کوره هموژنایزینگ بیلت آلومینیوم

در صنایع آلومینیوم، بیلت‌های ریخته‌گری شده (Direct Chill Casting – DC Casting) به دلیل سرعت انجماد و شرایط متالورژیکی ریخته‌گری، دارای ساختار شیمیایی و ریزساختاری غیر یکنواخت هستند. این ناهمگنی شامل مواردی مانند:

• جدایش عناصر آلیاژی (Segregation)
• تشکیل فازهای بین‌فلزی ترد در مرز دانه‌ها
• اختلاف خواص مکانیکی در سطح مقطع بیلت
• افت کیفیت اکستروژن و افزایش ترک‌خوردگی

عملیات هموژنایزینگ (Homogenization Heat Treatment) با هدف یکنواخت‌سازی ترکیب شیمیایی و ساختار متالورژیکی بیلت آلومینیوم انجام می‌شود. این عملیات پیش‌نیاز حیاتی برای دستیابی به اکستروژن پایدار، کاهش نیروی پرس، افزایش کیفیت سطحی پروفیل و بهبود خواص مکانیکی نهایی است.

کوره هموژنایزینگ بیلت آلومینیوم، تجهیزی تخصصی برای اجرای این عملیات حرارتی با کنترل دقیق دما، زمان و نرخ خنک‌کاری محسوب می‌شود.

فرآیند هموژن بیلت آلومینیوم برای آلیاژهای مختلف

اصول کلی فرآیند هموژنایزینگ

فرآیند هموژن بیلت شامل مراحل زیر است:

1. 1. گرم‌کردن تدریجی بیلت تا دمای هموژن
   2. نگهداشت (Soaking) در دمای مشخص برای مدت زمان معین
   3. خنک‌کاری کنترل‌شده (معمولاً هوایی یا ترکیبی)

دمای هموژن معمولاً کمی پایین‌تر از دمای سالیدوس آلیاژ انتخاب می‌شود تا از ذوب موضعی جلوگیری گردد.

هموژنایزینگ آلیاژهای سری ۶xxx (پرکاربردترین آلیاژ اکستروژن)

آلیاژ ۶۰۶۳

• دمای هموژن: 540 تا ۵۶۰°C
• زمان نگهداشت: 4 تا ۸ ساعت
• هدف: حل شدن فاز Mg₂Si و کاهش جدایش
• نتیجه: اکستروژن نرم، کیفیت سطح عالی، آنودایزپذیری بالا

آلیاژ ۶۰۶۱

• دمای هموژن: 550 تا ۵۷۵°C
• زمان نگهداشت: 6 تا ۱۰ ساعت
• ویژگی خاص: حساسیت بالا به ذوب موضعی
• کنترل دما: بسیار حیاتی

هموژن آلیاژهای سری ۵xxx (آلیاژهای منیزیم‌دار)

آلیاژ ۵۰۸۳ / ۵۰۵۲

• دمای هموژن: 500 تا ۵۳۰°C
• هدف: یکنواختی توزیع Mg و کاهش تنش‌های ریخته‌گری
• نکته: زمان نگهداشت کوتاه‌تر نسبت به سری 6xxx

هموژن آلیاژهای سری ۷xxx (آلیاژهای Zn-Mg-Cu)

آلیاژ ۷۰۷۵

• دمای هموژن: 460 تا ۴۸۰°C
• زمان نگهداشت: 8 تا ۱۲ ساعت
• چالش: حساسیت بالا به ترک انجمادی و ذوب مرزی
• نیازمند کنترل دمای بسیار دقیق

مشخصات فنی کوره هموژنایزینگ بیلت آلومینیوم

مشخصات کلی کوره

• نوع کوره: کوره پیوسته یا بچ (Batch Furnace)
• محدوده دمای کاری: ۴۵۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد
• ظرفیت: ۱۰ تا ۱۰۰ تن بیلت در هر سیکل
• سوخت: گاز طبیعی / گازوئیل / دوگانه‌سوز
• کنترل دما: PLC + HMI صنعتی

