يتمثل طرف تغذية المعدن المنصهر الخاص بآلة الصب المستمر في زوج من العناصر المقاومة للحرارة ذات الشكل المستطيل تقريبًا، حيث يحتوي كل عنصر على جزء حافة في اتجاه مجرى التدفق وجزء حافة في الاتجاه المعاكس، ويُشكل كل عنصر من حصيرة من الألياف المقاومة للحرارة المربوطة ببعضها البعض بشكل صلب. وتُضغط الألياف المقاومة للحرارة بالقرب من جزء الحافة في اتجاه مجرى التدفق لتصل كثافتها إلى مستوى أعلى من كثافة الجزء المقابل في اتجاه مجرى التدفق من العنصر.
يُستخدم جهاز مجاور للجزء العلوي لتباعد الزوج من العناصر عن بعضهما لتشكيل فجوة لتغذية المعدن بينهما، وللسماح للمعدن المنصهر بالدخول إلى الفجوة والتدفق نحو الجزء السفلي. ومن بين هذه العناصر، تزداد الموصلية الحرارية لللباد الليفي المقاوم للحرارة تدريجيًّا من الجزء العلوي إلى الجزء السفلي.
رأس تغذية المعدن المنصهر لآلة الصب المستمر
لسنوات عديدة، كان الصب المستمر للألمنيوم يُجرى باستخدام آلات الصب المستمر في عمليات على نطاق تجاري. ويشتمل هذا النوع من آلات الصب المستمر على زوج من الأسطوانات الدوارة المبردة بالماء. فعلى سبيل المثال، يتم تغذية الألمنيوم المنصهر إلى منطقة التلامس بين الأسطوانتين قبل الوصول إلى أقرب خط بينهما مباشرةً. وعند ملامسة الأسطوانات، يتم استخلاص الحرارة بسرعة من المعدن المنصهر، ويحدث التجميد قبل أن يصل المعدن إلى الخط الأقرب إلى الأسطوانتين. ويحدث انكماش حراري كبير في سماكة لوح الألومنيوم المشكل بين الأسطوانات، مما يؤدي إلى إعادة بلورة لوح الألومنيوم.
باستخدام نصائح حول العجلات يمكنها صب ألواح الألمنيوم بشكل مستمر بعرض يبلغ عدة أمتار وسماكة تبلغ حوالي سنتيمتر واحد بسرعة تزيد عن متر واحد في الدقيقة على مدى عدة أيام. ومن الجوانب المهمة في آلة الصب المستمر هذه الهيكل المستخدم لتغذية المعدن المنصهر إلى منطقة الضغط بين الأسطوانات.
مواد تغذية
تم تصنيع طرف تغذية للمعدن المنصهر مرضٍ إلى حد معقول من مركب عازل يتكون من ألياف الأسبستوس وجزيئات الطين. وعلى الرغم من سهولة تشكيل هذه المادة ومقاومتها للألمنيوم المنصهر وما إلى ذلك، إلا أنها تنطوي على عيوب واضحة. وتتمثل إحدى أهم المشكلات المتعلقة بهذه المادة في وجود الأسبستوس، الذي يُعتبر مادة مسرطنة.
وتعد هذه المشكلة ذات أهمية خاصة بالنسبة لهذه المادة المستخدمة في تصنيع طرف تغذية المعدن المنصهر في آلة الصب المستمر، لأن هذه المادة يتم تشكيلها عمليًّا لتتخذ الشكل الهندسي المطلوب. وتنتج عمليات التصنيع العديد من الجسيمات، التي تشكل خطرًا كبيرًا عند انتشارها في الهواء. ولذلك، فإن أنظمة جمع الغبار وإعادة التدوير المكلفة تعتبر ضرورية لمعالجة المواد المحتوية على الأسبستوس.
كما أن المواد المستخدمة حاليًا في صناعة أطراف التغذية هشة إلى حد ما، وقد واجهت صعوبات بسبب التلف العرضي. وتُعد الرطوبة عاملاً ضارًا للغاية بقوة المواد المركبة من الأسبستوس والطين، وستؤدي إلى تفاقم مشاكل الكسر. ونظرًا لأن الأسطوانات تُبرد بالماء، فعادةً ما تتواجد الرطوبة بالقرب من آلة الصب المستمر، وأحيانًا تلتصق مركبات من المعلق المائي بسطح الأسطوانة. وفي البيئة الرطبة، تتكثف الرطوبة على الأسطوانة وتلامس رأس تغذية المعدن المنصهر.
بشكل عام، لا يمكن استخدام رأس تغذية المعدن المنصهر المصنوع من مركب الطين والأسبستوس إلا مرة واحدة فقط على آلة الصب المستمر. وأثناء عمليات التنظيف والإصلاح في الدورة التشغيلية الجديدة، يُعد تلف هذا النوع من رؤوس التغذية أمرًا شائعًا للغاية، ولذلك يجب استبدال هذا النوع من رؤوس التغذية بشكل مستمر.
بالإضافة إلى ذلك، ونظرًا لطبيعة المادة الهشة، يتم تصنيع طرف التغذية هذا بحيث يتمتع بأكبر سماكة ممكنة للمادة من أجل تعظيم القوة بالقرب من الحافة الرقيقة للطرف في اتجاه مجرى التدفق بين البكرات. ولذلك، فإن السطح الخارجي لرأس التغذية في آلة الصب المستمر عادةً ما يكون له نصف قطر موازٍ بشكل وثيق لنصف قطر بكرة آلة الصب المتوازية. وهذا يفاقم مشكلة ملامسة الرطوبة لرأس التغذية، وقد يتسبب أيضًا في تراكم رقائق الأكسيد وغيرها من الحطام بين رأس التغذية والبكرة. ونظرًا لانحناء سطح رأس التغذية، لا يمكن اكتشاف وجود هذا الحطام بسهولة، وقد يتسبب في حدوث عيوب في الصفيحة التي تشكلها آلة الصب المستمر.
ولأسباب مماثلة، يتم تشكيل السطح الداخلي لرأس التغذية في آلة الصب المستمر بحيث يتكون من أسطح متوازية متصلة بمنحدرات شديدة الانحدار. ولذلك، فإن عرض الفجوة بين الأسطح الداخلية التي يتدفق من خلالها المعدن المنصهر يتسم بتغير سريع نسبيًا في مساحة المقطع العرضي. ويؤدي ذلك إلى تغيرات سريعة في سرعة المعدن المنصهر، كما أن التغيرات في شكل السطح الداخلي يمكن أن توفر مكانًا للتراكم المؤقت للأكاسيد وغيرها من الشوائب، التي ستنتشر بشكل متقطع وتسبب عيوبًا في الألواح الرقيقة التي تنتجها آلة الصب المستمر.
لذلك، من المستحسن توفير فوهة تغذية بالمعدن المنصهر لآلة الصب المستمر تتميز بقوة محسّنة وسهولة في التصنيع. ويجب أن تكون الفوهة خالية من الأسبستوس الذي يشكل خطراً على الصحة، وأن تكون غير حساسة نسبياً للتدهور الناتج عن الرطوبة. ومن المستحسن أن يكون لرأس التغذية شكل جانبي سلس ومتواصل لتقليل العيوب في الصفيحة التي تنتجها آلة الصب المستمر إلى أدنى حد وتجنب الانقطاعات في أداء رأس التغذية. ويفضل أن يكون طرف تغذية المعدن المنصهر قابلاً للاستخدام لعدة دورات تشغيل لآلة الصب المستمر.