Lemez és tekercs

A rozsdamentes acél gyártási folyamata

A rozsdamentes acél gyártása főként a nyersacél olvadását, a meleg hengerlést, a hideg hengerlést és egyéb folyamatokat foglalja magában. Az alábbiakban bemutatjuk a rozsdamentes acél gyártási folyamatát:

1. A rozsdamentes acél nyersacél-olvadási folyamata

Jelenleg a világon a rozsdamentes acél előállítására szolgáló olvadási folyamatokat elsősorban egylépéses, kétlépéses és háromlépéses eljárásokra, valamint új integrált gyártási módszerekre osztják. Az egylépéses olvadás: olvadt vas + AOD (argon-oxigén finomító kemence); a kétlépéses módszer: EAF (elektromos ívkemence) + AOD (argon-oxigén finomító kemence). A háromlépéses módszer: EAF (elektromos ívkemence) + AOD (argon-oxigén finomító kemence) + VOD (vákuumos finomító kemence). A hagyományos gyártási folyamatokon túlmenően számos vállalat ma már az úgynevezett integrált gyártási folyamatot is alkalmazza, azaz a folyékony vasból közvetlenül rozsdamentes acél előállítását. A gyártási folyamat: RKEF (forgódobos elektromos kemence) + AOD (argon-oxigén finomító kemence).

2. Rozsdamentes acél meleghengerlési folyamata

A rozsdamentes acél meleg hengerlési folyamata nyersanyagként szalagokat (főként folyamatos öntésből származó szalagokat) használ, amelyeket hevítés után durva hengerlőegységek és végfelület-képző egységek szalagacéllá alakítanak. A végfelület-képző hengerlés utolsó hengerpárjából kilépő meleg acélszalagot lamináris áramlással a beállított hőmérsékletre hűtik, majd a tekercselőgép acéltekercs formájába tekercseli. A lehűtött acéltekercs felületén oxidréteg képződik, ezért fekete színű, amit általában „rozsdamentes acél fekete tekercs”-nek neveznek. Az oxidált felületet az utólagos lágyítás (annélés) és savmaradás (pickling) során eltávolítják, így keletkezik a „rozsdamentes acél fehér tekercs”. A rozsdamentes acél piacán forgalmazott meleg hengerelt termékek többsége rozsdamentes acél fehér tekercs. A rozsdamentes acél meleg hengerlési gyártási folyamat részletes leírása a következő:

3. Rozsdamentes acél hideg hengerlési folyamata

A rozsdamentes acél meleg hengerlését követően egyes meleg hengerelt rozsdamentes acél termékeket közvetlenül felhasználják a feldolgozó iparágak, míg más meleg hengerelt termékek további feldolgozásra – hideg hengerlésre – szorulnak használatuk előtt.

A rozsdamentes acél hideg hengerlése során általában 3,0–5,5 mm vastagságú meleg hengerelt rozsdamentes acél termékeket használnak. A hideg hengerlő berendezések hengerlési folyamata után készülnek el a rozsdamentes acél hideg hengerelt termékek. Jelenleg két fő gyártási eljárás létezik a rozsdamentes acél hideg hengerlésére: egyállásos és többállásos rozsdamentes acél hideg hengerlés. A konkrét gyártási folyamat a következő:

A rozsdamentes acél hideghengerlését követően meg kell haladnia a lágyító és savmarási egységeken. A rozsdamentes acél hideghengerlés utáni lágyítása a munkakeményedés megszüntetését célozza meg a recrystallizáció folyamatával, hogy a cél a lágyítás legyen; a savmarás célja a szalagfelületen a lágyítási folyamat során keletkezett oxidréteg eltávolítása, valamint a rozsdamentes acél felületének passziválása a lemez korrózióállóságának javítása érdekében.

Meleghengerelt acél gyártási folyamata

1. Billet fűtése: A hideg nyersdarabot egy fűtőkemencében megfelelő hengerlési hőmérsékletre melegítik. A fűtési hőmérséklet a acél összetételétől, alakjától és a hengerlési követelményektől függ. Kaszáló hengerlés: A melegített nyersdarabot a kaszáló hengerlőegységbe vezetik, és magas hőmérsékleten több hengerpár segítségével hengerlik. A kaszáló hengerlés célja a nyersdarab keresztmetszeti alakjának és méretének előzetes beállítása a célspecifikációkhoz közelítve. Közbenső hengerlés: A kaszáló hengerlés utáni nyersdarabot a köztes hengerlőegységbe vezetik további hengerlésre, hogy tovább finomítsák a keresztmetszeti alakot.

