Em setores industriais chave, como a fabricação de equipamentos pesados, novas energias e aeroespacial, peças fundidas de grandes dimensões servem como componentes estruturais essenciais, e sua qualidade determina diretamente o desempenho, a segurança e a vida útil de todo o equipamento. Como um elo crucial na produção de peças fundidas de grandes dimensões, o processo de alimentação permeia todo o processo de fundição e desempenha um papel decisivo na definição da qualidade final das peças. Melhorar a eficiência da alimentação de peças fundidas de grandes dimensões não é apenas uma exigência técnica para solucionar problemas de produção, mas também uma medida estratégica para garantir a segurança industrial e aumentar a competitividade do setor. Sua importância se reflete principalmente nas cinco dimensões principais a seguir.

1.1 Garantir a precisão dimensional para atender aos requisitos de montagem de alta qualidade.

Peças fundidas de grandes dimensões frequentemente servem como componentes básicos ou peças de conexão essenciais de equipamentos, e seus requisitos de precisão dimensional são muito maiores do que os de peças fundidas comuns. Mesmo pequenas variações dimensionais podem levar à falha na montagem ou ao funcionamento anormal do equipamento. A precisão dimensional de peças fundidas de grandes dimensões é afetada pela combinação de múltiplos fatores. No nível da matéria-prima, um teor excessivamente alto de impurezas no metal fundido causa cristalização irregular, levando à contração e deformação das peças fundidas. No nível dos parâmetros de processo, uma temperatura de vazamento excessivamente alta pode causar superaquecimento e expansão das peças fundidas, enquanto o controle inadequado da taxa de resfriamento causa tensão diferencial de temperatura e leva à variação dimensional. No nível do molde, a precisão de fabricação e a capacidade de controle da deformação térmica do molde também estão diretamente relacionadas às dimensões finais das peças fundidas.

O processo de alimentação inibe eficazmente a contração e a deformação, controlando com precisão a compensação de volume durante a solidificação das peças fundidas. A alimentação insuficiente leva à formação de cavidades de contração e porosidade nas peças fundidas, o que, por sua vez, causa deformações estruturais localizadas. A alimentação excessiva, por outro lado, pode resultar em estruturas redundantes na junção do alimentador e da peça fundida, dificultando o processamento subsequente. Somente com uma alimentação precisa é possível garantir que a tolerância dimensional de peças fundidas de grandes dimensões esteja em estrita conformidade com as especificações do projeto, assegurando sua adaptação eficiente a outros componentes e fornecendo uma garantia fundamental para o desempenho geral do equipamento.

1.2 Otimizar a qualidade interna e fortalecer as propriedades mecânicas do núcleo

A qualidade interna de peças fundidas de grandes dimensões é o principal fator determinante de suas propriedades mecânicas, e o processo de alimentação influencia diretamente a formação da estrutura interna dessas peças. Durante o processo de solidificação, o metal fundido resfria gradualmente da superfície para o interior. Se o sistema de alimentação for mal projetado ou o tempo de alimentação for controlado de forma inadequada, forma-se um espaço de pressão negativa na área de solidificação, o que, por sua vez, leva a defeitos internos como porosidades, cavidades de contração e inclusões. Esses defeitos ocultos comprometem seriamente a continuidade interna das peças fundidas, causam concentração de tensões sob força e reduzem significativamente sua resistência à tração, tenacidade ao impacto e resistência à corrosão.

Por exemplo, em peças fundidas de grande porte utilizadas em vasos de alta pressão, minúsculos poros internos podem expandir-se gradualmente sob pressão, levando eventualmente a vazamentos. Em peças fundidas estruturais de máquinas de construção, defeitos de porosidade reduzem a resistência à fadiga e diminuem a vida útil do equipamento. Através de um projeto de alimentação científico, como o arranjo adequado de canais de alimentação e a adoção da tecnologia de inoculação com acompanhamento do fluxo, é possível garantir o preenchimento contínuo dos espaços vazios durante o processo de solidificação pelo metal fundido, reduzindo a ocorrência de defeitos e promovendo o refinamento de grãos. Dessa forma, a uniformidade da estrutura interna das peças fundidas é otimizada e sua conformidade com os indicadores de propriedades mecânicas projetados é garantida.

1.3 Melhorar a eficiência da produção e atingir o objetivo de redução de custos e aumento da eficiência.

A produção de peças fundidas de grandes dimensões caracteriza-se por ciclos longos, grandes investimentos e processos complexos, sendo que a alimentação do material influencia diretamente a fluidez e a economia do processo produtivo. Um bom processo de alimentação pode reduzir os custos de produção e aumentar a eficiência em múltiplas dimensões: primeiro, reduzindo a taxa de rejeição. Peças fundidas com alimentação adequada não necessitam de retrabalho ou refundição, evitando o desperdício de matéria-prima metálica, energia e mão de obra. Segundo, encurtando o ciclo de produção. Uma alimentação estável pode reduzir processos adicionais, como a detecção e o reparo de falhas, acelerando o ciclo de produção das peças fundidas. Terceiro, reduzindo os custos de usinagem. Peças fundidas com alimentação precisa apresentam alta exatidão dimensional e poucos defeitos internos, o que reduz a necessidade de usinagem e prolonga a vida útil das ferramentas de corte.

