Lakštai ir ritulės

Nerūdijančiojo plieno gamybos procesas

Nerūdijančiojo plieno gamyba apima daugiausia žaliavos plieno lydymą, karštojo valcavimo, šaltojo valcavimo ir kitų etapų. Žemiau pateikiamas nerūdijančiojo plieno gamybos proceso supaprastintas paaiškinimas:

1. Nerūdijančiojo plieno žaliavos plieno lydymo procesas

Šiuo metu pasaulyje nerūdijančiojo plieno lydymo procesai pagrindiniu būdu skirstomi į vieno, dviejų ir trijų žingsnių metodus bei naujuosius integruotus gamybos metodus. Vieno žingsnio lydymas: ištirpęs geležis + AOD (argonu ir deguonimi rafinuojamoji krosnis); dviejų žingsnių metodas: EAF (elektrinė lankinė krosnis) + AOD (argonu ir deguonimi rafinuojamoji krosnis). Trys žingsniai: EAF (elektrinė lankinė krosnis) + AOD (argonu ir deguonimi rafinuojamoji krosnis) + VOD (vakuumo rafinavimo krosnis). Be kelių tradicinių gamybos procesų, šiuo metu daugelis įmonių taip pat naudoja dabartinį integruotą gamybos procesą, t. y. procesą, kuriuo iš ištirpusios geležies tiesiogiai gaminamas nerūdijantysis plienas. Gamybos procesas yra: RKEF (sukamasis krosnies elektrinė krosnis) + AOD (argonu ir deguonimi rafinuojamoji krosnis).

2. Nerūdijančiojo plieno karštojo valcavimo procesas

Nerūdijančiojo plieno karštojo valcavimo procesas naudoja plokštuminius gabalus (daugiausia nuolatinio liejimo plokštuminius gabalus) kaip žaliavas, kurie po įkaitinimo valcuojami pirminio valcavimo ir baigiamojo valcavimo įrenginiuose į juostinį plieną. Iš baigiamojo valcavimo paskutinio valcavimo staklių išeinantis karštas plieno juostos ruošinys aušinamas laminarinio srauto būdu iki nustatytos temperatūros ir suvyniojamas į ritinį vyniotojuje. Aušintas plieno ritinys turi paviršiuje oksidų sluoksnį ir yra juodas, todėl dažnai vadinamas „nerūdijančiojo plieno juodu ritiniu“. Po kaitinimo ir rūgštinio valymo oksiduotas paviršius pašalinamas, todėl gaunamas „nerūdijančiojo plieno baltasis ritinys“. Dauguma nerūdijančiojo plieno rinkoje esančių karštojo valcavimo gaminių yra nerūdijančiojo plieno baltieji ritiniai. Konkrečius nerūdijančiojo plieno karštojo valcavimo gamybos procesus pateikta toliau:

3. Nerūdijančiojo plieno šaltojo valcavimo procesas

Po nerūdijančiojo plieno karšto valcavimo kai kurie karšto valcuoti nerūdijančiojo plieno gaminiai tiesiogiai naudojami žemesniuose gamybos etapuose, o kai kuriems karšto valcuotiems gaminiams reikia papildomo šalto valcavimo apdorojimo prieš naudojant.

Nerūdijančiojo plieno šaltasis valcavimas dažniausiai naudoja karšto valcuotus nerūdijančiojo plieno gaminius, kurių storis yra 3,0–5,5 mm. Po šalto valcavimo įrangos valcavimo apdorojimo gaunami nerūdijančiojo plieno šaltuoju būdu valcuoti gaminiai. Šiuo metu nerūdijančiojo plieno šaltasis valcavimas vykdomas dviem pagrindiniais gamybos procesais: vienrame šaltuoju būdu valcuojant nerūdijantįjį plieną ir daugiarame šaltuoju būdu valcuojant nerūdijantįjį plieną. Konkrečius gamybos procesus pateikta toliau:

Po nerūdijančiojo plieno šaltosios valcavimo operacijos jis turi būti perduotas į kaitinimo ir rūgštinės apdorojimo (plovimo) įrenginius. Nerūdijančiojo plieno kaitinimas po šaltosios valcavimo operacijos skirtas pašalinti darbo kietėjimą recristalizacijos procesu, kad būtų pasiektas suminkštėjimo tikslas; rūgštinio apdorojimo (plovimo) tikslas – pašalinti plieno juostos paviršiuje susidariusią oksidų sluoksnį kaitinimo metu ir pasyvuoti nerūdijančiojo plieno paviršių, kad būtų pagerinta plieno lakšto korozijos atsparumas.

Karštojo valcavimo plieno gamybos procesas

1. Skiedro kaitinimas: Šaltas ruošinys įkaitinamas iki tinkamos valcavimo temperatūros šildymo krosnyje. Šildymo temperatūra priklauso nuo plieno sudėties, formos ir valcavimo reikalavimų. Grubusis valcavimas: Įkaitintas ruošinys paduodamas į grubausiojo valcavimo įrenginį ir aukštoje temperatūroje valcuojamas per kelis ritulinio valcavimo rinkinius. Grubojo valcavimo tikslas – preliminariai sureguliuoti ruošinio skerspjūvio formą ir dydį taip, kad jie būtų kuo arčiau nustatytų reikalavimų. Vidurinis valcavimas: Po grubausiojo valcavimo ruošinys paduodamas į viduriniojo valcavimo įrenginį tolesniam valcavimui, siekiant dar labiau sureguliuoti skerspjūvio formą.

