Duc Lien Tuc Upcast

 

ĐÚC LIÊN TỤC PHÔI ĐỒNG KHÔNG OXI THEO PHƯƠNG PHÁP UPCAST Đúc liên tục theo phương pháp UPCAST (upward casting) là công nghệ sản xuất phôi đồng không oxi đã được nghiên cứu và triển khai tại Outokumpu Pori foundries ở Phần Lan vào năm 1968, sau 3 năm, dây chuyền sản xuất đầu tiên được lắp đặt tại Outokumpu. Ưu điểm của kiệm phương pháp là: Công tiênvào tiến, phẩm chấtĐặc lượng tiết kiệm nguyên liệu, tiết năng lượng, đầu tưnghệ ít, đưa sảnsản xuất nhanh. biệtcao, rất  phù hợp với nhu cầu của những nhà máy loại trung và nhỏ để sản xuất phôi kéo dây, phôi ống và các loại thanh hình. Hiện nay, ở nước ta nhiều công ty đã trang bị dây chuyền UPCAST để sản xuất phôi đồng không oxi. Dưới đây là vài công ty đã trang bị dây chuyền UPCAST: Bảng 1. 1. Các công ty có trang bị dây chuyền UPCAST STT Tên công ty Năng suất máy Nơi chế tạo 1 Công ty Cổ phần Cáp và Vật 3000 tấnnăm Outokumpu – Phần Lan liệu Viễn thông (SACOM) 10000 tấn/năm Outokumpu – Phần Lan 2 Công ty Cổ phần Cáp Sài Gòn 10000 tấn/năm Outokumpu – Phần Lan 3 Công ty Cổ phần Dây điện từ 6000 tấn/năm Rautomead – Anh  Ngô Han 4 Công Ty TNHH Dây và Cáp 12000 tấn/năm Trung Quốc điện Tân Cường Thành 5 Công ty TNHH Một thành viên 10000 tấn/năm Outokumpu – Phần Lan Cơ Điện Trần Phú – TRAFUCO 2 dây chuyền 5000 Trung Quốc tấn/năm 6 Công ty Cổ phần SNC Việt 6000 tấn/năm  Nam I. Quá trình đúc liên tục theo phương pháp Outokumpu Upcast 1.1. Dây chuyền công nghệ đúc phôi đồng liên tục Outokumpu Upcast. Trên hình 1 là dây chuyền công nghệ đúc phôi đồng liên tục UPCAST. Phía  bên máyloại nạplỏng liệutừtựlòđộng để nạp đồng lò nhiệt nấu chảy ứngkênh, có kênh. Một trái phầnlàkim nấu chảy được đưacatôt vào vào lò giữ kiểu kiểu cảm cảm ứng có theo từng lượng nhỏ qua máng dẫn. Phía trên lò giữ nhiệt là thiết bị kéo phôi. Quá trình đúc phôi  bắt đầu bằng việc nhúng đầu khuôn graphit vào kim loại lỏng ở độ sâu gần 100 mm (như hình 2). Dưới tác động của áp suất tĩnh kim loại lỏng, đồng lỏng xâm nhập vào khuôn graphit. Sau đó, đồng đông đặc trên bề mặt trong của khuôn graphit. Thiết bị kéo với các con lăn kẹp, kéo phôi đồng lên phía trên theo chu kỳ dừng và kéo, sau đó đưa vào máy thu.

