دلایل آویزان شدن سرباره در پایین دستگاه هنگام برش فولاد کربنی با اکسیژن

هنگام برش فولاد کربنی با اکسیژن، سرباره در پایین (لبه پایینی سطح برش) آویزان می‌شود. این یک پدیده بسیار رایج است که به طور حرفه‌ای به عنوان "آویزان شدن سرباره" یا "چسبندگی سرباره" شناخته می‌شود. اجزای اصلی این سرباره، اکسیدها و ناخالصی‌های با نقطه ذوب بالا مانند اکسید آهن و سیلیکات‌ها هستند که در طول فرآیند برش تولید می‌شوند.علت اصلی تشکیل سرباره این است که دما و جریان گاز در لبه پایینی برش برای خارج کردن کامل اکسیدهای مذاب کافی نیست و باعث می‌شود که آنها سرد شده و به کف برش بچسبند.

دلایل خاص را می‌توان از جنبه‌های زیر تحلیل کرد:

تنظیمات نادرست پارامترهای برش (شایع‌ترین علت)

۱. فشار اکسیژن برش نامناسب است:

• فشار ناکافی: نیروی دمش جریان گاز برای حذف کامل سرباره مذاب از کف برش کافی نیست، که منجر به افتادگی سرباره و جامد شدن آن به صورت اتصالات سرباره "گره مانند" می‌شود.
• فشار بیش از حد: اگرچه جریان گاز زیاد است، اما می‌تواند منجر به برش بیش از حد پهن و ناهموار شود. علاوه بر این، اثر خنک‌کننده جریان گاز ممکن است باعث شود قسمت پایینی برش زودتر از موعد خنک شود و عملاً مقداری سرباره مذاب در لبه "قفل" شود.

۲. سرعت برش مطابقت ندارد:

• سرعت خیلی زیاد است: جریان اکسیژن کند می‌شود و فلز پایینی نمی‌تواند به طور کامل اکسید و جدا شود. فلز مذاب و اکسیدی که به طور کامل واکنش نداده‌اند، کشیده شده و در پایین انباشته می‌شوند.
• سرعت خیلی کم است: برش بیش از حد سوزانده می‌شود، ورودی گرما خیلی زیاد است، مقدار زیادی سرباره تولید می‌شود که از ظرفیت دمیدن جریان اکسیژن فراتر می‌رود و مقدار زیادی تجمع تحت عمل گرانش رخ می‌دهد.

۳. نرخ انرژی شعله پیش گرمایش نامناسب:

• شعله خیلی قوی است (استیلن/گاز خیلی زیاد است): لبه بالایی برش ذوب شده و فرو می‌ریزد و در نتیجه سرباره بیشتری تولید می‌شود و دمای لبه پایینی ممکن است خیلی بالا باشد، سیالیت سرباره خیلی خوب است و به راحتی کنده نمی‌شود.
• شعله خیلی ضعیف است: نمی‌تواند گرمای کافی برای حفظ واکنش برش در جهت صفحه ضخیم فراهم کند، در نتیجه اکسیداسیون کافی فلز زیرین صورت نمی‌گیرد و سرباره چسبناکی تشکیل می‌شود که به سختی می‌توان آن را پاک کرد.

مشکلات تجهیزات برش و گاز

۱. مشکل بریدن دهان:

• مدل مطابقت ندارد: شماره نازل برش خیلی کوچک است و جریان اکسیژن کافی نیست؛ شماره نازل برش خیلی بزرگ است و جریان هوا نامنظم است.
• مسدود یا آسیب دیده: مجرای داخلی نازل برش (به ویژه سوراخ اکسیژن) دچار برآمدگی، ساییدگی یا گرفتگی جزئی توسط پاشش مواد شده است که منجر به تغییر شکل جریان اکسیژن (نه استوانه‌ای خالص)، دوشاخه شدن و تضعیف نیروی دمیدن سرباره می‌شود.
• فاصله نامناسب از قطعه کار: اگر فاصله خیلی زیاد باشد، راندمان پیش گرمایش کم است و جریان هوا پخش می‌شود؛ اگر فاصله خیلی کم باشد، به راحتی نازل برش مسدود می‌شود و باعث تمپر شدن می‌شود.

۲. خلوص و فشار گاز:

• خلوص پایین اکسیژن: اکسیژن صنعتی (عموماً ۹۹.۵٪) در صورت وجود نیتروژن و سایر ناخالصی‌ها، راندمان واکنش اکسیداسیون را کاهش داده و منجر به سرباره چسبناک‌تر می‌شود.

