Η παραγωγή χάλυβα, από το σιδηρομετάλλευμα έως το τελικό προϊόν, περιλαμβάνει κατά κύριο λόγο τέσσερα στάδια: πυροσυσσωμάτωση, σιδηρουργία, χαλυβουργία και έλαση. Σε προηγούμενα άρθρα, διερευνήσαμε λεπτομερώς βασικές πτυχές της χαλυβουργίας. Τώρα, θα επικεντρωθούμε στη διαδικασία έλασης χάλυβα, εμβαθύνοντας στη διαδικασία παραγωγής από το πλινθίο έως το τελικό προϊόν. Ως το τελικό στάδιο της παραγωγής χάλυβα στα σύγχρονα χαλυβουργεία, η έλαση είναι αναμφισβήτητη σημασία.
Επισκόπηση της έλασης χάλυβα
Η έλαση χάλυβα είναι ένα βασικό βήμα στην παραγωγή χάλυβα. Μετατρέπει τα χαλύβδινα πλινθώματα στο επιθυμητό μέγεθος και σχήμα μέσω πλαστικής παραμόρφωσης μεταξύ περιστρεφόμενων κυλίνδρων. Η διαδικασία έλασης χάλυβα είναι μια προσεκτικά σχεδιασμένη διαδικασία που περιλαμβάνει την προετοιμασία, τη θέρμανση, την έλαση και το φινίρισμα. Η επιθυμητή μορφή προϊόντος επιτυγχάνεται μέσω της αλλαγής σχήματος μεταξύ των περιστρεφόμενων κυλίνδρων.
Η έλαση χάλυβα είναι μια διαδικασία διαμόρφωσης με πίεση-που εκτελείται μεταξύ περιστρεφόμενων κυλίνδρων για την αλλαγή του σχήματος ενός χαλύβδινου πλινθώματος ή ράβδου. Αυτή η προσεκτικά σχεδιασμένη διαδικασία αποτελείται από πολλαπλά στάδια που μαζί αποτελούν την πλήρη διαδικασία έλασης χάλυβα.
Λεπτομερής επεξήγηση της διαδικασίας έλασης χάλυβα
Προετοιμασία λογαριασμού και Θέρμανση
Η προετοιμασία λογαριασμών περιλαμβάνει επιφανειακή επεξεργασία και θερμική επεξεργασία. Η θέρμανση παρέχει τις απαραίτητες συνθήκες θερμοκρασίας για την έλαση και είναι ένα ιδιαίτερα σημαντικό βήμα στη διαδικασία της θερμής έλασης. Αυτό είναι το πρώτο βήμα στην παραγωγή έλασης χάλυβα και περιλαμβάνει τον καθαρισμό των ελαττωμάτων της επιφάνειας, την αφαίρεση αλάτων και την προ{2}}θερμική επεξεργασία του μπιγιέτα. Η θέρμανση είναι ιδιαίτερα σημαντική στη διαδικασία της θερμής έλασης, καθώς παρέχει τις απαραίτητες συνθήκες θερμοκρασίας για τη διαδικασία έλασης.
Έλαση και φινίρισμα χάλυβα
Η έλαση είναι το κεντρικό βήμα στην παραγωγή έλασης χάλυβα. Εδώ, το billet παραμορφώνεται μέσω της έλασης και αυτή η διαδικασία έχει καθοριστικό αντίκτυπο στην ποιότητα του τελικού προϊόντος. Το φινίρισμα είναι το τελευταίο βήμα που διασφαλίζει την τελική ποιότητα και περιλαμβάνει τύλιγμα, ψύξη και ίσιωμα. Οι απαιτήσεις ποιότητας του προϊόντος περιλαμβάνουν πολλαπλές πτυχές, όπως το γεωμετρικό σχήμα, την ακρίβεια διαστάσεων, την εσωτερική δομή και ιδιότητες και το φινίρισμα της επιφάνειας. Ως το τελευταίο βήμα στην παραγωγή έλασης χάλυβα, είναι υπεύθυνο για τη διασφάλιση της ποιότητας του τελικού προϊόντος. Το περιεχόμενο της διαδικασίας φινιρίσματος ποικίλλει ανάλογα με τις τεχνικές απαιτήσεις του προϊόντος, αλλά συνήθως περιλαμβάνει περιέλιξη, ψύξη μετά την κύλιση, ίσιωμα, τελική θερμική επεξεργασία, καθαρισμό επιφανειών και βαφή.