 

1

 

 

Hình 1. 1. Dây chuyền công nghệ đúc phôi đồng liên tục UPCAST

Trong dây chuyền UPCAST có thể có 1 lò (năng suất đến 6000 t/năm) hay hai lò (năng suất cao hơn 6000 t/năm). Trong dây chuyền một lò, việc xử lý đồng catôt được thực trong lò nung nóng sơ bộ đồng catôt và nạp liệu bằng máy  bán tự động. Trong dây chuyền hai lò, chỉ có máy nạp liệu tự động (không cần phải nung nóng sơ bộ đồng catôt). 1.2. Hiệu qủa nấu bằng lò cảm ứng.  Năng lượng cần thiết để nung nóng và nấu chảy đồng catôt và để giữ nhiệt được tạo ra trong các bộ cảm ứng dạng kênh. Bộ cảm ứng là thiết bị sử dụng năng lượng hiệu quả nhất để nấu đồng. Bộ cảm ứng bao gồm các cụm chi tiết sau: - Vỏ thép được làm nguội bằng không khí hay bằng nước, có thể tháo ra khỏi thân lò - Kênh chứa đồng lỏng, làm việc như cuộn dây thứ cấp - Lớp lót chịu lửa của kênh – lớp chịu lửa có thành phần cơ bản là silic oxit (thạch anh). Hình 2. 2. Sơ đồ khuôn kết tinh Bộ cảm ứng dạng kênh dùng để nung nóng trực tiếp đồng lỏng trong lò không qua thiết bị công nghệ trung gian, đó là phương pháp nấu chảy bằng điện hiệu quả nhất. Phương pháp này đảm bảo điều chỉnh nhiệt độ chính xác. Do dao động nhiệt độ kim loại lỏng có thể ảnh hưởng xấu đến quá trình đông đặc, nên điều chỉnh nhiệt độ là yếu tố rất quan trọng, không chỉ để tiết kiệm năng lượng điện mà còn đảm bảo chất lượng phôi đồng.  Nhiều khu công nghiệp, nhất là ở châu Á và Nam Mỹ có điện thế của lưới điện không ổn định. Tất cả các dây chuyền UPCAST mới được trang bị thiết bị đặc biệt để tối ưu hoá nguồn điện, nhờ vậy mà không còn sự dao động điện thế. Người thao tác có thể  

2

 