مشکل مواد برش خورده

۱. ترکیب مواد:وقتی محتوای کربن، سیلیکون، منگنز، فسفر، گوگرد و سایر عناصر در فولاد کربنی زیاد باشد:

• محتوای کربن بالا: نقطه سوختن بهبود یافته، سیالیت ضعیف و سرباره چسبناک است.
• محتوای بالای سیلیکون و منگنز: این ماده اکسیدهای سیلیکات و منگنات با نقطه ذوب بالا تشکیل می‌دهد که چسبناک هستند و به سختی از بین می‌روند.

۲. شرایط سطح:زنگ زدگی شدید، رنگ، پوسته اکسید یا رطوبت روی سطح ورق فولادی، گرما را جذب می‌کند، در پیش گرمایش اختلال ایجاد می‌کند و ناخالصی‌های بیشتری را وارد حوضچه مذاب می‌کند و مقدار و ویسکوزیته سرباره را افزایش می‌دهد.

۳. دمای مواد:برش در محیط سرد، دمای اولیه صفحه فولادی پایین است، اتلاف گرما سریع است و قسمت پایین برش به راحتی خنک و جامد می‌شود.

مسائل فنی عملیاتی

۱. زاویه مشعل:عدم نگه داشتن نازل برش عمود بر سطح قطعه کار در حین برش (هنگام برش در یک خط مستقیم) یا کنترل نامناسب مقدار دنباله (هنگام برش در یک منحنی) بر مسیر تخلیه سرباره تأثیر می‌گذارد.

۲. عملکرد ناپایدار:سرعت و لرزش ناهموار در طول برش دستی، که منجر به فرآیند برش متناوب می‌شود.

راهکار و پیشنهاد

۱. بهینه‌سازی پارامترهای برش:

• شماره نازل برش صحیح را با توجه به ضخامت ورق فولادی انتخاب کنید و فشار اکسیژن و شعله پیش گرمایش را طبق جدول پارامترهای برش تنظیم کنید.
• سرعت برش را تنظیم کنید: جرقه‌های برش را از قسمت پایین برش به صورت عمودی به سمت پایین (یا کمی به سمت عقب) ایجاد کنید، در این زمان مناسب‌ترین سرعت را انتخاب کنید.

۲. بررسی و نگهداری تجهیزات:

• نازل برش را تمیز یا تعویض کنید تا جریان هوای روان و شکل منظم تضمین شود.
• خط لوله گاز و شیر کاهنده فشار را بررسی کنید تا از پایدار بودن فشار و خلوص اکسیژن مطابق با استاندارد اطمینان حاصل شود.
• ارتفاع نازل برش مناسب را حفظ کنید (معمولاً حدود ۱/۱۰ ضخامت صفحه فولادی، و به دستورالعمل‌های دستگاه مراجعه کنید).

۳. پیش تصفیه قطعات کار:

• تا حد امکان زنگ زدگی، رنگ و آلودگی را از مجاورت خط برش پاک کنید.
• در محیط‌های سرد، می‌توان پیش‌گرمایش موضعی فولاد را در نظر گرفت.

۴. بهبود مهارت‌های عملیاتی:

• حرکت برش را صاف و یکنواخت نگه دارید.
• برای صفحات ضخیم یا موادی که برش آنها دشوار است، می‌توان از کمی شیب رو به جلو (سر نازل برش در جهت حرکت متمایل است) برای کمک به پاشیدن سرباره استفاده کرد، اما باید توجه داشت که این کار ممکن است باعث ایجاد شیب خاصی در برش شود.

خلاصه

سرباره آویزان از کف معمولاً به یک دلیل واحد ایجاد نمی‌شود. می‌توانید عیب‌یابی سیستماتیک را به ترتیب زیر انجام دهید:پارامترها> تجهیزات> مواد> عملیات. بررسی‌های با بالاترین اولویت معمولاً شامل فشار اکسیژن برش، سرعت برش و وضعیت نازل برش است.از طریق تنظیم دقیق، می‌توان سرباره معلق را تا حدی کنترل کرد که بسیار کم یا به راحتی جدا شود. اگر سرباره تولید شده باشد، معمولاً با چکش، سنگ فرز و سایر ابزارها می‌توان به راحتی آن را جدا کرد.