Výroba ocele, od železnej rudy až po hotový výrobok, zahŕňa predovšetkým štyri stupne: spekanie, výrobu železa, výrobu ocele a valcovanie. V predchádzajúcich článkoch sme podrobne preskúmali kľúčové aspekty výroby ocele. Teraz sa zameriame na proces valcovania ocele a ponoríme sa hlbšie do výrobného procesu od ingotu až po hotový výrobok. Valcovanie ako konečná fáza výroby ocele v moderných oceliarňach má nepopierateľný význam.
Prehľad valcovania ocele
Valcovanie ocele je kľúčovým krokom vo výrobe ocele. Premieňa oceľové ingoty na požadovanú veľkosť a tvar prostredníctvom plastickej deformácie medzi rotujúcimi valcami. Proces valcovania ocele je starostlivo navrhnutý proces zahŕňajúci prípravu predvalkov, ohrev, valcovanie a konečnú úpravu. Požadovaný tvar produktu sa dosiahne zmenou tvaru medzi rotujúcimi valcami.
Valcovanie ocele je proces tvarovania pod tlakom-, ktorý sa vykonáva medzi rotujúcimi valcami, aby sa zmenil tvar oceľového ingotu alebo predvalku. Tento starostlivo navrhnutý proces pozostáva z viacerých krokov, ktoré spolu tvoria kompletný proces valcovania ocele.
Podrobné vysvetlenie procesu valcovania ocele
Príprava účtu a kúrenie
Príprava faktúry zahŕňa povrchovú úpravu a tepelné spracovanie. Ohrev poskytuje potrebné teplotné podmienky na valcovanie a je obzvlášť dôležitým krokom v procese valcovania za tepla. Toto je prvý krok vo výrobe valcovania ocele a zahŕňa čistenie povrchových defektov, odstraňovanie okovín a pred-tepelné spracovanie predvalku. Ohrev je obzvlášť dôležitý v procese valcovania za tepla, pretože poskytuje potrebné teplotné podmienky pre proces valcovania.
Valcovanie a konečná úprava ocele
Valcovanie je ústredným krokom vo výrobe valcovania ocele. Tu sa predvalok deformuje valcovaním a tento proces má rozhodujúci vplyv na kvalitu konečného produktu. Konečná úprava je posledným krokom, ktorý zabezpečuje konečnú kvalitu a zahŕňa navíjanie, chladenie a vyrovnávanie. Požiadavky na kvalitu produktu zahŕňajú viaceré aspekty, vrátane geometrického tvaru, rozmerovej presnosti, vnútornej štruktúry a vlastností a povrchovej úpravy. Ako posledný krok vo výrobe valcovania ocele je zodpovedný za zabezpečenie kvality finálneho produktu. Obsah dokončovacieho procesu sa líši v závislosti od technických požiadaviek produktu, ale zvyčajne zahŕňa navíjanie, chladenie po-valcovaní, vyrovnávanie, konečné tepelné spracovanie, čistenie povrchu a lakovanie.
Metódy valcovania ocele
Valcovanie za tepla a valcovanie za studena
Valcovanie za tepla sa vykonáva pri vysokých teplotách, zatiaľ čo valcovanie za studena sa vykonáva pri izbovej teplote. Rozdiel je založený na teplote rekryštalizácie kovu. Oceľové ingoty alebo predvalky sa ťažko deformujú a spracovávajú pri izbovej teplote, preto sa na valcovanie zahrievajú na 1100 až 1250 stupňov. Tento proces sa nazýva valcovanie za tepla. Valcovanie vykonávané pri izbovej teplote sa všeobecne považuje za valcovanie za studena. Z metalurgického hľadiska je rozdiel medzi valcovaním za tepla a za studena založený na teplote rekryštalizácie kovu. Valcovanie pod rozsahom rekryštalizačnej teploty 450 stupňov až 600 stupňov sa považuje za valcovanie za studena, zatiaľ čo valcovanie nad týmto teplotným rozsahom sa považuje za valcovanie za tepla.
Pozdĺžne a priečne{0}}rolovanie
Pri pozdĺžnom valcovaní sa obrobok pohybuje kolmo na os valca; pri priečnom{0}}valcovaní sa obrobok otáča okolo stredovej čiary rovnobežne s osou valcovania. Pozdĺžne valcovanie, tiež známe ako pozdĺžne valcovanie, je najbežnejším typom procesu valcovania. Pri tejto metóde valcovaný materiál prechádza medzi dvoma protiľahlými{3}}valcami, ktoré sa pohybujú kolmo na os valca, pričom obrobok sa pohybuje dopredu cez medzeru medzi čelnými plochami valcov. Na druhej strane krížové{5}}valcovanie zahŕňa otáčanie obrobku medzi valcami okolo vlastnej stredovej osi, pričom stredová os je rovnobežná s osou valca a je vystavený tlaku iba v priečnom smere.
