Maça ve Kalıp Referanslar

Usiminas yakın zaman önce maça üretim hatlarında güvenilir tasarım ve proses kullanımı stratejilerinin bir parçası olarak yeni maça üretim simülasyon yazılımı MAGMA C+M’yi bünyesine kattı. Yazılımın kullanıldığı ilk proje o anda üretimi devam eden bir proje idi. Bu yüzden asıl amaç mevcut sandık tasarımı için proses koşullarının optimize edilmesi şeklinde tanımlandı.

İnce belli maça olarak da isimlendirilen bu maça Usiminas’ın maça üretimi esnasındaki en büyük sorunlarından birini temsil ediyor. Maçanın üretiminin zorlu olmasının sebepleri arasında boyutu (920 mm), üfleme esnasında kum akışının yönündeki değişiklikler, maçanın bazı kısımlarının karşı akış aracılığıyla doldurulması gerekliliği ve maça içerisindeki kesitlerde önemli değişiklikler gibi durumlar yer alıyor.

İlk denemeler, maçanın alt kısmının tamamıyla çökmesine yol açan proses ile ilgili problemleri gözler önüne serdi. PU soğuk maça prosesi için maçanın üflenmesi ve kürlenmesi aşamaları analiz edilerek mevcut hatalar ile bağlantılı sorunların anlaşılması sağlandı.

Maça dayanımının yetersiz olması kürlemenin zayıf olması ile ilgiliydi. İlk simülasyon problemli bölgelerin kürleme esnasında çok düşük miktarda gaza maruz kaldığını gösterdi. Bu da ortaya çıkan sorunun kok nedeni idi.

Üretim hattında, kürleme ve üfleme sureleri ve gaz basıncı gibi çeşitli proses koşulları değiştirildi. Bu değişikler daha iyi sonuçların elde edilmesine olanak sağladı. Ancak sorunsuz, mükemmel bir maça üretimi hala gerçekleştirilememişti.

MAGMA C+M ile gerçekleştirilen devamındaki analizler adsorbe olmuş kürleme gazının bölgesel konsantrasyonlarının incelenmesi odaklı idi. Bu analizler yardımı ile katalizor gazın kimyasal reaksiyonu başlatamadığı bölgeler görüntülendi. Bu sonuçlar, hatalı bölgelerde kürleme uygulamasının gerçekleşmesi için çok az miktarda katalizörün mevcut olduğunu acık bir şekilde gösterdi .

Gaz akışının havalandırmalar içinden geçişi için simüle edilen eğrilerin incelenmesi sonucunda katalizor gazın kritik bölgeye ulaşmadığı açıkça görüldü. Üst bölgede ve merkezde yer alan ventlerin açık kesitleri gazın maçanın alt kısmına ulaşmadan ortamdan uzaklaşmasına neden oluyordu.

Usiminas, maça sandığına maliyet gerektiren değişiklikler yapmak yerine üst bölgede ve merkezde yer alan ventlerden bazılarının kapatılmasının alt bölgedeki gaz konsantrasyonunu arttırmak adına daha basit bir çözüm olacağına belirledi. Ancak bu değişikliklerin aynı zamanda maça üfleme aşamasını da etkileyeceği son derece açıktı.

Optimizasyon, maçanın alt bölgelerindeki kürleme gazı konsantrasyonunda gözle görülür bir artış (~36%) ortaya koydu. Aynı zamanda adsorbe olmuş kürleme gazının miktarı da orijinal projeye göre artış gösterdi. Usiminas, bu modifikasyonları uygulayarak herhangi bir kürleme etkisi görülmeyen yeni bir maça üretti. Ancak bu defa da, ventlerin azaltılmasından dolayı, beklenildiği gibi bazı dolum hataları ortaya çıktı.

Kürleme kaynaklı hataların çözülmesinin ardından daha detaylı bir maça üfleme analizi yürütüldü. Simülasyon sonuçları, gerçek hatalar ve dolum yoğunluğunun düşük olduğu bölgeler arasında başarılı bir uyum gösterdi. Akış animasyonu da bu sorunların ortaya çıkma nedeninin, bu bölgelerin kumun ters akışı ile doldurulması gerekliliği olduğunu ortaya koydu.

Hataların bir diğer karakteristik özelliği de hepsinin maça sandığının birleşme hattı yakınlarında ortaya çıkması idi. Bazı hatalarda görülen düzgün yüzey, bu bölgelerde kumun güçlü bir hava akışı sonucunda ortamda giderildiğini gösterdi. Maça üfleme simülasyonu sonuçları Usiminas’ın hataların temel nedeninin kullanılan maça sandığının uygunsuz yalıtımından kaynaklı olduğu fikrini destekledi.

Yüksek hızlı hava ayırma yüzeylerinde yer alan açıklıklardan kaçarak hata oluşumuna neden oluyordu. İlgili bölgelere silikon kauçuk bant uygulanarak geliştirilen sızdırmazlık özelliği yardımıyla ortaya konulan bu hipotez test edildi. Bu modifikasyon ile üretilen yeni maçanın herhangi bir hata içermediği gözlendi.