2. A meleg hengerlés utáni lehűtési folyamat: a fém anyag hőkezelését jelöli a meleghengerlés után annak belső feszültségének megszüntetése és nyújthatóságának, valamint ütőállóságának javítása érdekében. Alapvető folyamata a következő: Meleghengerlés: A fém anyagot magas hőmérsékleten dolgozzák fel, hogy előre meghatározott méretre és alakra deformálódjon. Savmaradás: A meleghengerlés után a fém felületén keletkező szennyeződések, például a rozsda eltávolítása savmarással történik.

3. Végzáró hengerlés: A végzáró hengerlés célja a tekercs vastagságának és szélességének beállítása a megadott méretekre, valamint egy sima felület és alak kialakítása megfelelő végzáró hőmérsékleten, hogy az anyag a tervezett felhasználásra alkalmas legyen. Legújabb berendezéseink – többek között a munkahenger-átalakító hengerpárok, a kettős kereszthengerpárok és az online hengercsiszolók (ORG) – növelik a gyár termelékenységét és a kész tekercsek minőségét a profilformájú (crown) alak vezérlésével.

4. Kihordó asztal és tekercselés: A hengerlőmű után készült acélcsíkokat a lehűtőasztalra (run-out table) vezetik, ahol begöngyölítésre kerülnek. A lehűtőasztalon történő gördülés közben a csíkokat vízzel permetezik, hogy a begöngyölítéshez szükséges megfelelő hőmérsékletre hűljenek.

Hidegen hengerelt acél gyártási folyamata

A hidegen hengerelt acéllemezek folyamata a következő lépéseket tartalmazza: nyersanyag-anneálás, tárolás, rozsdamentesítés, begöngyölítés, savmaradék-eltávolítás (pickling), hidegen hengerelés, savoldat-módosítás, acélcsík-vágás, megmunkálás (tempering) és végleges csomagolás.

1. A melegen hengerelt csíkhengerlőműből érkező acéltekercsek típusuk és méretük szerint lehűlnek, majd a savmaradék-eltávolító egység előtti acéltekercs-raktárban tárolódnak; ezután a tervezett ütemezés szerint az acéltekercseket a savmaradék-eltávolító egység tápláló szakaszában található acéltekercs-szállítószalagra juttatják.

2. A szalagacél feltekercselésének megszüntetése, hegesztése, mechanikai fémoxidréteg-eltávolítása és savmaradék-tartályban történő áztatása a szalagacél felületéről származó vasoxid-réteg eltávolítására, majd az utólagos öblítés. A szalagacél nagy részét további, folyamatosan végzett hengerlésnek és kezelésnek kell alávetni, míg a hagyományos módon hengerelt szalagacél nem kerül tisztításra és olajozásra ezután.

3. Amikor a hidegen hengerelt lemez folyamatosan hengerelésre kerül, a acéltekercs egy hurokképző berendezésen keresztül tárolódik. Amikor hagyományos hengerlési eljárást alkalmaznak, az acéltekercset a tápláló szakaszban lévő feltekercselőn bontják fel, és a szalagacélt sorrendben minden hengerlőállomáson átvezetik a hengerléshez. A kiadó szakaszban lévő tekercselő újra tekercseli az acélt tekercsekbe, majd terméktípustól függően különböző egységekbe küldi további feldolgozásra.

4. Lágyítás és kiegyenlítés. A legtöbb gyakori célra, például mélyhúzásra és speciális húzásra szolgáló hidegen hengerelt lemezek esetében a sáv mechanikai tulajdonságainak javítása érdekében függőleges kemencében lágyítják őket. A hidegen hengerelt lemez kiegyenlítésekor nedves kiegyenlítéshez kiegyenlítőszert lehet permetezni, illetve száraz kiegyenlítés is alkalmazható. Általában a kiegyenlítés mértéke kevesebb, mint 3%. A kiegyenlítés után a sáv mechanikai tulajdonságai és minősége tovább javul. Egyes hidegen hengerelt lemezeket folyamatos lágyítókemencében tekercselnek le és hegesztenek, tárolócsigán (looper) tárolják, majd felületkezelést és tisztítást végeznek rajtuk, és folyamatosan bevezetik őket a függőleges kemencébe lágyítás céljából. A lágyítókemencéből kilépve ismét kiegyenlítik őket, egyenesítés után levágnak belőlük széleket, majd megadott tömeg szerint acéltekercsekké gördítik őket, és szállítószalagon az átmeneti raktárba kerülnek tárolásra.