Rolling Process System
Valivý deformačný systém
Systém valcovacej deformácie zahŕňa celkovú deformáciu a jej rozdelenie medzi rôzne valcovacie jednotky. Systém deformácie oceľového profilu sa odráža v dizajne priechodu. Zahŕňa celkovú deformáciu od suroviny po hotový výrobok za špecifických podmienok valcovania, počet valcovacích prechodov, distribúciu deformácií medzi rôzne valcovacie jednotky a metódu valcovania. Pri výrobe oceľových profilov sa obrobok valcuje cez priechod v po sebe nasledujúcich priechodoch. Preto sa systém deformácie oceľových profilov primárne odráža v návrhu priechodu. Návrh priechodu zahŕňa viacero aspektov vrátane určenia priechodu, distribúcie koeficientu predĺženia, návrhu profilu prierezu{5}} a návrhu valcového priechodu.
Systém teploty valcovania
Teplota obrobku v každej fáze je špecifikovaná. Moderné valcovne majú zariadenie na presnú reguláciu teploty. Tento systém určuje počiatočnú a koncovú teplotu obrobku počas procesu valcovania. Moderné valcovne sú často vybavené zariadením, ako sú medziľahlé vodné nádrže na presné riadenie teploty v každej fáze. Počas valcovania oceľových profilov sa musí prísne kontrolovať niekoľko kľúčových parametrov vrátane počiatočnej teploty valcovania, konečnej teploty valcovania, teploty deformácie, počiatočnej teploty chladenia, strednej teploty chladenia, nižšej teploty lôžka a nižšej teploty chladiaceho lôžka.
Ovládanie rýchlosti rolovania
Riadenie lineárnej rýchlosti valcov v každom prechode na zabezpečenie rovnakého prietoku kovu je rozhodujúce. To zahŕňa špecifické predpisy pre lineárnu rýchlosť valcov v každom priechode a v rôznych fázach procesu valcovania, známe tiež ako predpisy o rýchlosti. Rôzne typy valcovacích stolíc majú svoje špecifické požiadavky na rýchlosť a predpisy. V kontinuálnej valcovacej stolici je rozhodujúce udržiavanie rovnakého prietoku kovu naprieč všetkými stolicami, čo sa dosahuje riadením a nastavovaním rýchlosti valcovania každej stolice.
Rolovacie zariadenie
Klasifikácia rolovacích zariadení
Mechanické zariadenia vo valcovni možno rozdeliť na hlavný vlak a ďalšie pomocné zariadenia na základe ich funkcií. Valce sú hlavnými komponentmi hlavného vlaku a ich typy sa líšia v závislosti od ich použitia. Hlavné zariadenie, ktoré deformuje kov v rámci rotujúcich valcov, sa nazýva hlavný vlak valcovacej stolice. Medzi hlavné komponenty hlavného vlaku patrí hlavný motor, prevodové stroje a valcovne. Ich konfigurácia sa líši v závislosti od usporiadania mlyna, spôsobu pohonu a prevodového mechanizmu. Napríklad valcovacia stolica typicky pozostáva z rámu, valcov, zariadení na nastavovanie valcov, zariadení na vyvažovanie valcov a valčekových ložísk.
Valce, ako kľúčové komponenty hlavného vlaku, možno kategorizovať do troch hlavných typov: valce na valcovanie dosiek a pásov, valce na valcovanie profilov a valce na valcovanie rúr v závislosti od typu valcovne. Doskové a pásové valcovacie valce sú typicky valcové. Kotúče pásu valcované za tepla-majú mierne konkávny valec, aby si zachovali dobrý tvar napriek tepelnej rozťažnosti, zatiaľ čo kotúče pásu valcované za studena-majú mierne konvexný valec, aby si zachovali vynikajúci tvar pri ohybových silách. Valce na valcovanie profilov sú drážkované a ich usporiadanie si vyžaduje starostlivý návrh založený na procese valcovania profilovej ocele. Valce používané pri valcovaní rúr sú navrhnuté na princípe krížového-valcovania a môžu mať kužeľovitý, bubnový{7}}tvar alebo disk-tvar.