Μέθοδοι έλασης χάλυβα
Θερμή έλαση και Ψυχρή έλαση
Η θερμή έλαση πραγματοποιείται σε υψηλές θερμοκρασίες, ενώ η ψυχρή έλαση σε θερμοκρασία δωματίου. Η διαφορά βασίζεται στη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης του μετάλλου. Τα χαλύβδινα πλινθώματα ή ράβδοι είναι δύσκολο να παραμορφωθούν και να επεξεργαστούν σε θερμοκρασία δωματίου, επομένως θερμαίνονται μεταξύ 1100 και 1250 μοιρών για έλαση. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται θερμή έλαση. Η έλαση που εκτελείται σε θερμοκρασία δωματίου θεωρείται γενικά ψυχρή έλαση. Από μεταλλουργική άποψη, η διάκριση μεταξύ θερμής και ψυχρής έλασης βασίζεται στη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης του μετάλλου. Η έλαση κάτω από το εύρος θερμοκρασίας ανακρυστάλλωσης από 450 μοίρες έως 600 μοίρες θεωρείται ψυχρή έλαση, ενώ η έλαση πάνω από αυτό το εύρος θερμοκρασίας θεωρείται θερμή έλαση.
Διαμήκης και εγκάρσια-κύλιση
Στη διαμήκη έλαση, το τεμάχιο εργασίας κινείται κάθετα στον άξονα του κυλίνδρου. στην εγκάρσια-κύλιση, το τεμάχιο εργασίας περιστρέφεται γύρω από την κεντρική γραμμή, παράλληλα με τον άξονα του κυλίνδρου. Η διαμήκης έλαση, γνωστή και ως διαμήκης έλαση, είναι ο πιο κοινός τύπος διεργασίας έλασης. Σε αυτή τη μέθοδο, το ελασματοποιημένο υλικό διέρχεται μεταξύ δύο αντίθετων-περιστρεφόμενων κυλίνδρων, κινούμενοι κάθετα στον άξονα του κυλίνδρου, με το τεμάχιο εργασίας να κινείται προς τα εμπρός μέσα από το διάκενο μεταξύ των επιφανειών του κυλίνδρου. Η εγκάρσια-κύλιση, από την άλλη πλευρά, περιλαμβάνει το τεμάχιο εργασίας που περιστρέφεται μεταξύ των κυλίνδρων γύρω από τη δική του κεντρική γραμμή, με την κεντρική γραμμή παράλληλη προς τον άξονα του κυλίνδρου και υπόκειται σε πίεση μόνο στην εγκάρσια κατεύθυνση.
Σύστημα κυλιόμενης διαδικασίας
Σύστημα παραμόρφωσης κύλισης
Το σύστημα παραμόρφωσης κύλισης περιλαμβάνει τη συνολική παραμόρφωση και την κατανομή της μεταξύ των διαφόρων μονάδων κύλισης. Το σύστημα παραμόρφωσης της χαλύβδινης διατομής αντανακλάται στο σχέδιο διέλευσης. Περιλαμβάνει τη συνολική παραμόρφωση από την πρώτη ύλη στο τελικό προϊόν υπό συγκεκριμένες συνθήκες έλασης, τον αριθμό των διελεύσεων έλασης, την κατανομή της παραμόρφωσης μεταξύ των διαφόρων μονάδων έλασης και τη μέθοδο έλασης. Στην παραγωγή χαλύβδινων τμημάτων, το τεμάχιο εργασίας κυλίεται μέσω του περάσματος σε διαδοχικά περάσματα. Επομένως, το σύστημα παραμόρφωσης της χαλύβδινης διατομής αντανακλάται κυρίως στη σχεδίαση διέλευσης. Ο σχεδιασμός του πάσου περιλαμβάνει πολλές πτυχές, όπως τον προσδιορισμό του περασμάτων, την κατανομή του συντελεστή επιμήκυνσης, τον σχεδιασμό προφίλ διατομής και τον σχεδιασμό του κύλισης.