đặt các thông số cần thiết từ buồng điều khiển. Hệ thống điều khiển của quá trình UPCAST tự động điều chỉnh các thông số nấu luyện đã được thiết lập, nhờ đó mà tiêu hao điện năng cần thiết để nấu luyện giữ ở mức yêu cầu, đảm bảo đủ khối lượng sản xuất. Hệ thống điều khiển như vậy giữ nhiệt độ kim loại lỏng không đổi. 1.3. Hệ thống một lò có năng suất đến 6000 tấn/năm. Hệ thống một lò đòi hỏi lắp đặt thêm lò để nung nóng sơ bộ đồng catôt trước khi nạp vào lò tổ hợp nấu chảy – giữ nhiệt. Trong hệ thống hai lò, lò nấu chảy được chú ý khử hơi ẩm trên đồng catôt và làm đồng đều dao động nhiệt độ khi nạp đồng catôt “nguội” vào kim loại lỏng.  Ngay cả khi sử dụng lò tổ hợp nấu chảy – giữ nhiệt có dun dungg tích lớn (tối thiểu 5 tấn) lò cũng chỉ được lắp đặt sau khi có lò nung nóng sơ bộ đồng catôt. Đồng catôt được nung nóng đến 200oC sẽ nóng chảy nhanh hơn, sẽ không giữ hơi ẩm trên bề mặt. Việc nấu chảy đồng catôt xảy ra trong buồng nấu chảy của lò. Buồng nấu chảy được ngăn với buồng giữ nhiệt bằng bức tường ngăn, dưới tường ngăn có các lỗ để đồng lỏng chảy từ buồng nấu vào buồng đúc. Do khối lượng đồng lỏng lớn và nhờ nung nóng trong hệ thống cảm ứng dạng kênh, dao động nhiệt độ trong hệ thống được giảm thiểu, ngay cả trong lò tổ hợp nấu chảy – giữ nhiệt. 1.4. Hệ thống hai lò có năng suất cao Hệ thống hai lò có năng suất cao (từ 6000 đến 30000 tấn/năm và cao hơn), gồm lò nấu chảy và lò giữ nhiệt. Cả hai lò này được trang bị các bộ cảm ứng, đảm bảo năng lượng cho quá trình nấu chảy và ổn định đồng lỏng. Các lò được nối với nhau bằng máng dẫn kín. Khí bảo vệ (N 2 hay CO) ngăn chặn sự oxi hóa của đồng lỏng. Thiết bị kéo phôi hoạt động dưới tác động của cơ cấu trợ dẫn điều khiển bằng máy tính, điều khiển sự dịch chuyển của trục kéo. Chế độ dịch chuyển như vậy đảm bảo mức độ đông đặc cần thiết của phôi trên bề mặt khuôn graphit. Đối với dây chuyền có năng suất cao hơn 6000 tấn/năm, nấu chảy và đúc được thực hiện trong các lò khác nhau do yêu cầu kỹ thuật về năng suất và chất lượng đúc. 1.5. Phương diện luyện kim của UPCAST. Đồng catôt đưa vào lò nấu chảy (đối với hệ thống 2 lò) hay buồng nấu chảy của lòHàm tổ hợp nấuoxi chảy giữ nhờ nhiệtlớp (đối vớigỗhệtrên thống 1 lò)đđồng chứalỏng oxitrong tronglò. phạm vi 10-15  ppm. lượng này nà yvàgiảm than bề mặt ồng Để thực hiện quá trình giữ nhiệt, đòi hỏi đủ thời gian, do khử oxi từ đồng lỏng nhờ lớp than gỗ hay than graphit dạng vảy là quá trình hóa học phức tạp, đòi hỏi sự di chuyển khối lượng trong suốt thời gian dài. Khối lượng đồng lỏng lớn dẫn đến dao động nhiệt tối thiểu trong thời gian nạp đồng catôt và đảm bảo thu được kim loại lỏng đồng đều hơn. Dung tích của lò nấu chảy UPCAST từ 7 đến 24 tấn đồng lỏng. Trong hệ thống hai lò, đồng lỏng từ lò nấu chảy đưa vào lò giữ nhiệt qua máng dẫn trong điều kiện khí bảo vệ, không cho oxi từ không khí xung quanh xâm nhập vào đồng lỏng. Kim loại lỏng được phủ bằng lớp than graphit dạng vảy trong lò giữ nhiệt, nhờ đó giảm được lượng oxi đủ thấp. Do hầu như toàn bộ oxi được loại ra khỏi lò nấu chảy, đồng lỏng trở nên đồng nhất trước khí rót vào lò giữ nhiệt, chất lượng kim loại lỏng trở nên cao hơn, còn hàm lượng oxi thấp. Phôi đồng của UPCAST thường chứa khoảng 1-2 ppm oxi.

 

3

 

Lò được lót bằng gạch cao nhôm và sau vài năm (5-6 năm hoặc cao hơn) mới xây lại lò. Tuổi thọ lớp lót của bộ cảm ứng trong lò nấu chảy thường vào khoảng 1 năm và cao hơn một ít trong lò giữ nhiệt. Tuổi thọ của lớp lót được quyết định bởi các phản ứng hóa học, xảy ra trong lớp lót khi sấy lò lần đầu tiên. Khi tiếp xúc lớp lót với kim loại lỏng tạo thành lớp oxit thiêu kết (“dạng thủy tinh”). Trên hình 3 là ví dụ tạo thành lớp như vậy: hình 3a là tổ chức cơ sở của vật liệu chịu lửa cao nhôm không tham gia phản ứng hóa học; trên hình 3b cũng là vật liệu đó lấy từ lò đã làm việc, ở chỗ tiếp xúc với kim loại lỏng. Đồng lỏng xâm nhập vào vật liệu cơ sở do tác động của lực mao dẫn và dưới tác động của khuếch tán ở trạng thái rắn. Hiện tượng này chỉ xảy ra trong lớp chịu lửa xốp ban đầu và xảy ra trong thời gian mở lò. Sản phẩm của phản ứng hoá học giữa vật liệu cơ sở và đồng như hình bên phải. Các vùng sáng hơn là nền đã được thiêu kết, còn các vết tối là độ xốp đặc trưng của gốm.

