بیلت، اصلی ترین مواد اولیه در صنعت اکستروژن

بیلت چیست؟

بیلت(به انگلیسی:Aluminium Billet)  یک نوع از شمش‎‌های آلومینیوم است که در زمره محصولات نیمه ساخته آلومینیوم به حساب می‌آید. مصرف اصلی بیلت ها در صنعت اکستروژن می باشد که بعنوان مواد اصلی تولید از آنها استفاده می شود و بر مبنای برنامه های تولید و سفارشات مشتریان نسبت به تولید آنها در گروه های آلیاژی مختلف اقدام می گردد.

پیدایش بیلت آلومینیوم

تقریبا همزمان به شروع تولید مقاطع آلومینیومی به روش اکسترود و در سال های 1930 تا 1935 میلادی تولید بیلت هم آغاز گردید . با روشهای ابتدایی در آن زمان بالاخره اهالی صنعت آلومینیوم توانستند یک شکل از مواد اولیه مناسب برای تزریق آلومینیوم پیدا کنند. از آن زمان به بعد صنعت تولید بیلت آلومینیوم با سرعت چشمگیری پیشرفت داشته است.

روش تولید بیلت

ابتدا عوامل و عناصر تشکیل دهنده بیلت مانند شمش آلومینیوم و سایر افزودنی ها بر مبنای آلیاژ خواسته شده داخل کوره ریخته می شوند. پس از رسیدن محتوای کوره به دمای مورد نظر و گذشت زمان استاندارد و همچنین هم‌زدن کوره به تعداد استاندارد، مذاب وارد صفحه ریخت می شود و به ترتیب مراحل گاززدایی، فیلتراسیون و انجماد را پشت سر می گذارد.

آلومینیوم مذاب در قالب آب گرد با عمق کم ریخته می شود. این قالب معمولا سطح مقطعی گرد دارد که به هنگام شروع انجماد مذاب در قالب قسمت زیرین قالب با سرعت کنترل شده ای شروع به پایین رفتن می کند و بر روی سطح تازه منجمد شده بیلت در حال خروج از قالب آب پاشیده می شود. در کوره های ریخته گری نوین پارامترهای تاثیر گذار در کیفیت ریخت بیلت بوسیله حسگرهای دقیق و حساس بیشتر و دقیق تر کنترل می گردد.

از مزایای ریخته‌گری به روش سرمایش مستقیم یا همان DC می‌توان به کاهش تنش‌های درونی شمش ساخته شده با این فرایند شکل‌دهی در مقایسه با سایر روش‌ها اشاره کرد. علت آن است که ذرات مذاب در حال انجماد می‌توانند در تمامی جهت‌ها برهمکنش داشته باشد. بدین دلیل که جریان مذاب تنها به بالای شمش اضافه می‌شود. از سوی دیگر در روش ریخت DC کمترین میزان از جدایش فازی را شاهد هستیم. در این روش می توانیم بیلت هایی با قطرهای بالا تولید کنیم. در روش DC  بیلت ها کمترین ترک خوردگی را خواهند داشت و فقط در مواقع خاصی که سرعت ریخت کنترل نگردد شاهد پیدایش ترک خواهیم بود.

تولید به روش ذوب مجدد

در این روش با استفاده از ته بیلت ها و سایر ضایعات برگشتی از دیگر خطوط تولید کوره را شارژ نموده و عناصر و افزودنی های مورد نیاز برای دستیابی به آلیاژ مورد نظر را اضافه می نماییم. باید توجه داشت برای بدست آوردن بیلت در هر گروه آلیاژی باید ضایعات با همان گروه آلیاژی در کوره قرار بگیرد برای مثال ، اگر بنا به تولید بیلت با آلیاژ 6063 داریم باید حتما از ضایعات گروه 6000 استفاده نماییم در غیر اینصورت یا به آنالیز مدنظر دست پیدا نخواهیم کرد و یا برای رسیدن به آن حجم خیلی بیشتری از افزودنی ها را باید شارژ کنیم.

