در سال های اخیر بررسی مشخصات سطح تمام شده و نهایی ورق های سرد اهمیت روزافزون و زیادی یافته است. تولیدکنندگان ورق فولادی می بایست تقاضاهای مشتریان را برآورده کنند. مقادیر موجود زبری قابل قبول به صورت تجربی تعیین شده است و باید مشتری را طوری قانع کند که مطمئن شود قابلیت پرس این ورق فولادی با محصولات یکسان تولیدکننده های دیگر بازار از آن ها بیشتر است. قسمت ها و قطعات فرم داده شده که از این ورق فولادی ساخته شده است باید رنگ شود تا مشتری متقاعد گردد که سطح ظاهری رنگ شده کیفیت بالایی دارد و تمام قسمت ها از رنگ پذیری یکنواختی برخوردارند. بدون شک برای دستیابی به بازده بیشتر و کنترل بهتر هر فرایندی از جمله نورد، ابتدا باید پارامترهای اساسی حاکم بر آن را شناخت و سپس مدل ریاضی مناسب برای توصیف آن پدیده فیزیکی را استخراج نمود.
مهم ترین مسئله در نورد، رسیدن به ضخامت مطلوب و کیفیت بالای ورق فولادی می باشد که سیستم کنترل نیروی نورد این وظیفه را بر عهده دارد. برای رسیدن به این هدف بایستی تخمین نیروی مورد نیاز، برای کاهش ضخامت ورق به درستی صورت گیرد. پارامترهای زیادی در فرایند نورد تاثیرگذار هستند. تمام این موارد در مراحل تولید ورق فولادی بررسی می شود.
از این رو به دست آوردن نیروی نورد توسط یک مدل، نیازمند دقت فراوانی است و عوامل مختلفی در فرایند تاثیرگذار هستند. از این رو به دست آوردن نیروی نورد توسط یک مدل نیازمند دقت فراوانی است و عوامل مختلفی در آن دخلی هستند.
مراحل ابتدایی در صنعت فولاد برای ایجاد تختال به شرح زیر است:
پس از طی شدن بخش های نامبرده شده، محصول نهایی ایجاد شده تختال نام دارد که به صورت معمول کاربرد صنعتی ندارد و باید توسط فرایند نورد کاهش ضخامت برای آن صورت گیرد و ورق فولادی نهایی مورد استفاده در صنایع خودروسازی و دیگر صنایع حاصل شود. برای اعمال کاهش ضخامت، تختال ابتدا وارد واحد تاندم میل می شود.
تاندم میل تجهیزی است که به منظور کاهش ضخامت ورق های فولادی به کار می رود. دو نوع مختلف این تجهیز در مجتمع فولاد مبارکه وجود دارند که شامل نورد دو قفسه ای و تاندم میل پنج قفسه ای می باشند. تاندم میل دو قفسه ای، شامل دو قفسه است. که ورق فلزی به صورت رفت و برگشتی و طی چند مرحله از هر کدام از قفسه ها عبور می کند. این نوع تاندم میل در مواردی به کار می رود که هدف کاهش ضخامت ورق فولادی به مقدار زیاد باشد.
نوع دیگر از این تجهیز، تاندم میل پنج قفسه ای است که هر قفسه شامل چهار غلتک می باشد که دو غلتک که ورق فولادی از بین آن ها عبور می کند، غلتک کاری و دو غلتک دیگر که روی آن دو غلتک قرار دارند که وظیفه اعمال نیرو را بر عهده دارند. به این غلتک پشتیبان می گویند. اگر در زمان نورد تنها از دو غلتک استفاده شود با اعمال نیرو به دو طرف غلتک ها میزان خمش غلتک زیاد خواهد بود.
ممکن است فرض کنیم با افزایش قطر غلتک این مشکل حل خواهد شد اما افزایش قطر غلتک ها با محدودیت هایی روبرو است. اول این که با افزایش قطر غلتک کاری، میزان تماس ورق با غلتک زیاد و در نتیجه اصطکاک زیاد خواهد شد و نیروی اعمالی نیز به سطح بزرگ تری وارد می شود. چاره کار استفاده از دو عدد غلتک با قطر بزرگ تر نسبت به غلتک کاری به عنوان غلتک پشتیبان است.
آن چه که از فولاد در مصارف صنعتی نیاز است علاوه بر استحکام، توانایی شکل پذیری و انعطاف پذیری است که برای عملیات ثانویه مانند کشش عمیق مورد نیاز است. به همین دلیل عملیات های دیگری که در ادامه توضیح داده می شوند باید بر روی ورق اعمال گردند تا ورق فولادی قابلیت انعطاف پذیری بیشتری پیدا کند.
نورد سرد یکی از گسترده ترین فرایندهای تغییر شکل در صنعت می باشد و به همین دلیل تحقیقات فراوانی در حال پیگیری است تا ورق فولادی خروجی این فرایند از کیفیت خوبی برخوردار باشد. زبری یک پارامتر مهم در کیفیت سطحی ورق های نورد می باشد.
مراحل مختلف نورد سرد هرکدام تاثیر جداگانه ای بر کیفیت زبری دارند. برای مثال در مرحله اسیدشویی زبری سطح افزایش یافته و در مرحله تاندم به میزان زیادی کاهش می یابد. در مراحل بعدی مانند اسکین – پس و تمپر، سطوح ورق اصلاح شده و مقدار زبری مورد نیاز به آن ها داده می شود.