Hình 3a. Tổ chức của vật liệu chịu lửa cao nhôm chưa tham gia  phản ứng

Hình 3b. Tổ chức của cùng vật liệu, nhưng đã tham gia phản ứng, ở dạng thiêu kết trong lớp lót lò

Qua lớp này, không hề xảy ra sự di chuyển khối lượng (ngoại trừ di chuyển do khuếch tán), còn lớp chịu lửa của lò là môi trường trơ về mặt hóa học đối với đồng lỏng. Việc khử oxi từ đồng lỏng chỉ xảy ra trên bề mặt đồng lỏng khi có mặt lớp than gỗ hay than graphit. Trong thời khửđược oxi không xảylỏng ra tiêu lớpcao, chịunhờ lửa.đóNấu nghệ UPCAST đảm gian bảo thu kim loại có độhao sạch phôichảy đồngtheo thu công được theo quá trình này là vật liệu rất tốt để sản xuất ra sản phẩm chất lượng cao. Dây kéo từ phôi như vậy được kéo liên tục đến đường kính 0,015-0,02 mm khi sản xuất dây điện từ tráng men và đến 0,001 mm để sản xuất dây siêu dẫn nhiệt độ thấp. 1.6. Phôi kéo dây được sản xuất trên hệ thống UPCAST. Phôi UPCAST được sản xuất từ đồng không oxi và có tổ chức đúc. Do không có oxi trong phôi đồng nên giảm được bước kéo trên máy kéo dây. Tuy nhiên, tổ chức đúc khi kéo nguội đòi hỏi tiêu hao năng lượng để ủ nhiều hơn so với dây đã được cán nóng. Đó là do quá trình kết tinh lại xảy ra gần biên giới hạt. Trong kim loại ở trạng thái đúc có cỡ hạt lớn (kích cỡ hạt có thể đạt vài milimet), ngay cả sau khi kéo và biến dạng, vẫn còn một lượng  biên giới hạt tương đối ít. Do vậy cần thêm năng lượng để bắt đầu quá trình kết tinh lại. Để ủ thành công trong quá trình ủ lần đầu, dây được kéo ngay sau khi đúc cần 10-15% năng lượng  

4

 

