Çelik Döküm Referanslar

VÍTKOVICE Heavy Machinery a.s. dökümhanesi 2012 yılında tarihindeki en ağır parçayı döktü ve söz konusu parça bu bahar müşteriye teslim edildi. Proje, yüksek hızlı bir dövme tezgahı için büyük bir çelik çerçeveyi (6.49 x 6.49 x 2 m, GS 20Mn5) içeriyordu.

Dökümün brüt ağırlığı hayretler içerisinde bırakacak şekilde tam olarak 380 tondu. Model atölyesinde yalnızca tahta bir modelin üretimi saatte 1600 adam-saatlik iş gücüne mal oldu. Kum kalıp, furan ve kromit kumundan üretildi. Kalıp yüzeyine çeşitli koruyucu ve yalıtıcı kaplamalar uygulandı. Kum ve kaplama türleri tecrübeye dayalı olarak seçildi ve hemen ardından MAGMA5 ile doğrulandı. Simülasyonlar ile aynı zamanda dokum içerisindeki ve katılaşma esnasında kalıpta yer alan termal etkiler değerlendirildi.

Kalıplama prosesi yaklaşık olarak 500 saat surdu. Dökümün boyutuna bağlı olarak, döküm esnasında eş zamanlı olarak toplam kapasitesi 280 ton olan 5 farklı pota kullanıldı. MAGMA5 yardımıyla belirlenen bir zaman geçtikten sonra açık besleyicilerin dolumu 68 ve 32 tonluk ilave iki pota yardımıyla gerçekleştirildi. Ergimiş metalin üretimi ve bu metalin kullanılan beş farklı potadan dökülmesi sırasında, tabanın 300 saniyeden daha kısa sürede başarılı bir şekilde doldurulmasının sağlanması için, mutlak bir senkronizasyonun sağlanması son derece önemliydi. Bu sürenin artması durumunda kalıp termal olarak bozulmaya başlar ve bu durum döküm içindeki ve yüzeyindeki kalitenin azalmasına, bunun yanı sıra boyutsal kararsızlıkların oluşmasına neden olabilir. Döküm esnasında herhangi bir potansiyel hata durumunu elimine etmek için her bir proses koşulu ya da teknolojik modifikasyon düşünülüp ele alınmasının ardından MAGMA5 ile test edilmiştir. Kalıp ve döküm içerisindeki sıcaklıklar katılaşma ve soğuma esnasında termokupollar kullanılarak görüntülenmiş ve hemen ardından MAGMA5 ile öngörülen termal alanlar ile kıyaslanmıştır.

Bu tür kompleks dökümlerin optimumun bulunmasının öncesinde birden fazla versiyonunun analizi gereklidir. Döküm uzmanlarının ve Vitkovice Heavy Machinery’deki MAGMA operatörlerinin ortak çabası sayesinde arzu edilen düzenlemenin bulunması yalnızca dokuz tekrarlama sonucunda elde edilmiştir.

Son derece kompleks döküm geometrisi ve sıcak yırtılma ile kalıntı gerilme riski dolayısıyla MAGMAstress modülü kullanılarak katılaşma ve soğuma sırasındaki gerilme-şekil değiştirme davranışının simülasyonu incelenmiştir. İlk tasarımın analizleri sonucunda en ağır kısımlar ile ince cidarlı kısımlar arasındaki bağlantıların sıcak yırtık oluşumuna yatkın olacağı görülmüştür. Buradaki temel neden, ince cidarlı bölgelerin katılaşma ve soğumaya daha hızlı başlaması nedeniyle bu bölgelerde hacimsel çekilmenin ortaya çıkması ve malzeme mukavemeti artarken ağır kısımların hala tehlikeli peltemsi fazda bulunması ve temel olarak ince bölgeler tarafından başlatılan çekme yüklemesine karşı dayanımlı olmaması şeklinde belirtilebilir. Bunun yanında, ağır kısımların üzerinde bulunan besleyicilerin sıcak yırtıkları engelleyebilecek seviyede ergimiş metali taşıma kapasitesinin olmadığı açıktı. Bu yüzden, riski minimuma indirgemek adına soğutucu yerleşiminin optimizasyonu ve koruyucu soğutucu kanalların ilave edilmesi zorunlu hale gelmiştir.