بهترین کوره برای ذوب و ریخت مطلوب

در حال حاضر کوره های روتاری برای دست آوردن بیلت های مطلوب و همخوان با استااندارد توصیه می شود . ویژگی مهم کوره های روتاری این است که با دارا بودن دو جک هیدرولیک در دوطرف این کوره کاملا بصورت افقی قرار می گیرد و تمامی حجم مذاب بر روی صفحه ریخت تخلیه می گردد و کوره هیچگونه پسماندی نخواهد داشت. کوره ذوب DC روتاری، به صورت همزمان قابلیت تولید چندین سایز متفاوت از بیلت را دارد.

بیلت استاندارد

یکی از اصول اساسی برای دستیابی به بیلت استاندارد تست و آنالیز از مذاب در شروع فرایند ریخت است. زمانیکه کوره باز شده و مذاب وارد چرخه قالب ریزی می گردد بایستی از مذاب نمونه گرفته شده و سریعا آنالیز آن بدست آمده و درصد هر کدام از افزودنی ها در سطح مذاب مشخص شود. این عملیات از آنجا اهمیت ویژه ای دارد که اگر بموقع و در شروع فرایند ریخت نمونه و آنالیز گرفته نشود ممکن است بیلت تولید شده استاندارد مورد نظر را پاس ننموده و به آلیاژ مورد نظر دست پیدا نکنیم و بنوعی ضایعات تولید کرده باشیم.

فرایندهای پس از ذوب وریخت

هموژن

قبل از شروع تولید بوسیله بیلت ها ضروری است که آنها بوسیله یک نوع عملیات حرارتی همگن سازی شوند. تا میزان جدايش را كاهش داده و میزان يوتكتيک هاي غير متعادل نقطة ذوب پايين را كه امکان دارد باعث ترك خوردن شمش و بیلت در حین عملياتهای بعدي شود را تا حد امکان از بین برد. عملیات هموژن خصوصا در آلیاژهایی که از استحکام بالایی برخوردار هستند اهمیت ویژه ای دارد. اين عملیات به عنوان فرایند رسوب گذاري و توزيع مجدد تركيبات در پیکره بیلت ریخته شده بحساب می آید.

آزمایشات گوناگون روی پروفیل های تولید شده نشان می دهد بیلت هموژن شده برتری های فراوانی نسبت به نمونه هایی دارد که بلافاصله پس از ذوب و ریخت اکسترود می شوند. این مزایا عبارتند از:

1- بهبود خواص مکانیکی

2- از بین رفتن یکی از رایج ترین عیوب سطحی پروفیل های آلومینیومی به نام Pickup (پریدگی های روی سطح پروفیل)

3- کاهش فشاربر دستگاه پرس

4- افزایش سرعت اکستروژن

برشکاری

بیلت آلومینیوم بصورت شمش هایی در طول های تا 6 متر تولید اولیه می گردد و پس از عملیات هموژن آماده می شوند تا بنا بر برنامه های تولید و طول برش ارائه شده از سوی مشتریان به بخش برش سپرده شوند. در این بخش انواع اره های ثابت و نواری می توانند بیلتها را با طول های متفاوت برش دهند.

اره های 800 و 1000 الماسه دار و یا سگمنتی در کنار اره نواری های قدرتمند در بخش برش بیلتها را با اقطار گوناگون برش می دهند. لازم به ذکر است وجود روغن حل شونده یا همان آب صابون یکی از ارکان اساسی یک فرایند برش مطلوب می باشد.  حالا که با بیلت و نحوه تولید آن به صورت مختصر آشنا شده اید بهتر است با یکی از موفقترین تولیدکنندگان بیلت در کشور و حتی خاورمیانه بیشتر آشنا شوید.

تولید بیلت آلومینات

واحد ذوب و ریخت شرکت آلومینات در سال 1373 راه اندازی گردید و با نگرش کلان و آینده محور مدیریت این مجموعه  طی سالیان گذشته تا به امروز همواره در حال توسعه تجهیزات و گسترش  توانمندی خود بوده است. در این بخش نگاه دقیقی داریم به تجهیزات و توانمندی های واحد ذوب و ریخت شرکت آلومینات .