cao hơn so với dây đồng cán nóng đã ở dạng kết tinh lại từ lúc đạt 8 mm. Giai đoạn ủ sau đó chỉ cần năng lượng cao hơn 2-3%. Điều này được giải thích là do đối với đồng không oxi yêu cầu nhiệt độ kết tinh lại cao hơn một ít. 1.7. Những vấn đề chủ yếu về chất lượng Dưới đây là những vấn đề quan trọng nhất về chất lượng phôi kéo để đảm bảo gia công tiếp theo, đảm bảo yêu cầu tính năng sử dụng cao của vật liệu. - Đồng không oxi là vật liệu một pha (không có đồng oxit trong tổ chức vật liệu). Do vậy, độ dẻo (dẫn đến khả năng kéo) của vật liệu này cao hơn đồng điện phân. - Trong “công nghệ nấu chảy đồng”, việc giảm hàm lượng oxi do phản ứng giữa oxi và cacbon (than gỗ, graphit, graphit dạng vảy) đòi hỏi thời gian giữ nhiệt lâu (và lò có dung tích lớn) do tốc độ quá trình hoàn nguyên chậm. Một khối lượng đồng lớn sẽ pha loãng oxi và giúp đạt được hàm lượng oxi thấp. Lò UPCAST được xác định kích thước để mức oxi trong phôi đồng có thể giảm đến 1-2 ppm. Tiêu chuẩn quốc tế cho phép mức oxi tối đa trong đồng không oxi mác Cu-OF là 10 ppm. - Khi mức oxi cao (cao hơn 4 ppm), trong tổ chức kim loại có thể xuất hiện rỗ khí, dẫn đến các vần đề phức tạp khi kéo dây. - Nhờ công nghệ sản xuất vật liệu chịu lửa hiện đại, thu được đồng lỏng sạch trong quá trình nấu chảy là cơ sở để sản xuất phôi chất lượng cao. Tính trơ của lớp chịu lửa của lò đảm bảo các phần tử lạ, có thể gây đứt dây khi kéo, không xâm nhập vào phôi đồng. - Thiết bị kéo phôi với cơ cấu trợ dẫn có trang bị máy tính điều khiển quá trình đúc. Quá trình đúc phôi được thực hiện bởi sự đông đặc của kim loại lỏng trên bề mặt khuôn graphit. Để đảm bảo chất lượng bề mặt phôi đồng tốt và ổn định, trên các dây chuyền UPCAST do OUTOKUMPU chế tạo, chỉ sử dụng cơ cấu trợ dẫn với nguyên tắc dịch chuyển được thiết kế đặc biệt để điều khiển sự tương tác giữa các bề mặt phôi và khuôn (masát). Đó là sự tiến bộ kỹ thuật trong quan hệ giữa chất lượng phôi đúc và độ tin cậy trong sử dụng khi so sánh với các hệ dẫn động cơ khí trước đây. 1.8. Kích thước cơ bản của hệ thống UPCAST . Dưới đây là kích thước cơ bản của vài hệ thống UPCAST: Bảng 2. Kích 2. Kích thước cơ bản của các hệ thống UPCAST Năng suất Kích thước mặt bằng Công suất lắp đặt  *

Kiểu máy

(tấn/năm) 3000 6000 12000 15000 30000

(KVA) 16lắp m xđặt 27 m 350 Một lò, 4 khuôn kết tinh 16 m x 31 m 450 Một lò, 8 khuôn kết tinh 18 m x 33 m 1050 Hai lò, 14 khuôn kết tinh 18 m x 36 m 1100 Hai lò, 18 khuôn kết tinh 21 m x 40 m 2000 Hai lò, 36 khuôn kết tinh *) Kích thước mặt bằng xưởng bao gồm diện tích kho chứa nguyên liệu,  phòng điều đ iều kh khiển iển vvàà khoản kh oản cách đđểể thuận tiện thao tác. N Ngoài goài ra, cần mộ mộtt buồng cho các tủ điện (diện tích tương đối nhỏ). Các con số này chỉ là các số tham khảo, trong các địa hình khác nhau, có thể thiết kế lại cho phù hợp.   **) Các cuộn thu dây được lắp đặt trên 2 tầng. 1.9. Ứng dụng của quá trình UPCAST Quá trình UPCAST được sử dụng bởi:  

5

 