Stres simülasyonları, solidüs sıcaklığının altında merkezi ve içte yer alan diğer tüm maçaların dökümün serbest şekilde çekme ve çarpılmasına izin vermediğini ortaya koydu. Maçaların neredeyse tamamen rijit şekilde davrandıkları söylenebilir. Bu durum soğuk çatlaklar ve dökümdeki yüksek kalıntı gerilmeler için ilave bir risk durumu ortaya koydu. Bu gerilmeleri minimuma indirgemek için kalıp bozma işleminin ve besleyicilerin kesilmesinin 700 °C’de gerçekleştirilmesinin gerekli olduğu belirlendi.

Bu, döküme serbest şekilde çekmesi için daha fazla özgürlük sağladı ve böylece kalıntı gerilmeler de azaldı. Bu proses, besleyicilerin yanması sırasında özel ateşe karşı dayanıklı kıyafetler giymeye mecbur olan dökümhane personeli için son derece karmaşıktı. Bunun yanında, son derece sıcak olan kum üzerinde yürüyebilmek için çok sayıda beton levhanın kum kalıp üzerine yerleştirilmesi gerekti. Personel için özel bir havalandırma sistemi sağlandı ve prosesin tamamı süresince yerel bir itfaiye ekibi hazır bekletildi.

Ardından gerçekleştirilen ısıl işlem sırasında kalıntı gerilmelerin kontrol altında tutulması için gerekli proses koşullarının sağlanması adına MAGMA5 analizleri gerçekleştirildi. Bu ortak çabaların bir sonucu olarak döküm istenilen zaman çerçevesi içerisinde üretildi ve son müşteriye teslimatı gerçekleştirildi.

VITKOVICE Heavy Machinery a.s. dökümhanesi, Ostrava, Çek Cumhuriyeti şehrinde bulunan VITKOVICE MACHINERY GRUBU’nun bir üyesidir. Buradaki ilk başarılı döküm uygulamaları 1889 yılında gerçekleştirilmiştir. Dökümhanenin şu andaki odak noktası çok büyük boyutlu ve aynı zamanda yüksek ağırlıklı dökümlerin üretimini gerçekleştirmek üzerinedir. 180 ton ağırlığa ve 8 x 30 x 6 m boyutlarına ulaşabilen bu ürünler ile bu alanda Avrupa’da ilk sırada yer almaktadır.

MAGMASOFT® günlük kullanım olarak 2000 yılından bu yana dökümhanenin bir parçasıdır. Eş zamanlı olarak farklı projelerin yürütülmesi ve değerlendirilebilmesi için ilave Pre-Post paketi 2011 yılında kurulmuştur. Bu sayede üretimi gerçekleştirilen dökümlerin tamamının simüle edilmesi olası kılınmıştır. Bunun yanında, müşterilerden gelen projelerin %15’i detaylı döküm verimi ve kalite değerlendirmesi için MAGMA5 ile analiz edilmektedir. Kalite ve kompleks büyük dökümler konusunda istek ve ihtiyaçların artması doğrultusunda, 2012 yılında ikinci yazılım paketlerini çift çekirdekli tam surum MAGMA5 şeklinde güncellemişlerdir. Şu anda, MAGMAsteel, MAGMAiron ve MAGMAstress içeren dört çekirdekli MAGMA5 lisansı projelerin son versiyonlarını dolum, katılaşma ve gerilmeler kapsamında incelemek için kullanılırken, ikinci çift çekirdekli lisans ise döküm besleme sistemlerinin hızlı şekilde değerlendirilmesi ve donanım tasarımları için kullanılmaktadır.