در حال حاضر واحد ذوب و ریخت آلومینات دارای 3 کوره ذوب و ریخت DC   (Direct Chill Casting )یا ریخته گری سرمایش مستقیم می باشد

2 کوره 10 تنی

1 کوره 12 تنی

این شرکت توانایی تولید بیلت های آلومینیومی از قطر 4 تا 21 اینچ را در تمامی گروه های آلیاژی دارد و با در اختیار داشتن 30 نفر نیروی انسانی می تواند در 3 شیفت کاری 50 تن بیلت با قطر های مختلف تولید نماید. تمامی بیلت های تولید شده توسط کوره های ذوب و ریخت با 2 دستگاه اره بیلت بر و 2 دستگاه اره نواری بعنوان بیلت برش خورده یا همان مواد اولیه تولید برای 5 پرس اکستروژن مهیا می گردند.

لازم به ذکر است اره های نواری توانایی برش مقاطع تا قطر 1000 میلیمتر را دارد . همچنین اره های بیلت بر توانایی برش بیلت تا قطر 350 میلیمتر را دارا می باشند. این واحد دارای یک کوره هموژن با ظرفیت 30 تن می باشد که رزانه توانایی هموژنیزه نمودن بیلت های ریخته شده را تا ظرفیت 60 تن دارد.

 

ذوب و ریخت با تکنولوژی نوین EM

با پیشرفت روزافزون تکنولوژی در صنعت ذوب و ریخت و همچنین نیاز صنایع مختلف به بالاترین سطح کیفیت مواد اولیه محصولات خود و نگرش مدیریت شرکت آلومینات که مبتنی بر بهبود مستمر تجهیزات و دانش فنی است. از سال 95 سیستم پیشرفته ذوب و ریخت EM یا الکترو مگنتیک در آلومینات  راه اندازی گردید که نقطه عطفی در صنعت ذوب و ریخت آلومینیوم بوجود آورد .

اگر بخواهیم به اختصار در مورد این تکنولوژی نوین ذوب و ریخت اطلاعاتی ارائه دهیم باید عنوان داشت این سیستم ریخته گری با  به کارگیری یک کوئل مسی اطراف قالب یک میدان مغناطیسی ایجاد نموده که بوسیله این میدان مغناطیسی یک جریان گردابی درون قالب شکل می گیرد. این میدان  مغناطیسی باعث شکستن دندریتها ، یکنواختی در دانه بندی از سطح تا مغز ، جلوگیری از shell zone، ریزدانگی هم محور و ….. می گردد. در حقیقت این میدان مغناطیسی رفتار القایی یک سیم پیچ را از خود نشان می دهد .

از دیگر مزایای این سیستم می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• صافی سطح بسیار مناسب
• ساختار ذره ای دانه ریز که علت آن تلاطم مذاب به خاطر نیروهای الکترومغناطیس می باشد

با توجه به اینکه بیلت های تولید شده با استفاده از تکنولوژی EM اصطلاحا ریزدانه هستند ، محصول تولید شده با این نوع بیلت ها تمامی مراحل تولید خصوصا عملیات های مختلف حرارتی را با سطح پذیرش عالی می گذارنند.

 

تولید شمش های چهارگوش یا آند آلومینیومی

واحد ذوب و ریخت آلومینات اولین تولید کننده آندهای آلومینیومی که به صورت چهارگوش ریخته گری می شوند نیز محسوب می گردد و این واحد توانایی تولید روزانه 10 تن آند آلومینیومی را دارد .

تولید بیلت های مورد نیاز تولید لوله های بدون درز

واحد ذوب و ریخت آلومینات می باشد که بوسیله آنها لوله های آلومینیومی بدون درز تنها بوسیله آلومینات در ایران تولید می گردد.بیلت های پرسینگ در انواع گروه های آلیاژی و با سایز های مختلف در این واحد تولید می گردد.