- Các nhà sản xuất cáp và dây đồng có kích cỡ từ nhỏ đến vừa sẽ chọn hệ thống UPCAST để sản xuất phôi kéo 8 mm thay thế cho việc mua từ các nguồn bên ngoài. - Các nhà sản xuất đồng hay phôi đồng, cần đa dạng hóa sản phẩm gồm nhiều loại đồng khác nhau (đồng không oxi) hay sử dụng tính linh hoạt của UPCAST để sản xuất  phôi có đường kính khác nhau cho khách hành (ví ddụụ phôi có đường kính 8-10 8-10-12-16-18-24 -12-16-18-24 mm). - Các nhà sản xuất dây kéo nhỏ hay kéo nhiều loại dây chỉ chấp nhận phôi kéo chất lượng tốt. Các nhà sản xuất đặc biệt cần đồng không oxi cho sản xuất (ví dụ, các nhà sản xuất cáp – LAN) - Các nhà sản xuất hợp kim đồng (đồng thau, đồng thanh, niken-bạc, đồng thau chứa chì v.v..) và các nhà sản xuất kim loại qúy. II. Những vấn đề chủ yếu của công nghệ sản xuất phôi đồng không oxi trên hệ thống UPCAST. 2.1. Thành phần hóa của đồng không oxi. Thành phần hóa học của đồng không oxi theo các tiêu chuẩn ASTM B170-99 và GOST 859-78 như bảng 3. Bảng 3. 3. Thành phần hóa học của đồng không oxi  Nguyên tố ASTM B170-99 GOST 859-78 C10100 C10200 M00 M0 M0 (OFE) (OF) Cu, min % 99,99 … Cu (+Ag), … 99,5 99,99 99,97 99,95 min %  ppm, max ppm, max ppm, max ppm, max ppm, max Sb 4 … 10 20 20 As 5 … 10 20 20 Bi 1 … 5 10 10 Cd 1 … … … … Fe 10 … 10 40 40 Pb 5 … 10 30 40 Mn 0,5 … … … …  Ni 10 … 10 20 20 O2   5 10 10 10 30 P 3 … 5 20 20 Se 3 … … … … Ag 25 … … … … S 15 … 20 30 40 Te 2 … … … … Sn 2 … 10 20 20 Zn 1 … 10 30 30 2.2. Yêu cầu đối với nguyên liệu. - Để đảm bảo phôi đồng đúc ra nhẵn láng, không oxi, đồng điện phân phải phù hợp với các yêu cầu sau:  

6

 

+ Thành phần hóa học: hàm lượng các tạp chất có hại trong đồng catôt, được sử dụng trong sản xuất đồng không oxi thường thấp hơn các giới hạn cho phép của mác M0k theo GOST 859-78 (bảng 4). Bảng 4. Thành 4. Thành phần hóa học của đồng catôt theo GOST 859-78 Mác đồng catôt

Cu+Ag,%, Không nhỏ hơn

M00k M0ky M0k

99,99 99,97 99,95

Bi

Sb

As

Tạp chất, %, không lớn hơn Fe Ni Pb Sn S

O2 

Zn

0,0005 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,002 0,001 0,002 0,015 0,001 0,002 0,002 0,004 0,002 0,003 0,002 0,004 0,02 0,003

P 0,001 0,002

+ Trên bề mặt đồng catôt không có các u bướu hình nấm của các tinh thể dạng nhánh; các bướu lớn, xốp; chỉ cho phép các bướu hình cầu không bị bong tróc khi va đập và chuyên chở. Bề mặt đồng catôt và tai catôt phải sạch, được rửa sạch chất điện phân, bùn điện  phân, không còn các cá c vết đồng sunfat và niken sunfat. Đồn Đồngg catôt phải đặc chắc, không bị gã gãyy do va đập khi vận chuyển, không cho phép sử dụng đồng catôt giòn và phân lớp. - Hồi liệu đồng không oxi của xưởng nấu đúc, sau khi cắt ra thành các phần thích hợp được đưa vào liệu, không xử lý thêm. Phế pliệu đồng không oxi của xưởng gia công phải tẩy bằng dung dịch 5-12% H 2SO4, rửa lại và sấy rồi mới đưa vào nấu đúc. - Trong các lò nấu chảy và giữ nhiệt cỡ lớn, yêu cầu chất lượng của nguyên liệu có có độ thểkhử không cắt bỏ cácphụ tai và mépvào cạnh đồng các lò cỡ nhỏ. Đóthể là giảm, do mức oxiphải ra khỏi đồng thuộc thời giancatôt giữ như kim trong loại lỏng dưới lớp than, thời gian giữ trong các lò lớn nhiều hơn so với các lò có dung tích nhỏ. 2.3. Yêu cầu đối với chất khử oxi - Than gỗ: Dùng để khử oxi và bảo vệ đồng lỏng trong các lò nấu chảy và lò giữ nhiệt. Để sản xuất đồng không oxi, người ta thường sử dụng than gỗ thu được khi nhiệt  phân gỗ của cây giống lá với yêu cầu như sau: Độ tro  2,5% Cacbon không bốc hơi ≥ 88,0% Hơi ẩm ≤ 6,0% Than vụn nhỏ hơn 12 mm ≤ 7,0% Trước khi sử dụng, người ta sàng lại than để loại bỏ các tạp chất lạ, nghiền o