اجزای اصلی کوره هموژنایزینگ

1. بدنه فولادی با عایق نسوز چندلایه
2. لاینینگ نسوز با مقاومت بالا به شوک حرارتی
3. مشعل‌های صنعتی با شعله یکنواخت
4. سیستم گردش هوای داغ (Hot Air Circulation)
5. درب کوره با آب‌بندی حرارتی
6. سیستم اندازه‌گیری دما (ترموکوپل چندنقطه‌ای)

محفظه خنک‌کاری (Cooling Chamber)

محفظه خنک‌کاری نقش تعیین‌کننده‌ای در کیفیت نهایی بیلت دارد. این بخش به‌گونه‌ای طراحی می‌شود که:

• خنک‌کاری یکنواخت در طول و قطر بیلت انجام شود
• از ایجاد تنش حرارتی و ترک جلوگیری گردد
• ساختار متالورژیکی تثبیت شود

انواع سیستم خنک‌کاری

• خنک‌کاری با هوای اجباری (Forced Air Cooling)
• خنک‌کاری ترکیبی هوا و مه پاش
• کنترل نرخ خنک‌کاری بین ۵۰ تا ۱۵۰°C در ساعت (بسته به آلیاژ)

سیستم ترنسفر و حمل بیلت

سیستم انتقال بیلت یکی از بخش‌های حیاتی کوره هموژن است که شامل مراحل زیر می‌باشد:

1. انتقال بیلت از روی سکو به داخل کوره
   • رولر تیبل مقاوم به دما
   • یا سیستم Push-Pull هیدرولیکی
2. انتقال از کوره به محفظه خنک‌کن
   • واگن نسوز یا ترنسفر مکانیزه
   • حداقل افت دمای ناخواسته
3. انتقال از خنک‌کن به ایستگاه تخلیه
   • آماده‌سازی برای برش، انبار یا اکستروژن

دقت دمایی مورد نیاز و نحوه دستیابی به آن

دقت دمایی استاندارد

• • ±۳ تا ±۵ درجه سانتی‌گراد در کل حجم کوره
  • اختلاف دمای طولی بیلت: کمتر از ۵°C

راهکارهای دستیابی به دقت بالا

• • استفاده از ترموکوپل‌های چندنقطه‌ای
  • کنترل PID پیشرفته
  • گردش هوای یکنواخت
  • طراحی صحیح مشعل‌ها و کانال‌های هوا

مشعل‌ها و سیستم گردش هوا

مشعل‌های کوره هموژن

• • مشعل‌های Low NOx
  • قابلیت تنظیم شعله نرم
  • احتراق کامل با حداقل نوسان حرارتی

سیستم گردش هوا

• • فن‌های سانتریفیوژ مقاوم به دما
  • توزیع یکنواخت هوای داغ در محفظه
  • جلوگیری از Hot Spot و Cold Zone

    گردش هوای مهندسی‌شده، کلید اصلی یکنواختی دما در کوره هموژنایزینگ است.

نکات مهم در سفارش ساخت کوره هموژنایزینگ بیلت آلومینیوم

خریدار هنگام سفارش ساخت این کوره باید به موارد زیر توجه ویژه داشته باشد:

• نوع آلیاژهای مصرفی (۶xxx، ۵xxx، ۷xxx)
• ظرفیت تولید و ابعاد بیلت
• دقت دمایی مورد انتظار
• کیفیت سیستم کنترل و اتوماسیون
• تجربه سازنده در کوره‌های آلومینیوم
• خدمات پس از فروش و تأمین قطعات
• مصرف انرژی و راندمان حرارتی
• امکان توسعه ظرفیت در آینده

جمع‌بندی

کوره هموژنایزینگ بیلت آلومینیوم، قلب فرآیند آماده‌سازی بیلت برای اکستروژن با کیفیت بالا است. طراحی مهندسی، کنترل دقیق دما، سیستم انتقال مطمئن و خنک‌کاری اصولی، همگی نقش تعیین‌کننده‌ای در کیفیت نهایی محصول دارند. انتخاب صحیح سازنده و توجه به جزئیات فنی، سرمایه‌گذاری بلندمدت و سودآوری پایدار را تضمین می‌کند.

در صورت تمایل می توانید با مراجعه به بخش ویدیوها، یک خط کامل عملیات حرارتی هموژنایزینگ بیلت آلومینیوم را مشاهده بفرمایید.