3/5
2رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود

بررسی جامع نحوه تولید انواع ورق فولادی

تاریخ نوردکاری به مفهوم امروزی آن برای تولید انواع ورق آهن و مقاطع فولادی ، ولی در شکل های بسیار ساده و اندازه های بسیار کوچک به آغاز صده هفدهم میلادی بر می گردد به این صورت که دو غلتک چدنی، در یک چارچوب چوبی قرار داده می شد و فلزهایی مانند قلع و سرب را نورد می کردند. هرچند پیش از این از غلتک ها برای صاف کردن و فشردن مواد استفاده می شد ولی ایده استفاده از غلتک ها به منظور ایجاد کاهش در سطح مقطع فلز، در این دوره به وجود آمد. پس از آن کوشش شد از غلتک های بزرگ تر و سنگین تر استفاده شود و گشتاور لازم برای به چرخش درآوردن آن ها به وسیله نیروی اسب و یا پره های آبی تامین می شد. ایده ایجاد شیار روی غلتک ها به منظور شکل دادن به مقاطع میلگرد و تیرآهن نیز به همین دوران برمیگردد.

[vc_row][vc_column][vc_message message_box_style=”outline” message_box_color=”pink” icon_fontawesome=”fa fa-download”]

مشاهده نسخه pdf مقاله : مراحل تولید ورق فولادی

[/vc_message][/vc_column][/vc_row]

قفسه های دو غلتکه به سرعت گام های تکامل خود را پیمودند و به زودی افزون بر نورد فلزهای نرم، نورد گرم فولاد نیز عملی شد. تنگنای نیرو و توان ایده استفاده از غلتک های کوچک تر را مطرح کرد زیرا صنعتگران به تجربه متوجه شده بودند که نورد با غلتک های کوچک تر نیرو و توان کمتری احتیاج دارد. از این رو استفاده از غلتک های کاری کوچک تر که به وسیله غلتک های بزرگ تر پشتیبانی می شدند متداول شد و در اصطلاح قفسه های چهار غلتکه به وجود آمدند.

مراحل تولید ورق آهن

پس از پیدایش ماشین بخار و از بین رفتن تنگنای نیرو و توان، قفسه های نورد دوباره بزرگ تر شدند و موتورهای با توان بسیار بالا، در اندازه ۱۵۰۰ اسب برای نوردهای سنگین شمش های فولادی به کار گرفته شدند. موتور و قفسه های نورد به تندی گام های تکامل خود را پیمودند به گونه ای که فرآورده های نورد، به ویژه فولادها، به مهمترین فرآورده های جهان تبدیل شدند. برای بسیاری از فرآورده ها، روش های نورد، جایگزین دیگر روش های شکل دادن فلزها، همانند آهنگری و ریخته گری شدند.

همراه و در کنار قفسه های نورد، دیگر بخش های کارخانجات نورد، همچون کوره های ذوب، ماشین های ریخته گری برای آماده سازی شمش های اولیه، کوره های پیش گرم برای گرم کردن شمش، خطوط جابجایی، حمام های اسیدشویی، کوره های عملیات حرارتی، حمام های آبکاری، ماشین های بسته بندی و غیره نیز گام های تکاملی خود را پیمودند. امروزه با پیشرفت تکنولوژی، انواع فرآورده های فلزی به ویژه فرآورده های فولادی را به روش نورد تولید می کنند. مهم ترین ویژگی فرآیندهای نورد، سرعت تولید آن هاست به گونه ای که حجم زیادی از فرآورده های فلزی از این روش تولید می شوند. نخستین هدف فرآیندهای نورد کاهش در سطح مقطع و یا ضخامت قطعه کار است. این کار ممکن است به صورت نورد گرم، نورد سرد یا تلفیقی از این دو انجام پذیرد. برگزیدن روش به نوع، اندازه، ویژگی های ماده و شکل پایانی فرآورده بستگی دارد. گوناگونی شکل و اندازه فرآورده های نورد ایجاب می کند که فرآیندهای نورد به صورت های مختلف به کار گرفته شوند برای نمونه نورد طولی، نورد عرضی، نورد مقاطع و غیره را می توان نام برد.

تولید ورق آهن

تولید ورق توسط نورد گرم

امروزه تولید ورق های فولادی در سه مرحله انجام می گیرد. تولید تختال اولیه در واحد ریخته گری مداوم، کاهش ضخامت و عرض تختال به میزان زیاد در واحد نورد گرم و تبدیل تختال به ورق با ضخامت ۱ تا ۷ میلی متر و در صورت لزوم در مرحله سوم نورد سرد ورق های تولید شده در نورد گرم به منظور رسیدن به ورق های با ضخامت بسیار کم تر و با کیفیت سطحی بالاتر.