برای بهتر شدن خواص مکانیکی فلز و رسیدن به محصولی یکنواخت تر، پس از نورد سرد به لحاظ اینکه تا آن مرحله فلز مورد عملیات های گوناگونی قرار قرار گرفته، روی کلاف عملیات حرارتی انجام می شود. مرسوم ترین نوع عملیات حرارتی باکس آنیلینگ است که کلاف ها به صورت دو یا سه تایی روی هم قرار داده شده و یک سرپوش بزرگ استوانه ای روی آن ها قرار می گیرد.
سپس به این مجموعه از زیر حرارت و انرژی قابل ملاحظه ای داده می شود و بعد اجازه سرد شدن به کلاف می دهند که بدین ترتیب مرحله باکس آنیلینگ اجرا می شود.
پس از عملیات حرارتی ورق های با ضخامت بیش از 5/0 میلی متر را غالبا به تمپر میل انتقال می دهند. هدف اساسی تمپر میل حذف تغییر شکل های ناخواسته و تولید ورقی صاف می باشد. در این بخش با ایجاد اندکی کار سرد در فولاد آنیل شده، چقرمگی و مقاومت مکانیکی به اندازه اندکی افزایش می یابد. در این مرحله تفییر شکل پلاستیک بسیار کم و کاهش بسیار کوچک و ظریفی نیز به ورق اعمال می شود.
این عمل غالبا با تنش های کششی نسبتا بزرگ پشت و جلو همراه می باشد. این موضوع به همراه کنترل دقیق ضخامت، سبب می شود که صافی سطح تمام شده ورق افزایش یابد و اعوجاج سطح ورق که از مراحل قبلی ممکن است ایجاد شده باشد حذف شده یا به حداقل ممکن است رسانده شود.
چهار پارامتر یاد شده اساسی ترین پارامترها برای انجام نورد می باشند. بسیاری از پارامترهای مهم دیگر مانند توان مصرفی، جریان مورد نیاز موتور محرک اسپیندل ها، کار ویژه در نورد، حداقل هدایت گرمایی مورد نیاز برای روان ساز مورد استفاده در نورد سرد و ... به صورت مستقیم یا غیر مستقیم پس از محاسبه این چهار پارامتر اصلی به دست می آیند.
اگر بخواهیم کلمه نورد را به صورت لغوی معنی کنیم بدین مفهوم است که: طی یک عملیات ماشین کاری و فرم دهی یک شمش آهن، تبدیل به نوار یا ورق شود. ولی در حالت کلی فرایند نورد شامل عبور یک قطعه فلز از میان دو غلتک دوار می باشد که باعث می شود قطعه به شکل پلاستیک مابین دو غلتک پرس شود. روابط تقریبا پیچیده ای بین تغییر شکل الاستیک غلتک، تغییر شکل پلاستیک ورق و انتقال حرارت بین غلتک و ورق و محیط اطراف وجود دارد که در نهایت تعیین کننده شکل نهایی محصول خواهد بود.
تغییر شکل الاستیک غلتک در اثر نیروی اعمالی به آن می تواند یکی از عامل های اصلی در تغییر شکل نهایی ورق باشد. به منظور جبران این تغییرات غلتک انتخابی برای نورد سنگ زنی شده و دارای یک استاندارد خاص می باشد و همچنین از جک هایی در دو انتهای غلتک برای مقابله با دو تاب شدن غلتک استفاده می شود و تمام این روش ها در گستره وسیعی مورد کنترل قرار می گیرد.
عاملی که شاید کمتر مورد توجه قرار بگیرد انبساط حرارتی می باشد، این پدیده می تواند به تنهایی یکی از پارامترهای تاثیرگذار در شکل نهایی ورق باشد. اما امروزه با افزایش تقاضا برای ورق ها با ضخامت نازک تر و دارای سطوح صاف تر و یکنواخت تر باعث شده است که در نظر گرفتن انبساط حرارتی غلتک در سیستم های کنترلی به سرعت در حال گسترش باشد.
صافی و شکل پروفیل ورق به طور اساسی وابسته به شکل مقطع عرضی غلتک در ناحیه تماس می باشد. شکل اولیه غلتک یکی از فاکتورهای مهم در ایجاد شکل نهایی غلتک، در ناحیه تماس می باشد. بعضی از کارخانه های جدید نورد که با تکنولوژی جدید کار می کنند از غلتک با یک تاج مکانیکی اولیه در لبه ها استفاده می کنند تا مقداری از تاج حرارتی ایجاد شده در غلتک، خنثی شود.
پیشنهاد میکنیم برای اطلاع از قیمت پروفیل اصفهان و قیمت های روز مقاطع در سایت مرکز آهن نسبت به بررسی و مقایسه مشخصات آن بپردازید.در نورد سرد بار حرارتی و مکانیکی از پارامترهایی می باشند که بر روی شکل پروفیل ورق تاثیر می گذارد که بار حرارتی در اثر اصطکاک بین ورق و غلتک و حرارت ناشی از کار پلاستیک بر روی ورق رخ می دهد و در طی این فرایند دمای غلتک افزایش یافته که با پاشش سیال بر روی غلتک دمای آن را کنترل می کنند. عملیات خنک کاری یکی از فاکتورهای بسیار پر اهمیت در عملیات نورد گرم می باشد.
در غیاب سیستم خنک کاری مناسب از جمله مساله که ممکن است رخ دهد شکست آتشین، خوردگی سریع و متخلخل شدن سطح غلتک می باشد که این عوامل باعث کوتاه شدن عمر غلتک نی شوند. عامل دیگری که در اثر خنک کاری نامناسب ایجاد می شود تاج حرارتی است که باعث می شود پروفیل ورق حالت نامناسبی به خود بگیرد که این امر را می توان با بهینه سازی سیستم خنک کاری بهبود بخشید.