Σύστημα θερμοκρασίας κύλισης
Η θερμοκρασία του τεμαχίου εργασίας σε κάθε στάδιο καθορίζεται. Τα σύγχρονα ελασματουργεία διαθέτουν εξοπλισμό για τον ακριβή έλεγχο της θερμοκρασίας. Αυτό το σύστημα καθορίζει τις θερμοκρασίες έναρξης και λήξης του τεμαχίου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας έλασης. Τα σύγχρονα ελασματουργεία είναι συχνά εξοπλισμένα με εξοπλισμό όπως ενδιάμεσες δεξαμενές νερού για τον ακριβή έλεγχο της θερμοκρασίας σε κάθε στάδιο. Κατά την έλαση του χαλύβδινου τμήματος, πολλές βασικές παράμετροι πρέπει να ελέγχονται αυστηρά, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας έλασης έναρξης, της τελικής θερμοκρασίας έλασης, της θερμοκρασίας παραμόρφωσης, της θερμοκρασίας έναρξης ψύξης, της ενδιάμεσης θερμοκρασίας ψύξης, της χαμηλότερης θερμοκρασίας κλίνης και της χαμηλότερης θερμοκρασίας του κρεβατιού ψύξης.
Έλεγχος ταχύτητας κύλισης
Ο έλεγχος της γραμμικής ταχύτητας των κυλίνδρων σε κάθε πέρασμα για να διασφαλιστεί η ίση ταχύτητα ροής μετάλλου είναι ζωτικής σημασίας. Αυτό περιλαμβάνει ειδικούς κανονισμούς για τη γραμμική ταχύτητα των κυλίνδρων σε κάθε πέρασμα και σε διαφορετικά στάδια της διαδικασίας κύλισης, γνωστοί και ως κανονισμοί ταχύτητας. Διαφορετικοί τύποι ελασμάτων έχουν τις δικές τους ειδικές απαιτήσεις ταχύτητας και κανονισμούς. Σε ένα συνεχόμενο ελασματουργείο, η διατήρηση της ίσης ταχύτητας ροής μετάλλου σε όλες τις βάσεις είναι ζωτικής σημασίας, η οποία επιτυγχάνεται μέσω του ελέγχου και της προσαρμογής των ταχυτήτων έλασης κάθε μύλου.
Εξοπλισμός κύλισης
Ταξινόμηση Εξοπλισμού Ρολών
Ο μηχανικός εξοπλισμός σε ένα ελασματουργείο μπορεί να χωριστεί σε κύρια αμαξοστοιχία και σε άλλο βοηθητικό εξοπλισμό με βάση τις λειτουργίες τους. Οι κύλινδροι είναι τα βασικά στοιχεία του κύριου τρένου και οι τύποι τους ποικίλλουν ανάλογα με την εφαρμογή τους. Ο κύριος εξοπλισμός που παραμορφώνει το μέταλλο μέσα στους περιστρεφόμενους κυλίνδρους ονομάζεται κύριος συρμός του ελασματουργείου. Τα βασικά στοιχεία του κύριου τρένου περιλαμβάνουν τον κύριο κινητήρα, τα μηχανήματα μετάδοσης και τα ελασματουργεία. Η διαμόρφωσή τους ποικίλλει ανάλογα με τη διάταξη του μύλου, τη μέθοδο κίνησης και τον μηχανισμό μετάδοσης. Για παράδειγμα, ένα ελασματουργείο αποτελείται συνήθως από ένα πλαίσιο, ρολά, συσκευές ρύθμισης κυλίνδρων, συσκευές εξισορρόπησης κυλίνδρων και ρουλεμάν κυλίνδρων.
Οι κύλινδροι, ως βασικά συστατικά του κύριου τρένου, μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε τρεις κύριους τύπους: κυλίνδρους μύλου σε πλάκες και ταινίες, ρολά μύλου με τμήματα και ρολά μύλου με σωλήνα, ανάλογα με τον τύπο μύλου. Οι κύλινδροι πλάκας και ταινιών είναι συνήθως κυλινδρικοί. Οι λωρίδες ρολού θερμής-έλασης έχουν ελαφρώς κοίλο κύλινδρο για να διατηρούν καλό σχήμα παρά τη θερμική διαστολή, ενώ οι κύλινδροι ψυχρής-έλασης έχουν ελαφρώς κυρτό κύλινδρο για να διατηρούν εξαιρετικό σχήμα υπό τις δυνάμεις κάμψης. Οι κύλινδροι μύλου διατομής είναι αυλακωτοί και η διάταξή τους απαιτεί προσεκτικό σχεδιασμό με βάση τη διαδικασία έλασης για το χάλυβα διατομής. Οι κύλινδροι που χρησιμοποιούνται στην έλαση σωλήνων έχουν σχεδιαστεί με βάση την αρχή της σταυρής-κύλισης και μπορεί να έχουν σχήμα κωνικού-τύμπανου ή δίσκου-.
