Proizvodnja jekla, od železove rude do končnega izdelka, vključuje predvsem štiri stopnje: sintranje, izdelava železa, izdelava jekla in valjanje. V prejšnjih člankih smo podrobno raziskali ključne vidike izdelave jekla. Zdaj se bomo osredotočili na postopek valjanja jekla in se poglobili v proizvodni proces od ingota do končnega izdelka. Kot zadnja stopnja proizvodnje jekla v sodobnih jeklarnah je valjanje nedvomno pomembno.
Pregled valjanja jekla
Valjanje jekla je ključni korak v proizvodnji jekla. Preoblikuje jeklene ingote v želeno velikost in obliko s plastično deformacijo med vrtečimi se valji. Postopek valjanja jekla je skrbno zasnovan proces, ki zajema pripravo gredic, segrevanje, valjanje in končno obdelavo. Želeno obliko izdelka dosežemo s spreminjanjem oblike med vrtljivimi valji.
Valjanje jekla je postopek oblikovanja-tlaka, ki se izvaja med vrtečimi se valji, da se spremeni oblika jeklenega ingota ali gredice. Ta skrbno zasnovan postopek je sestavljen iz več korakov, ki skupaj sestavljajo celoten postopek valjanja jekla.
Podrobna razlaga postopka valjanja jekla
Priprava računa in ogrevanje
Priprava računa vključuje površinsko in toplotno obdelavo. Ogrevanje zagotavlja potrebne temperaturne pogoje za valjanje in je posebej pomemben korak v procesu vročega valjanja. To je prvi korak v proizvodnji valjanja jekla in vključuje čiščenje površinskih napak, odstranjevanje škarje in pred-toplotno obdelavo gredice. Ogrevanje je še posebej pomembno pri postopku vročega valjanja, saj zagotavlja potrebne temperaturne pogoje za postopek valjanja.
Valjanje in končna obdelava jekla
Valjanje je osrednji korak v proizvodnji valjanja jekla. Pri tem gredico deformiramo z valjanjem, ta proces pa odločilno vpliva na kakovost končnega izdelka. Končna obdelava je zadnji korak, ki zagotavlja končno kakovost in vključuje zvijanje, hlajenje in ravnanje. Zahteve glede kakovosti izdelkov zajemajo več vidikov, vključno z geometrijsko obliko, dimenzijsko natančnostjo, notranjo strukturo in lastnostmi ter površinsko obdelavo. Kot zadnji korak v proizvodnji jeklenega valja je odgovoren za zagotavljanje kakovosti končnega izdelka. Vsebina končnega postopka se razlikuje glede na tehnične zahteve izdelka, vendar običajno vključuje zvijanje, hlajenje po-valjanju, ravnanje, končno toplotno obdelavo, površinsko čiščenje in barvanje.
Metode valjanja jekla
Vroče valjanje in hladno valjanje
Vroče valjanje poteka pri visokih temperaturah, hladno valjanje pa pri sobni temperaturi. Razlika temelji na temperaturi rekristalizacije kovine. Jeklene ingote ali gredice je težko deformirati in obdelati pri sobni temperaturi, zato jih za valjanje segrejemo med 1100 in 1250 stopinjami. Ta postopek se imenuje vroče valjanje. Valjanje pri sobni temperaturi se na splošno šteje za hladno valjanje. Z metalurškega vidika razlika med vročim in hladnim valjanjem temelji na temperaturi rekristalizacije kovine. Valjanje pod temperaturnim območjem prekristalizacije od 450 do 600 stopinj se šteje za hladno valjanje, medtem ko se valjanje nad tem temperaturnim območjem šteje za vroče valjanje.
Vzdolžno in prečno kotaljenje-
Pri vzdolžnem valjanju se obdelovanec premika pravokotno na os valja; pri prečnem valjanju se obdelovanec vrti okoli središčnice, vzporedno z osjo valjanja. Vzdolžno valjanje, znano tudi kot vzdolžno valjanje, je najpogostejša vrsta postopka valjanja. Pri tej metodi gre valjani material med dvema nasproti-vrtečima valjema, ki se premikata pravokotno na os valja, pri čemer se obdelovanec premika naprej skozi režo med ploskvama valja. Po drugi strani prečno valjanje vključuje vrtenje obdelovanca med valji okoli lastne središčnice, pri čemer je središčnica vzporedna z osjo valja, in je izpostavljen pritisku samo v prečni smeri.
