En sectores industriales clave como la fabricación de equipos pesados, las nuevas energías y la industria aeroespacial, las piezas fundidas de gran tamaño son componentes esenciales para la carga, y su calidad determina directamente el rendimiento, la seguridad y la vida útil de todo el equipo. Como eslabón crucial en la producción de piezas fundidas de gran tamaño, el proceso de alimentación es fundamental durante todo el proceso de fundición y desempeña un papel decisivo en la calidad final de las piezas. Mejorar el efecto de la alimentación de las piezas fundidas de gran tamaño no solo es un requisito técnico para resolver los problemas de producción, sino también una medida estratégica para garantizar la seguridad industrial y mejorar la competitividad industrial. Su importancia se refleja principalmente en las siguientes cinco dimensiones fundamentales.

1.1 Garantizar la precisión dimensional para cumplir con los requisitos de ensamblaje de alta gama

Las piezas fundidas de gran tamaño suelen servir como componentes básicos o piezas de conexión clave de equipos, y sus requisitos de precisión dimensional son mucho más altos que los de las piezas fundidas ordinarias. Incluso pequeñas desviaciones dimensionales pueden provocar fallos en el montaje o un funcionamiento anormal del equipo. La precisión dimensional de las piezas fundidas de gran tamaño se ve afectada por la combinación de múltiples factores. A nivel de materia prima, un contenido excesivamente alto de impurezas en el metal fundido provocará una cristalización desigual, lo que provocará contracción y deformación de las piezas fundidas. A nivel de parámetros de proceso, una temperatura de vertido excesivamente alta puede provocar sobrecalentamiento e hinchamiento de las piezas fundidas, mientras que un control inadecuado de la velocidad de enfriamiento provocará tensión por diferencia de temperatura y provocará desviaciones dimensionales. A nivel de molde, la precisión de fabricación y la capacidad de control de la deformación térmica del molde también están directamente relacionadas con las dimensiones finales de las piezas fundidas.

El proceso de alimentación inhibe eficazmente la contracción y la deformación mediante el control preciso de la compensación de volumen durante la solidificación de las piezas fundidas. Una alimentación insuficiente provocará cavidades por contracción y porosidad en las piezas fundidas, lo que a su vez causa deformación estructural local. Por otro lado, una alimentación excesiva puede generar estructuras redundantes en la unión de la mazarota y la pieza fundida, lo que dificulta el procesamiento posterior. Solo mediante una alimentación precisa se puede lograr que la tolerancia dimensional de las piezas fundidas de gran tamaño cumpla estrictamente con las especificaciones de diseño, asegurando su adaptación eficiente a otros componentes y proporcionando una garantía básica para el rendimiento general del equipo.

1.2 Optimizar la calidad interna y fortalecer las propiedades mecánicas del núcleo

La calidad interna de las piezas fundidas de gran tamaño es fundamental para sus propiedades mecánicas, y el proceso de alimentación influye directamente en la formación de su estructura interna. Durante la solidificación, el metal fundido se enfría gradualmente desde la superficie hacia el interior. Si el sistema de alimentación tiene un diseño inadecuado o el control de la sincronización de la alimentación es incorrecto, se formará una cámara de presión negativa en la zona de solidificación, lo que a su vez provoca defectos internos como agujeros de gas, cavidades de contracción e inclusiones. Estos defectos ocultos dañan gravemente la continuidad interna de las piezas fundidas, provocan concentración de tensiones bajo fuerza y ​​reducen significativamente su resistencia a la tracción, tenacidad al impacto y resistencia a la corrosión.

Por ejemplo, en piezas fundidas de gran tamaño utilizadas para recipientes de alta presión, pequeños orificios internos de gas pueden expandirse gradualmente bajo presión, lo que eventualmente provoca fugas. En piezas fundidas para maquinaria de construcción, los defectos de porosidad reducen la resistencia a la fatiga y acortan la vida útil del equipo. Mediante un diseño de alimentación científico, como una disposición razonable de los tubos ascendentes y la adopción de la tecnología de inoculación con seguimiento de flujo, se puede asegurar el llenado continuo del hueco de volumen durante el proceso de solidificación con el metal fundido, lo que reduce la aparición de defectos y promueve el refinamiento del grano. De esta manera, se optimiza la uniformidad de la estructura interna de las piezas fundidas y se garantiza su cumplimiento de los indicadores de propiedades mecánicas diseñados.

1.3 Mejorar la eficiencia de la producción y alcanzar el objetivo de reducción de costos y mejora de la eficiencia

La producción de piezas fundidas de gran tamaño se caracteriza por ciclos largos, grandes inversiones y procesos complejos. El efecto de la alimentación afecta directamente la fluidez y la economía del proceso de producción. Un buen proceso de alimentación puede reducir los costos de producción y mejorar la eficiencia de la producción en múltiples dimensiones: primero, reduce la tasa de rechazo. Las piezas fundidas con una alimentación calificada no requieren retrabajo ni refundición, lo que evita el desperdicio de materias primas metálicas, energía y costos de mano de obra. Segundo, acorta el ciclo de producción. Una alimentación estable puede reducir procesos adicionales como la detección y reparación de defectos posteriores, acelerando la velocidad de circulación de las piezas fundidas. Tercero, reduce los costos de procesamiento. Las piezas fundidas con una alimentación precisa tienen una alta precisión dimensional y pocos defectos internos, lo que puede reducir la cantidad de procesamiento de corte y extender la vida útil de las herramientas de corte.

