلى تشوه تدفق الأكسجين (ليس أسطوانيًا نقيًا) وتشعب وإضعاف قوة نفخ الخبث.
• المسافة غير المناسبة من قطعة العمل: إذا كانت عالية جدًا، فإن كفاءة التسخين المسبق تكون منخفضة، وينتشر تدفق الهواء؛ وإذا كانت منخفضة جدًا، فمن السهل انسداد فوهة القطع والتسبب في التصلب.

2. نقاء الغاز وضغطه:

• انخفاض نقاء الأكسجين: الأكسجين الصناعي (بشكل عام 99.5٪) إذا كان يحتوي على النيتروجين وشوائب أخرى، فسوف يقلل من كفاءة تفاعل الأكسدة، مما يؤدي إلى خبث أكثر لزوجة.

مشاكل قطع المواد

1. التركيب المادي:عندما يكون محتوى الكربون والسيليكون والمنغنيز والفوسفور والكبريت والعناصر الأخرى في الفولاذ الكربوني مرتفعاً:

• نسبة الكربون العالية: تتحسن نقطة الاحتراق، وتكون السيولة ضعيفة، والخبث لزج.
• محتوى عالٍ من السيليكون والمنغنيز: سيؤدي ذلك إلى تكوين أكاسيد السيليكات والمنغنيت ذات درجة انصهار عالية، وهي لزجة ويصعب إزالتها بالنفخ.

2. حالة السطح:إن الصدأ الشديد أو الطلاء أو طبقة الأكسيد أو الرطوبة على سطح الصفيحة الفولاذية ستمتص الحرارة، وتتداخل مع التسخين المسبق، وتدخل المزيد من الشوائب في حوض الصهر، مما يزيد من كمية ولزوجة الخبث.

3. درجة حرارة المادة:عند القطع في بيئة باردة، تكون درجة الحرارة الأولية للصفيحة الفولاذية منخفضة، ويكون فقدان الحرارة سريعًا، ويسهل تبريد الجزء السفلي من القطع وتصلبه.

المشكلات الفنية التشغيلية

1. زاوية الشعلة:إن عدم الحفاظ على فوهة القطع عمودية على سطح قطعة العمل أثناء القطع (عند القطع في خط مستقيم)، أو عدم التحكم السليم في الكمية المتبقية (عند القطع في منحنى) سيؤثر على مسار تصريف الخبث.

2. تشغيل غير مستقر:سرعة غير منتظمة واهتزاز أثناء القطع اليدوي، مما يؤدي إلى عملية قطع متقطعة.

الحل والاقتراح

1. تحسين معايير القطع:

• حدد رقم فوهة القطع الصحيح وفقًا لسمك الصفيحة الفولاذية، واضبط ضغط الأكسجين ولهب التسخين المسبق وفقًا لجدول معلمات القطع.
• اضبط سرعة القطع: اجعل شرارات القطع من الجزء السفلي من الشق عموديًا إلى الأسفل (أو قليلاً إلى الخلف)، وفي هذا الوقت تكون السرعة هي الأنسب.

2. فحص وصيانة المعدات:

• قم بتنظيف أو استبدال فوهة القطع لضمان تدفق الهواء بسلاسة والحفاظ على شكل منتظم.
• افحص خط أنابيب الغاز وصمام تخفيض الضغط للتأكد من استقرار الضغط وأن نقاء الأكسجين مطابق للمعايير.
• حافظ على ارتفاع مناسب لفوهة القطع (عادةً ما يكون حوالي 1/10 من سمك الصفيحة الفولاذية، وراجع تعليمات المعدات).

3. المعالجة المسبقة لقطع العمل:

• قم بإزالة الصدأ والطلاء والأوساخ من محيط خط القطع قدر الإمكان.
• في البيئات الباردة، يمكن النظر في التسخين المسبق الموضعي للفولاذ.

4. تحسين المهارات التشغيلية:

• حافظ على حركة قطع سلسة ومنتظمة.
• بالنسبة للألواح السميكة أو المواد التي يصعب قطعها، يمكن استخدام ميل طفيف للأمام (رأس فوهة القطع مائل في اتجاه الحركة) للمساعدة في إزالة الخبث، ولكن تجدر الإشارة إلى أن هذا قد يتسبب في ميل معين للقطع.

ملخص

لا ينتج تراكم الخبث في قاع الفرن عادةً عن سبب واحد. يمكنك إجراء عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل منهجي بالترتيب التالي:المعايير > المعدات > المواد > العمليات. عادةً ما تكون الفحوصات ذات الأولوية القصوى هي فحص ضغط الأكسجين، وسرعة القطع، وحالة فوهة القطع.من خلال الضبط الدقيق، يُمكن التحكم في كمية الخبث المتراكم بحيث تصبح ضئيلة جدًا أو يسهل إزالتها. وإذا كان الخبث قد تشكل، فيمكن إزالته بسهولة باستخدام مطرقة أو جلاخة زاوية أو أدوات أخرى.