Sistem valjanja
Sistem kotalne deformacije
Sistem kotalne deformacije vključuje celotno deformacijo in njeno porazdelitev med različne kotalne enote. Sistem deformacije jeklenih profilov se odraža v zasnovi prehoda. Zajema celotno deformacijo od surovine do končnega izdelka pri določenih pogojih valjanja, število prehodov valjanja, porazdelitev deformacije med različnimi valjarnimi enotami in način valjanja. Pri izdelavi jeklenih profilov se obdelovanec valja skozi prehod v zaporednih prehodih. Zato se sistem deformacije jeklenih profilov odraža predvsem v konstrukciji prehoda. Zasnova prehoda zajema več vidikov, vključno z določanjem prehoda, porazdelitvijo koeficienta raztezka, načrtovanje profila prečnega prereza in načrtovanje prehoda.
Sistem temperature valjanja
Določena je temperatura obdelovanca na vsaki stopnji. Sodobne valjarne imajo opremo za natančen nadzor temperature. Ta sistem določa začetno in končno temperaturo obdelovanca med postopkom valjanja. Sodobne valjarne so pogosto opremljene z opremo, kot so vmesni rezervoarji za vodo za natančen nadzor temperature na vsaki stopnji. Med valjanjem jeklenih profilov je treba strogo nadzorovati več ključnih parametrov, vključno z začetno temperaturo valjanja, končno temperaturo valjanja, temperaturo deformacije, začetno temperaturo hlajenja, vmesno temperaturo hlajenja, spodnjo temperaturo in spodnjo temperaturo hladilne plasti.
Nadzor hitrosti valjanja
Nadzorovanje linearne hitrosti valjev v vsakem prehodu, da se zagotovi enak pretok kovine, je ključnega pomena. To vključuje posebne predpise za linearno hitrost valjev v vsakem prehodu in na različnih stopnjah postopka valjanja, znane tudi kot predpisi za hitrost. Različne vrste valjarn imajo svoje posebne zahteve glede hitrosti in predpise. V kontinuirni valjarni je ključnega pomena vzdrževanje enake hitrosti pretoka kovine skozi vse stojala, kar se doseže s krmiljenjem in prilagajanjem hitrosti valjanja vsake valjarne.
Oprema za valjanje
Razvrstitev kotalne opreme
Mehansko opremo v valjarni lahko glede na njihove funkcije razdelimo na glavni vlak in drugo pomožno opremo. Valji so osrednje komponente glavnega vlaka, njihove vrste pa se razlikujejo glede na njihovo uporabo. Glavna oprema, ki deformira kovino v rotirajočih valjih, se imenuje glavni sklop valjarne. Glavne komponente glavnega vlaka vključujejo glavni motor, prenosne stroje in valjarne. Njihova konfiguracija se razlikuje glede na razporeditev mlina, način pogona in mehanizem prenosa. Na primer, valjarna je običajno sestavljena iz okvirja, valjev, naprav za prilagajanje valjev, naprav za uravnoteženje valjev in valjčnih ležajev.
Valje, kot ključne komponente glavnega sklopa, je mogoče razvrstiti v tri glavne vrste: valji za valjanje plošč in trakov, valji za profilne mline in valji za cevne mline, odvisno od vrste mlina. Valji za izdelavo plošč in trakov so običajno cilindrični. Vroče{2}}valjani zvitki trakov imajo rahlo konkaven valj, da ohranijo dobro obliko kljub toplotnemu raztezanju, medtem ko imajo hladno{3}}valjani trakovi rahlo konveksen valj, da ohranijo odlično obliko pod upogibnimi silami. Valji profilnega valja so žlebljeni, njihova postavitev pa zahteva skrbno načrtovanje, ki temelji na postopku valjanja profilnega jekla. Valji, ki se uporabljajo pri valjanju cevi, so zasnovani na principu prečnega-valjanja in so lahko stožčasti, v obliki-bobna-ali diska-.