Irányítatlan és irányított szilíciumacél normalizálási folyamata

A szilíciumacél egy lágy mágneses anyag, és a mágneses anyagok között a leggyakrabban használt ötvözet. A termékben lévő kristályszemcsék elrendezési iránya szerint két típusra osztható: irányított szilíciumacél és nem irányított szilíciumacél. A magas minőségű és hatékony nem irányított szilíciumacél, valamint a nagy mágneses indukciójú irányított szilíciumacél gyártása során kötelező a normalizálás, hogy elérjék a szükséges kristályszerkezetet és mágneses tulajdonságokat.

1. A nem irányított szilíciumacél normalizálási gyártási folyamata: 1. A szalagacélt a megelőző felmelegítési, nem oxidációs szakasz után 1000 ℃-ra melegítik; 2. A sugárzócsöves fűtési szakasz, a fűtési/hűtési szakasz és a kiegyenlítési szakasz mindegyike a normalizálási kezelés kiegyenlítési szakaszaiként szolgál; 3. A 2. számú fűtési/hűtési szakasz a kemencében a hűtési szakaszként szolgál, amellyel a szalagacélt 850 ℃-ra hűtik le; 4. A levegős tisztító, a permethűtési szakasz és az 1. számú vízpermetezési szakasz a kemencén kívüli első lassú hűtési szakaszként szolgál, amellyel a szalagacélt 750 ℃ alá hűtik le; 5. A vízköpenyes hűtési szakasz a kemencén kívüli második lassú hűtési szakaszként szolgál, amellyel a szalagacélt 600 ℃ alá hűtik le; 6. A 2. számú vízpermetezési hűtési szakasz a gyors hűtési szakaszként szolgál, amellyel a szalagacélt 80 ℃ alá hűtik le.

2. Az irányított szilíciumacél normalizálási gyártási folyamata: 1. A szalagacél áthalad az előmelegítő, nem oxidáló szakaszon, és 1100 °C-ra melegedik; 2. Áthalad a sugárzócsöves fűtőszakaszon, és 1120 °C-ra melegedik; 3. Áthalad az 1. számú fűtési/hűtési szakaszon, és 950 °C-ra hűl le; 4. Az egyenletesítő szakasz és a 2. számú fűtési/hűtési szakasz is normalizálási kezeléshez szolgál egyenletesítő szakasként; 5. A permethűtő szakaszban gyorsan lehűl 550 °C-ra; 6. Végül az 1. számú vízpermetező szakaszban 80 °C alá hűl le.

3. Az irányított szilíciumacél acélveszteségének csökkentésére irányuló kutatás. Az irányított szilíciumacél vasveszteségének további csökkentésére szolgáló fő intézkedések a mágneses domének finomítása (ami különösen hatékony a Hi-B acél és a ≤0,23 mm vastagságú termékek vasveszteségének csökkentésében), a szilíciumtartalom növelése, az acéllemez vastagságának csökkentése, valamint a másodlagos újraszilárdulási szemcsék méretének csökkentése. Mivel a szilíciumacél szilíciumtartalma túl magas, ez könnyen romlik a hidegalakítási képességet, így a szilíciumtartalom növelésével elérhető vasveszteség-csökkentés mértéke korlátozott. Ezért a vasveszteség csökkentésének fő célja a mágneses domének finomítása és az acéllemez vastagságának csökkentése.

4. Az acélingot fűtési hőmérsékletét 1360–1380 °C-ra kell beállítani (az MnS egyensúlyi állapotban vett oldódási hőmérséklete 1320 °C).

Acéllemez gyártási folyamata

Főként az alábbi lépéseket foglalja magában:

1. Kokszgyártási folyamat: A kokszolási művelet a kokszkőszén keveréséből és aprításából, majd a kokszoló kemencébe történő betöltéséből és a koksz és kokszkemence-gáz előállítása céljából történő lepárlásából áll.

2. Szinterelési gyártási folyamat: A szinterelési művelet során a porított vasérct, különféle salakoló anyagokat és finom kokszot kevernek és szemcsézik, majd az elosztórendszeren keresztül betöltik a szinterelő gépbe. A finom kokszot a gyújtókemence gyújtja meg, és a szinterelési reakciót a szellőztető ventilátoron keresztül történő levegő eltávolításával fejezik be. A magas hőmérsékleten szinterelt ércet darabolják, lehűtik és szitálják, majd a fő nyersanyagként a molten vas olvasztásához szükséges kemencébe (magas kemencébe) juttatják.

3. Magas kemence gyártási folyamata: A magas kemence működtetése során a vasércet, a kokszot és a salakoló anyagokat a magas kemence tetejéről töltik be, majd a kemence alján lévő fúvókákon keresztül forró levegőt fújnak be, amely redukáló gázt állít elő, redukálja a vasércet, és molten vasat valamint salakot termel.

