Development of Horizontal Continuous Casting Machine

การพัฒนาเครื่องหล่อเหล็กต่อเนื่องแนวนอน

Name: Pongsak Chaengkham

Name: พงษ์ศักดิ์ แจ้งคำ

keyword: Casting Machine

Abstract: A novel flexible Horizontal Continuous Casting Machine (HCCM) is successfully developed. The machine is developed in response to the need of small manufacturers who need to be flexible in order to meet the changing demand of customers and increasingly fragmented market, and be competitive. This project started with a study of steel industry to find problems, customer needs, and trends in order to identify a promising development opportunity. It is concluded that the development of horizontal continuous casting machine with flexible and quick changing concept would serve the needs of target customers. The preliminary product specifications of the machine were then set. Conceptual design of the machine as well as those of key components namely; tundish, withdrawal mechanism, mould and mould-jacket set, cooling bed, water cooling, hydraulic, and control systems were performed. Embodiment and detail designs of the machines and key component were carried out. The prototype machine was then constructed and tested. The prototype could be used to cast AISI 1020 low carbon steel, AISI 304 stainless steel, and AISI 450 ductile iron billets successfully. The overall quality of the billets was good i.e., having good surface finish and good roundness with minimum distortion. The macrostructure and microstructure of AISI 1020 and AISI 304 steels were not different from those of the products of conventional vertical casting methods. The structure of ductile iron billets was slightly different from that of ductile iron produced by regular casting. More chunky and eutectic carbide was observed and the fading effect was apparent after holding for six (6) minutes. The tensile strength of AISI 1020 low carbon steel was in the range of 550-590 MPa, elongation was 12-17% and hardness 145-155 HB. AISI 304 stainless steel had tensile strength between 495-660 MPa, elongation 2-5%, and hardness 152-191 HB. AISI 450 ductile iron billets had tensile strength between 480-590 MPa, elongation 2-4% and hardness 420-510 HB. It is concluded that HCCM can be used to cast carbon steel, stainless steel, and ductile cast iron, and is highly flexible. The mould can be quickly changed within 20 minutes. It is highly suitable for small manufacturers serving fragmented markets.