فراهم کردن تختال های اولیه، نخستین گام از تولیدات نورد می باشد. استفاده از روش ریخته گری مداوم یک پدیده بسیار مهم و پیشرفته متالوژیکی است که در آن سرعت تولید تختال بسیار افزایش می یابد و کیفیت متالوژیکی آن نیز به دلیل یکنواختی و همگونی تولید بهبود می یابد. یکنواختی و بی عیب بودن تختال ها سبب می شود که ضایعات تولید در هنگام نورد کمتر و تولید اقتصادی تر شود.

با این روش بیشتر فلزات غیر آهنی، فولادهای کربنی و آلیاژی را می توان ریخته گری کرد. از زمان به کارگیری این روش تاکنون، پیشرفت های شایانی در تکنیک های اجرایی روش ایجاد شده است. امروزه ماشین های ریخته گری پیوسته عمدتا به سه روش به کار گرفته می شوند. این روش ها عبارتند از

الف) ریخته گری پیوسته عمودی با ناحیه انجماد ثانویه عمودی و برش تختال در وضعیت عمودی

ب) ریخته گری پیوسته عمودی با ناحیه انجماد ثانویه عمودی، خمش تختال به جایگاه افقی و برش آن در وضعیت افقی

ج) ریخته گری پیوسته خمیده با ناحیه انجماد ثانویه خمیده با شعاع خمیدگی ثابت و یا متغیر و برش تختال در وضعیت افقی

تختال تولید شده در ریخته گری مداوم معمولا ضخامتی بین ۱۶۰ تا ۳۰۰ میلی متر، عرضی بین ۶۰۰ تا ۲۲۰۰ میلی متر و طولی بین ۵ تا ۱۶ متر دارد که این ابعاد بستگی به ابعاد ورق تولیدی نهایی دارد. به دلیل اینکه تغییر شکل گرم در دمایی در حدود ۱۰۷۰ تا ۱۳۶۰ درجه سانتی گراد امکان پذیر است برای این که تختال های تولید شده را بتوان به خط نورد گرم تزریق کرد، لازم است تختال ها پیش گرم شوند که این کار در کوره های پیش گرم که در ابتدای خط نورد گرم قرار دارند انجام می پذیرد. تختال اولیه معمولا در دمای محیط (۲۰ درجه سانتی گراد) یا به صورت گرم (۸۰۰-۶۰۰ درجه سانتی گراد) وارد کوره می گردد و به دمای مورد نیاز برای ورود به خط نورد گرم می رسد.

خطوط نورد گرم امروزی معمولا شامل چند فرآیند به شرح زیر می باشند

  • کوره های پیش گرم
  • پوسته شکن
  • نورد خشن کار (مانند ایستگاه معکوس شونده ۴ تایی، ایستگاه های دوتایی، نورد عمودی یا پرس)
  • میز انتقال تختال
  • دستگاه برش و پوسته شکن ثانویه
  • نورد پایانی
  • خنک کن های آبی
  • دستگاه های بسته بندی

در خطوط نورد گرم مدرن تختال پس از عملیات پیش گرم و رسیدن به دمای مورد نیاز وارد ایستگاه پوسته شکن شده و پوسته اکسیدی ایجاد شده بر روی تختال توسط فشار بالای آب از روی آن جدا می شود. این فرآیند در خطوط نورد قدیمی تر توسط سیستم نورد عمودی انجام می گیرد. نورد عمودی در این جایگاه علاوه بر وظیفه پوسته شکنی نقش مهم کاهش عرض تختال را به عهده دارد. در خطوط نورد مدرن نقش کاهش عرض به سیستم جدیدی داده شده که به پرس سایزینگ معروف است. پس از فرآیند کاهش عرض تختال وارد ایستگاه های خشن کار نورد سنگین دو غلتکه و چهار غلتکه می شود و ضخامت آن به ۲۰ تا ۶۰ میلی متر کاهش می یابد در عین حال عرض تختال توسط غلتک های عمودی نصب شده در این دو ایستگاه و با حرکت رفت و برگشتی مداوم تختال با عرض ورق نهایی مورد نظر هماهنگ می گردد.

پس از آن تختال خارج شده از واحد خشن کار وارد ایستگاه برش شده و قسمت های ابتدایی و انتهایی آن جدا می گردند و دوباره توسط ایستگاه پرفشار پوسته شکن، پوسته شکنی می شوند. سپس در خط نورد پایانی که معمولا شامل ۴ تا ۷ ایستگاه نورد افقی چهار غلتکه است ضخامت تختال به ۱٫۵ تا ۲۰ میلی متر کاهش می یابد. در ادامه ورق تولیدی توسط سیستم خنک کننده لایه ای تا دمای ۵۰۰ تا ۷۸۰ درجه سانتی گراد که مناسب برای ایستگاه کویل پیچی است خنک می گردد و در انتها توسط ایستگاه نهایی کویل پیچی شده و از خط نورد گرم خارج می گردد.