4. Konverter gyártási folyamata: Az acélgyár először az olvadt acélt a kezdeti kezelőállomásra küldi a kéntelenítés és foszfortalanítás céljából. A konverteres fúvás után az acélt a másodlagos finomító kezelőállomásra (RH vákuumos gáztalanító állomás, kanális befúvásos kezelőállomás, VOD vákuumos oxigén-fúvásos széntelenítő állomás, STN keverőállomás stb.) küldik, ahol a megrendelt acélminőség jellemzői és minőségi követelményei alapján különböző kezeléseket végeznek, és az olvadt acél összetételét beállítják. Végül az acélt a nagy méretű acéltömb- és lapacéltömb-folyamatos öntőgépre küldik, ahol vöröspanasz acéltömb-félkész termékek keletkeznek. Az ellenőrzés, felületi hibák csiszolása vagy égésük után a félkész termék közvetlenül továbbítható a következő gyártási lépésre, ahol késztermékekké – például szalácél, huzal, acéllemez, acéltekercs és acéllap – alakítják át.

5. Folyamatos öntési gyártási folyamat: A folyamatos öntési művelet a folyékony acél acélkockák (billetek) előállításának folyamata. A felső folyamatban előállított folyékony acélt acélfürdőben szállítják a forgóasztalhoz, ahol egy folyékony acél-elosztó több szálra osztja, majd egy meghatározott alakú formába juttatják. Itt elkezdődik a hűlés és megkeményedés, amelynek eredményeként egy olyan öntött félembrió keletkezik, amely külső oldalán szilárd héjjal, belső oldalán folyékony acéllal rendelkezik. Az öntött félembriót ezután egy íves öntőcsatornába húzzák, ahol a másodlagos hűtés után tovább keményedik, amíg teljesen szilárd nem lesz. A kiegyenesítés után a megrendelés szerinti hosszúság szerint darabolják. A négyzetes keresztmetszetű termék a nagy acélkocka (billet), míg a lemezszerű keresztmetszetű a lapacél-félembrió. Ezt a félfélkész terméket az acélkocka (félembrió) felületkezelése után – amennyiben szükséges – a hengerlőműbe küldik hengerlésre.

6. Kis kocka (billet) gyártási folyamata: A nagy acélkéreg a folyamatos öntőgéppel készül, majd melegítik, eltávolítják róla a rozsdát, égetik, durván hengerelik, finoman hengerelik, és vágják, hogy egy 118 mm × 118 mm keresztmetszetű kis acélkéreg keletkezzen. A kis acélkéregek 60%-a ezután ellenőrzésre és csiszolásra kerül a felületi hibák eltávolítása érdekében, majd a rúd- és huzalgyárakba szállítják, ahol rúdacél, huzalkarika és egyenes rúdacél-termékek előállítására hengerelik.

7. Meleghengerelt acél gyártási folyamata: A meleghengerlés azt jelenti, hogy az anyagot a hengerlés során vagy előtte melegíteni kell. Általában csak a recrystallizációs hőmérséklet fölé melegítés után történik a hengerlés. A meleghengerelt termékek jellemzői: A meleghengerelt termékek kiváló tulajdonságokkal rendelkeznek, például nagy szilárdsággal, jó ütőállósággal, könnyű feldolgozhatósággal és alakíthatósággal, valamint jó hegeszthetőséggel, ezért széles körben használják őket a hajóépítésben, az autóiparban, a hidak építésében, az építőiparban, a gépgyártásban és a nyomástartó edények gyártásában.

8. Huzalgyártási folyamat: A huzalgyár termelési folyamata a kis kovácsolt darabok (billetek) hevítését jelenti a hevítőkemencében, majd a nyers hengerlőegységen, a köztes hengerlőegységen, a végleges hengerlőgépen és a csökkentő-formázó gépen történő hengerlésüket, ezután a tekercselőgéppel történő tekercselésüket, majd a hűtőszállítószalagon történő szállításukat és a befejező területre történő továbbításukat a befejezés céljából.

9. Acéllemez gyártási folyamata: Az acéllemez-gyártási folyamat lapos billeteket használ nyersanyagként. A lapos billeteket a hevítőkemencében 1200 °C-ra hevítik, majd hengerlik, hűtik, kiegyenlítik és vágják (lángvágással), így késztermékké válnak. A fentiek az acéllemez-gyártás fő folyamatai. Megjegyzendő, hogy különböző acéllemezek további feldolgozást igényelhetnek – például felületkezelést, hőkezelést stb. – a konkrét alkalmazási követelmények kielégítése érdekében.