thành cục 10-50 mm,bằng nungthép trong lò nhiệt, điện 3-4 ở nhiệt độcửa 650-800 C. Để ta đổ than vào thùng chịu đậygiờ bằng nắp có van bằng cát nung sông.than, Trongngười thời gian nung, mở lỗ thoát khí trong nắp thùng để hơi ẩm và chất bốc thoát ra ngoài. Sau khi nung, hơi ẩm giảm từ 5-10 đến 0,3-0,6%, chất bốc giảm từ 15-20 đến 11-12%. - Ngoài than gỗ, có thể sử dụng than graphit dạng vảy để phủ bề mặt đồng lỏng (loại có cỡ hạt qua sàng số 50, hàm lượng cacbon 99%, loại có cỡ hạt qua sàng số 32 càng tốt nhưng giá cả lên gấp đôi). 2.4. Chuẩn bị trước khi đúc. - Lắp khuôn graphit (khuôn graphit hình trụ có đường kính ngoài gần 30 mm, đường kính trong phụ thuộc vào kích thước phôi) vào áo nước làm nguội bằng đồng, rồi lắp  bọc bảo b ảo vvệệ bằn bằngg silic cacbua cho đầu dưới của áo nước như hình 2. Cắm thanh dẫn phôi có gắn đầu kéo bằng đồng vào khuôn kết tinh sao cho đầu đồng nhô ra khỏi khuôn graphit ~20 mm.  

7

 