مراحل تولید ورق گالوانیزه

عرض ورق در فرآیند نورد گرم

عرض تختال یا به بیانی عرض ورق از جمله پارامترهایی است که دائما در فرآیند نورد گرم کنترل می گردد و دلیل این امر نیاز به یک تلرانس مشخص در عرض ورق خروجی از واحد نورد گرم است. عواملی که بر عرض ورق یا تختال در حین نورد گرم تاثیر می گذارند عبارتند از

  • تعریض یا افزایش عرض تختال در ایستگاه های نورد افقی
  • فرآیندهای کاهش عرض که در طول خط خشن کار بر روی تختال اعمال می گردند.

در نورد قطعه ها با سطح مقطع مستطیل شکل مانند شمش، تختال، صفحه و ورق، کاهش در ضخامت نه تنها سبب کشیدگی و افزایش طول می گردد بلکه در شرایطی پهنای قطعه را نیز افزایش می دهد. این افزایش پهنا به تعریض یا پخش عرض معروف است و میزان آن بستگی به ابعاد سطح مقطع و شرایط نورد از جمله درصد کاهش ضخامت، قطر غلتک، اصطکاک بین قطعه کار و غلتک، سرعت نورد، کیفیت، جنس و دمای قطعه کار دارد. جریان فلز در جهت عرض ورق بستگی به موقعیت ذره بر روی آن دارد. نقاط مرکزی ورق به دلیل تقارن و همچنین مقاومت ذرات کناری، تمایل به جریان در جهت نورد دارند در مقابل ذرات کناری ورق به دلیل کاهش مقاومت ذرات مجاور آن ها و همچنین نزدیک بودن مقاومت اصطکاکی در هر دو جهت طول و عرض در عین حرکت در جهت طولی؛ به جریان در جهت عرض نیز تمایل دارند که این مساله باعث وقوع پدیده تعریض می گردد.

فرآیند کاهش عرض

یکی از فرآیندهای مهمی که در خطوط نورد گرم بر روی تختال انجام می گیرد کاهش عرض در ایستگاه اول خط نورد می باشد. تختال موردنیاز در واحد نورد گرم توسط ماشین ریخته گری مداوم تامین شده و به صورت مستقیم یا با واسطه وارد خط نورد می شود. وجود نیاز گسترده در بازار ورق فولادی از نظر ضخامت و عرض های متنوع باعث شده که تا آن جا که ممکن باشد ورق های تولیدی در نورد گرم دارای تنوع بالایی از نظر ضخامت و عرض باشند. به همین دلیل تختال های مورد نیاز این واحد نیز دارای محدوده نسبتا وسیعی از عرض ( از ۹۰۰ تا ۲۰۰۰ میلی متر) و ضخامت (از ۳۰ تا ۳۰۰ میلی متر) می باشند. در مورد ضخامت، ایجاد و تنظیم چنین مقادیری به راحتی توسط ایستگاه های خشن کار و ایستگاه های پایانی انجام می گیرد و ورق مورد نیاز با ضخامت معین در چند فرآیند کاهش ضخامت توسط ایستگاه های نورد افقی و براساس برنامه کاهش ضخامت از پیش تعیین شده برای هر ایستگاه تولید می گردد.

لذا نیازی به تغییر در برنامه تولید واحد ریخته گری مداوم از نظر ضخامت وجود نداشته و این واحد می تواند با ماکزیمم ظرفیت خود از نظر ضخامت فعالیت کند. به عنوان مثال ضخامت ۳۰۰ میلی متری تختال تولید شده در واحد ریخته گری مداوم با استفاده از ایستگاه های کاهش ضخامت در خط نورد گرم و با مقداری تغییر در برنامه این ایستگاه ها قابل تبدیل به بازه گسترده ای از ضخامت های ورق ( از ۲ تا ۲۰ میلی متر) می باشد.

در مورد عرض نیز نیاز به چنین قابلیتی در نورد گرم وجود دارد. این کار توسط فرآیندهای کاهش عرض که در بخش گذشته به آن اشاره شد انجام می گیرد. با توجه به اینکه عمده این کاهش در ایستگاه اول به منظور تطبیق عرض تختال های ورودی با عرض مورد نیاز در نورد گرم اعمال می شود از این ایستگاه به عنوان رابط یا همزمان کننده دو واحد نیز نام می برند. متاسفانه اعمال کاهش عرض های سنگین (بیش از ۱۰۰ میلی متر) در این ایستگاه امکان پذیر نیست.

محدودیت های فرآیند کاهش عرض نورد عمودی

در ایستگاه های نورد عمودی، میزان کاهش عرض قابل اعمال و در نتیجه شانس سازگار کردن عرض تختال با چهار متغیر اصلی محدود می شود.

زاویه گیرش بین تختال و غلتک

برآمدگی در لبه های تختال

فرم دو انتهای تختال

۳
۲رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • ۵عالی بود
  • ۳خوب بود
  • ۲معمولی بود
  • ۱بد بود

پیشنهاد می کنیم مطالعه کنید

0

سوالات و نظرات کاربران

نمایش موافق ترین ها
    0

    سوالات و نظرات کاربران

    اختیاری