Por el contrario, si la tecnología de alimentación no cumple con los estándares y se producen fallos frecuentes, no solo será necesario reorganizar la producción de fundición, lo que prolongará considerablemente el ciclo de producción, sino que también provocará una gran acumulación de materias primas y un consumo energético elevado, lo que incrementará significativamente los costes de producción. Por lo tanto, mejorar el efecto de la alimentación es fundamental para que los grandes fabricantes de fundición implementen una fabricación eficiente y mejoren su competitividad en el mercado, lo cual está directamente relacionado con los beneficios económicos y el poder de negociación industrial de las empresas.

1.4 Construya una línea de seguridad sólida y evite riesgos de seguridad mayores

Durante su vida útil, las piezas fundidas de gran tamaño suelen soportar cargas pesadas, altas presiones o duras condiciones de trabajo, y su seguridad está directamente relacionada con la seguridad operativa de los equipos y la seguridad del personal. Los defectos internos causados ​​por una alimentación inadecuada se convierten en una auténtica bomba de tiempo de posibles riesgos de seguridad, que pueden provocar fallos repentinos durante el uso prolongado. En el sector de la energía eólica, por ejemplo, el eje principal, como pieza fundida de gran tamaño, debe soportar el enorme par y la carga alternante que transmiten las palas. Si se produce un defecto de porosidad debido a una alimentación insuficiente, el eje principal puede romperse repentinamente durante el funcionamiento, con graves consecuencias como daños en la unidad, paradas y suspensiones de la producción, e incluso accidentes que afectan a la seguridad.

En industrias de alto riesgo como la nuclear y la petroquímica, las piezas fundidas de gran tamaño son aún más importantes para la seguridad. La optimización y modernización del proceso de alimentación puede reducir los posibles riesgos de seguridad de las piezas fundidas desde la fuente, garantizar su estabilidad estructural incluso en condiciones de trabajo extremas, ofrecer una garantía fiable para el funcionamiento seguro a largo plazo de los equipos y servir como soporte técnico fundamental para la aplicación del principio de seguridad en la producción.

1.5 Impulsar el progreso tecnológico y adaptarse a las tendencias del desarrollo industrial

Con el rápido desarrollo de la ciencia de los materiales y la tecnología de fabricación, los escenarios de aplicación de las piezas fundidas de gran tamaño se expanden constantemente y los requisitos de rendimiento son cada vez más estrictos, como mayor resistencia, mejor resistencia a la corrosión y menor peso. Estos requisitos han planteado nuevos desafíos a la tecnología de alimentación. Mejorar el nivel de la tecnología de alimentación es un avance clave para lograr el alto rendimiento de las piezas fundidas de gran tamaño. Mediante la integración de tecnologías avanzadas como la simulación numérica y el control inteligente, se puede lograr la predicción precisa y la regulación dinámica del proceso de alimentación, promoviendo la transformación del proceso de fundición de un proceso basado en la experiencia a uno basado en los datos.

Al mismo tiempo, bajo la guía del objetivo de doble carbono, la transformación ecológica de la industria manufacturera se ha convertido en una tendencia inevitable. Optimizar el proceso de alimentación puede reducir el desperdicio de metal fundido, disminuir el consumo de energía durante el proceso de vertido y disminuir la contaminación ambiental causada por la eliminación de residuos, en consonancia con los requisitos de protección ambiental y desarrollo sostenible. Además, el progreso innovador en la tecnología de alimentación también puede impulsar el desarrollo coordinado de las cadenas industriales relacionadas, como la modernización de las industrias auxiliares, incluyendo nuevos materiales para mazarotas y equipos inteligentes de medición de temperatura, impulsando a toda la industria de la fundición hacia una dirección de alta gama, ecológica e inteligente, y brindando un fuerte apoyo al desarrollo de alta calidad de la industria manufacturera.

En resumen, la importancia de mejorar la alimentación de piezas fundidas de gran tamaño repercute en toda la cadena de calidad del producto, eficiencia de producción, garantía de seguridad y desarrollo industrial. En el período crítico de modernización de la fabricación industrial hacia la alta gama, se debe otorgar gran importancia a la investigación, el desarrollo y la aplicación de la tecnología de alimentación. Mediante la innovación tecnológica y la optimización de procesos, se debe mejorar continuamente el efecto de la alimentación de piezas fundidas de gran tamaño para sentar las bases sólidas del control independiente y el desarrollo de alta calidad de la industria de fabricación de equipos pesados ​​de mi país.