- Thử áp lực nước làm nguội của áo nước, áo nước của khuôn kết tinh phải chịu được áp lực nước khoảng 6-8 kG/cm2 trong khoảng 1 giờ. - Đưa khuôn kết tinh vào lò để sấy nóng đồng đều, nối các đường nước ra vào khuôn (đường nước vào lắp phía dưới, đường nước ra lắp phía trên như hình 2), mở van cho một lượng nước thích hợp qua áo khuôn, rồi lắp khuôn vào máy đúc. - Điều chỉnh độ cao của khuôn kết tinh sao cho đầu khuôn graphít cắm ngập vào đồng lỏng với độ sâu khoảng 100 mm (mặt đồng lỏng cách bọc bảo vệ áo nước khoảng 30 mm). Nếu độ sâu khuôn kết tinh cắm vào đồng lỏng vượt qua chiều cao của bọc bảo vệ thì có nguy cơ khuôn bị nứt, hỏng, chảy nước làm nguội vào đồng lỏng gây nổ. - Nối khuôn với bơm chân không (nếu có). - Kiểm tra cơ cấu báo mức đồng lỏng, kiểm tra cặp nhiệt độ. - Kiểm tra nước trong tháp nước dự phòng. - Kiểm tra hoạt động của máy phát điện để dự phòng vào lúc mất điện lưới. 2.5. Công nghệ nấu chảy và giữ nhiệt đồng lỏng. Công nghệ nấu chảy đồng không oxi trong lò cảm ứng có kênh bao gồm các công đoạn: nạp liệu, nấu chảy đồng, khử oxi bằng cách giữ dưới lớp than gỗ và nung quá nhiệt đồng lỏng để đảm bảo rót vào lò giữ nhiệt. Trong quá trình nấu chảy, bề mặt đồng lỏng phải được che phủ bằng than gỗ khô với bề dày lớp than vào khoảng 150 mm. Người ta rót đồng lỏng từ lò nấu chảy vào lò giữ nhiệt khi nhiệt độ đồng đạt 1170±10oC. Trước khi rót phải kiểm tra máng dẫn và sấy máng, đồng lỏng trong lò nấu chảy cần có thời gian giữ nhiệt khoảng 15-20 phút trước khi rót. Lúc rót, cần ngắt dòng điện trong thiết bị cảm ứng, tốc độ rót phải đều đặn. Sau khi rót cần làm sạch máng dẫn và kịp thời nấu chảy đồng catôt để bù lượng đồng đã rót.  Nhiệt độ đồng lỏng trong lò giữ nhiệt được giữ trong phạm vi 1150±10oC. Bề dày lớp than phủ (than gỗ hay than graphit dạng vảy) trong lò giữ nhiệt khoảng 100-150 mm. Sau mỗi ca nấu đúc, phải hốt lớp than cũ trên bề mặt đồng lỏng ở lò nấu chảy và lò giữ nhiệt, chỉ để lại một lớp than mỏng, làm sạch tro và thay bằng lớp than mới. Trong quá trình nấu đúc, cần theo dõi nhiệt độ nước làm nguội các cuộn dây cảm ứng của lò. Nhiệt độ nước làm nguội này vào khoảng 20-30 oC. 2.6. Thao tác công nghệ đúc phôi đồng liên tục. Khởi động thiết bị kéo phôi và điều chỉnh tốc độ kéo phôi (vào khoảng 400700 mm/phút đối với phôi có đường kính 14 mm), rồi kẹp chặt các con lăn dẫn phôi vào thanh dẫn.  Nhiệt độ nước vào khuôn kết tinh khoảng 20-35oC, nhiệt độ nước ra khỏi khuôn kết tinh < 55oC, chênh lệch nhiệt độ nước ra vào khuôn kết tinh khoảng 15 oC. áp lực nước vào khoảng 2-3 kG/cm 2. Sau khi kéo phôi ra khỏi khuôn kết tinh, tháo thanh dẫn phôi ra và đưa phôi vào máy thu thành cuộn. 2.7. Xử lý sự cố trong quá trình đúc liên tục trên hệ thống UPCAST. - Nếu mất điện lưới mà máy phát điện dự phòng không thể đảm bảo yêu cầu sản xuất thì ngoài việc đảm bảo cung cấp nước làm nguội, phải lập tức lấy khuôn kết tinh ra  

8

 

khỏi lò. Cần chú ý không được phép mất điện quá 10 phút, nếu mất lâu đồng lỏng sẽ đông đặc làm hỏng lò. Khuôn kết tinh lấy ra phải thử lại áp lực nước và thay mới khuôn graphit,  bọc bảo vệ. - Khi xảy ra sự cố mất điện hoặc các sự cố khác như ống dẫn nước bị xì phải thay lại trong khoảng thời gian một phút phải cấp nước trở lại, nếu không sẽ gây tổn hại đối với cuộn dây cảm ứng và khuôn kết tinh. Khi khẩn cấp phải dùng đến tháp nước dự phòng cần chú ý lượng nước đã chảy đi trong tháp nước dự phòng. - Khi mất điện lưới phải dùng máy phát điện hoặc xảy ra các sự cố khác như hư hỏng thiết bị không thể tiếp tục sản xuất thì phải giữ nhiệt cho lò ở 1110-1130 oC. - Trong trường hợp khuôn kết tinh bị rò rỉ nước, lập tức khóa van của đường nước vào khuôn và rút khuôn lên. - Khi lò hư hỏng, phải rút hết đồng lỏng ra khỏi lò rồi mới xây lại lò. Lò thường bị hư hỏng chủ yếu là ở vùng kênh cảm ứng do lâu ngày các chất bẩn bám vào thành khuôn làm cho tiết diện kênh bị thu hẹp lại, hoặc do nhiệt độ cao làm nứt vỡ lớp chịu lửa của kênh cảm ứng.

 

9