Pelo contrário, se a tecnologia de alimentação não estiver à altura dos padrões e as falhas de alimentação ocorrerem com frequência, isso não só exigirá a reorganização da produção de fundição, levando a uma extensão significativa do ciclo de produção, como também causará um grande acúmulo de matérias-primas e consumo de energia, aumentando consideravelmente os custos de produção. Portanto, aprimorar a eficiência da alimentação é uma maneira importante para que grandes fabricantes de peças fundidas implementem a manufatura enxuta e aumentem a competitividade no mercado, o que está diretamente relacionado aos benefícios econômicos e ao poder de negociação industrial das empresas.

1.4 Construa uma linha de segurança sólida e evite riscos graves à segurança.

Durante sua vida útil, peças fundidas de grande porte frequentemente suportam cargas pesadas, altas pressões ou condições de trabalho severas, e sua segurança está diretamente relacionada à segurança operacional dos equipamentos e à segurança da vida dos funcionários. Defeitos internos causados ​​por alimentação inadequada podem se tornar bombas-relógio de potenciais riscos à segurança, podendo levar a falhas repentinas durante o uso prolongado. Tomando como exemplo o setor de energia eólica, o eixo principal, sendo uma peça fundida de grande porte, precisa suportar o enorme torque e a carga alternada transmitida pelas pás. Se houver porosidade devido à alimentação insuficiente, o eixo principal pode quebrar repentinamente durante a operação, resultando em consequências graves, como danos à unidade, paralisação e suspensão da produção, e até mesmo acidentes.

Em setores de alto risco, como o de energia nuclear e o petroquímico, as peças fundidas de grande porte são ainda mais importantes para a segurança. A otimização e o aprimoramento do processo de alimentação podem reduzir os riscos potenciais à segurança das peças fundidas desde a sua origem, garantir sua estabilidade estrutural mesmo em condições extremas de trabalho, fornecer uma garantia confiável para a operação segura dos equipamentos a longo prazo e servir como o principal suporte técnico para a prática do conceito de produção "segurança em primeiro lugar".

1.5 Impulsionar o progresso tecnológico e estar em conformidade com as tendências de desenvolvimento industrial

Com o rápido desenvolvimento da ciência dos materiais e da tecnologia de fabricação, os cenários de aplicação de peças fundidas de grandes dimensões estão em constante expansão, e os requisitos para seu desempenho estão se tornando cada vez mais rigorosos, como maior resistência, melhor resistência à corrosão e menor peso. Esses requisitos impuseram novos desafios à tecnologia de alimentação. Aprimorar o nível da tecnologia de alimentação é um avanço fundamental para alcançar o alto desempenho de peças fundidas de grandes dimensões. Ao integrar tecnologias avançadas, como simulação numérica e controle inteligente, é possível realizar a previsão precisa e a regulação dinâmica do processo de alimentação, promovendo a transformação do processo de fundição de um modelo baseado na experiência para um modelo baseado em dados.

Ao mesmo tempo, guiada pela meta de dupla emissão de carbono, a transformação verde da indústria manufatureira tornou-se uma tendência inevitável. A otimização do processo de alimentação pode reduzir o desperdício de metal fundido, diminuir o consumo de energia durante o vazamento e reduzir a poluição ambiental causada pelo descarte de resíduos, estando em consonância com as exigências de proteção ambiental e desenvolvimento sustentável. Além disso, o progresso inovador da tecnologia de alimentação também pode impulsionar o desenvolvimento coordenado de cadeias industriais relacionadas, como a modernização de indústrias de apoio, incluindo novos materiais para canais de alimentação e equipamentos inteligentes de medição de temperatura, promovendo a transição de toda a indústria de fundição para rumos mais sofisticados, sustentáveis ​​e inteligentes, e fornecendo um forte suporte para o desenvolvimento de alta qualidade da indústria manufatureira.

Em resumo, a importância de aprimorar a alimentação de peças fundidas de grandes dimensões permeia toda a cadeia produtiva, desde a qualidade do produto e a eficiência da produção até a garantia da segurança e o desenvolvimento industrial. No período crítico de modernização da indústria manufatureira, é fundamental priorizar a pesquisa, o desenvolvimento e a aplicação de tecnologias de alimentação. Por meio da inovação tecnológica e da otimização de processos, o desempenho da alimentação de peças fundidas de grandes dimensões deve ser continuamente aprimorado, estabelecendo uma base sólida para o controle independente e o desenvolvimento de alta qualidade da indústria de fabricação de equipamentos pesados ​​do meu país.