Abstract: งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาเครื่องหล่อเหล็กต่อเนื่องแนวนอนแบบยืดหยุ่น การพัฒนาดังกล่าวเป็นไป เพื่อสนองความต้องการผู้ประกอบการรายย่อยที่ต้องการปรับตัวให้สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของ ตลาดเป็นการเพิ่มความสามารถในการแข่งขันและการอยู่รอดของธุรกิจ โดรงการวิจัยนี้ เริ่มจาก การศึกษาอุตสาหกรรมเหล็ก เพื่อศึกษาปัญหาและความต้องการของกลุ่มลูกค้าเป้าหมายและศึกษา แนวโน้มทางการตลาด จากการศึกษาดังกล่าวพบว่าเครื่องหล่อเหล็กต่อเนื่องแนวนอน เป็นโอกาศที่มี ศักยภาพในการพัฒนาสูงเนื่องจากสอดคล้องกับความต้องการของกลุ่มเป้าหมาย กระบวนการสร้าง เครื่องหล่อเหล็กแนวนอน ให้มีคุณลักษณะตามที่ลูกค้าต้องการ เริ่มต้นจากการกำหนดคุณลักษณะของ เครื่องเบื้องต้น จากนั้นจึงออกแบบเชิงแนวคิด ระบบย่อยที่สำคัญของเครื่องประกอบด้วย อ่างรับ น้ำเหล็ก เบ้าหล่อทองแดงและเสื้อ กลไกในการดึงเหล็กออกจากเบ้าหล่อ ระบบน้ำหล่อเย็น ระบบ ไฮดรอลิค โต๊ะผึ่งเย็น และระบบควบคุมเครื่องหล่อ ต่อมาเป็นขั้นตอนการออกแบบเชิงระบบ โครงสร้าง และการออกแบบรายละเอียดชิ้นส่วนย่อยของเครื่องตามลำดับ เมื่อออกแบบเสร็จแล้วจึง ได้จัดหาและผลิตชิ้นส่วนตามแบบที่ได้ออกแบบไว้ เมื่อชิ้นส่วนต่างๆ แล้วเสร็จจึงนำมาประกอบ เป็นเครื่องหล่อเหล็กแนวนอนให้เสร็จสมบูรณ์ตามแบบ จากนั้นได้ทดลองหล่อเหล็กชนิดต่างๆกับ เครื่องหล่อเหล็กต้นแบบที่สร้างขึ้นสามารถหล่อเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ เกรด AISI 1020 เหล็กกล้า ไร้สนิม เกรด AISI 304 และเหล็กหล่อเหนียว เกรด AISI 450 ได้ประสบความสำเร็จเป็นอย่างดี คุณภาพของเหล็กที่หล่อได้อยู่ในเกณณ์ดี กล่าวคือ มีผิวเรียบ มีความกลม ไม่บิดเบี้ยว โครงสร้าง มหภาคและโครงสร้างจุลภาคของเหล็กเหนียวคาร์บอนต่ำ เกรด AISI 1020 และเหล็กกล้าไร้สนิม เกรด AISI 304 ไม่แตกต่างจากโครงสร้างของเหล็กที่ได้จากการหล่อในแนวดิ่งตามวิธีเดิมส่วน โครงสร้างของเหล็กหล่อเหนียว เกรด AISI 450 แตกต่างจากโครงสร้างของเหล็กที่หล่อด้วยวิธี การหล่อในเบ้าทรายพอสมควร คือ มีปริมาณคาร์ไบด์เกิดขึ้นมากกว่าในงานหล่อปกติ ในขณะหล่อ ถ้ารอหล่อน้ำเหล็กไว้นานเกินกว่า 6 นาที จะมีผลกระทบต่อความกลมของกราไฟต์ กล่าวคือ กราไฟต์ กลมจะมีความกลมลดลง ซึ่งเกิดจากปรากฎการณ์ที่เรียกว่า เฟตติ้ง (Fading effect) การลดลงของ ความกลมของกราไฟต์นี้ ส่งผลกระทบต่อสมบัติเชิงกลของเหล็กที่หล่อ การทดสอบสมบัติทางกล ของเหล็กที่ได้จากเครื่องหล่อต่อเนื่องแนวนอนต้นแบบของเหล็กทั้ง 3 ชนิด ปรากฎผลดังนี้ เหล็ก เหนียวคาร์บอนต่ำ เกรด AISI 1020 มีค่าแรงดึงสูงสุดอยู่ในช่วง 550-590 MPa การยืดตัวอยู่ระหว่าง 12-17% และค่าความแข็งที่ผิวอยู่ระหว่าง 145-155 HB สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม เกรด AISI 304 มีค่าแรงดึงสูงสุดอยู่ระหว่าง 495-660 MPa การยืดตัวอยู่ระหว่าง 2-5% และค่าความแข็งที่ผิวอยู่ ระหว่าง 152-191 HB ส่วนเหล็กหล่อเหนียว เกรด AIST 450 มีค่าแรงดึงสูงสุดในช่วง 480-590 MPa การยืดตัวอยู่ระหว่าง 2-4% และค่าความแข็งที่ผิวอยู่ระหว่าง 420-510 HB สรุปได้ว่าเครื่องหล่อเหล็ก ต่อเนื่องแนวนอนที่พัฒนาชึ้น สามารถหล่อเหล็กได้หลายชนิด คือ เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้า ไร้สนิมและเหล็กหล่อเหนียว นอกจากนี้ยังมีความยืดหยุนสูง สามารถเปลี่ยนแบบหล่อเพื่อหล่อบิล เล็ทต่างชนิดได้อย่างรวดเร็วภายใน 20 นาที เครื่องหล่อที่พัฒนาขึ้น จึงมีความเหมาะสมอย่างยิ่งสำ หรับการใช้งานของผู้ประกอบการรายย่อยที่ต้องการผลิตเพื่อตอบสนองทางการตลาดที่ต้องการ สินทค้าที่หลากหลาย

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Panya Srichandr

Role: Advisor

Created: 2011

Modified: 2012-06-26

Issued: 2012-06-25

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: MT402

eng

DegreeName: Doctor of Engineering

Level: Doctoral Degree

Descipline: Materials Technology

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	MT402.pdf	3.94 MB	30	2024-12-23 11:49:55
2	MT402ab.pdf	34.94 KB	15	2019-07-30 09:14:29

ใช้เวลา

0.018287 วินาที