2. Karštojo valcavimo atvirkinimo procesas: reikšmiai metalo medžiagos po karštojo valcavimo atkaitinimas, siekiant pašalinti vidines įtempimis ir pagerinti jos plastichiškumą bei kietumą. Pagrindinis procesas yra toks: karštojo valcavimo procesas – metalo medžiaga apdorojama aukštoje temperatūroje, kad būtų deformuota iki numatyto dydžio ir formos. Rūgštinis valymas – po karštojo valcavimo metalo paviršiuje esančios priemaišos, pvz., rūda, pašalinamos rūgštinio valymo būdu.

3. Galutinis valcavimas: Galutinio valcavimo tikslas – sureguliuoti ritės storį ir plotį iki nustatyto dydžio bei sukurti lygų paviršių ir formą tinkamoje galutinės apdorojimo temperatūroje, kad ji atitiktų numatytą panaudojimą. Mūsų naujausia įranga, įskaitant darbo konversijos valcavimo stakles, dvigubas kryžmines valcavimo stakles ir tiesioginio ritinių šlifavimo įrenginius (ORG), padidina gamyklos našumą ir galutinių ritės kokybę, kontroliuojant ritės profilio formą.

4. Išvesties stalas ir ritinimas: Po apdorojimo valcuotuve plieno juostos perduodamos į išvesties stalą, kur jos suvyniojamos į ritines. Kol juostos vyniojamos ant stalo, jos purškiamos vandeniu, kad būtų atvėsintos iki tinkamos temperatūros suvyniojimui.

Šaltai valcuoto plieno gamybos procesas

Šaltai valcuotų plieno lakštų technologinis procesas apima lydinio kaitinimą, sandėliavimą, rūdžių šalinimą, suvyniojimą, rūgštinį valymą, šaltąjį valcavimą, rūgštinio tirpalo modifikavimą, plieno juostų pjovimą, kietinimą ir galutinį supakavimą.

1. Iš karštojo valcavimo juostų gamyklos gautos plieno ritinės atvėsinamos ir sandėliuojamos plieno ritinių sandėlyje prieš rūgštinio valymo įrenginį pagal jų tipą ir specifikaciją, o vėliau plieno ritinės pagal planą siunčiamos į plieno ritinių perduodamąją juostą rūgštinio valymo įrenginio maitinimo skyriuje.

2. Juostos plieno ritinys išvyniojamas, suvirinamas, mechaniniu būdu nušalinamas ir panardinamas rūgštinėje vonioje, kad būtų pašalinta geležies oksido danga nuo juostos plieno paviršiaus, po to ji praplaunama. Dauguma juostos plieno vėliau turi būti bepertraukiamai valdoma ir toliau valdoma, tuo tarpu įprastai valytas juostos plienas po to nenuvalomas ir neapdorojamas aliejumi.

3. Kai šaltai valdoma lakštinė plieno juosta valoma bepertraukiamai, plieno ritinys laikomas kilpų įrenginyje. Kai taikoma įprasta valymo technologija, plieno ritinys išvyniojamas iš išvyniavimo įrenginio įtekėjimo skyriuje, o plieno juosta paeiliui pravedama per kiekvieną valymo stacionarų. Ištekėjimo skyriuje esantis ritinys vėl suvynioja plieną į ritinį ir siunčia į skirtingus įrenginius apdorojimui pagal skirtingus gaminius.

4. Šiluminis apdorojimas (kaitinimas ir išlyginimas). Dažniausiai naudojant gilųjį štampavimą ir specialiuosius štampavimui skirtus šaltai valcuotus lakštus, jie kaitinami vertikalioje krosnyje, kad būtų pagerintos juostos mechaninės savybės. Šaltai valcuoto lakšto išlyginimo metu galima purkšti išlyginimo priemonę drėgnam išlyginimui arba taikyti sausąjį išlyginimą. Paprastai išlyginimo kiekis yra mažesnis nei 3 %. Išlyginus dar labiau pagerėja juostos mechaninės savybės ir kokybė. Kai kurie šaltai valcuoti lakštai išvyniojami ir suvirinami nuolatinėje kaitinimo krosnyje, laikomi kilpų talpykloje, tada paviršius apdorojamas ir valomas, o po to juostos nuolat patenka į vertikalią kaitinimo krosnį. Išėjus iš kaitinimo krosnies, juostos vėl išlyginamos, ištiesinamos ir supjaustomos, o po to ritinamos į plieno ritines nustatyto svorio ir konvejeriu siunčiamos į tarpinę sandėliavimo patalpą.

Neorientuotojo ir orientuotojo silicio plieno normalizavimo procesas

Silicio plienas yra minkšta magnetinė medžiaga ir magnetinių medžiagų tarp dažniausiai naudojama lydinio medžiaga. Pagal gaminio grūdelių išdėstymo kryptį jis skirstomas į orientuotąjį silicio plieną ir neorientuotąjį silicio plieną. Aukštos kokybės ir aukšto naudingumo neorientuotasis silicio plienas bei aukštos magnetinės indukcijos orientuotasis silicio plienas gamybos procese turi būti normalizuojami, kad būtų pasiektas reikiamas grūdelių tekstūros ir magnetiniai savybės.

1. Neorientuoto silicio plieno normalizavimo gamybos procesas: 1. Juostinį plieną įkaitinama iki 1000 ℃ po pirminio kaitinimo be oksidacijos skyriaus; 2. Spindulių vamzdžių kaitinimo skyrius, šildymo/vėsinimo skyrius ir išlaikymo skyrius visi naudojami kaip normalizavimo apdorojimo išlaikymo skyriai; 3. 2# šildymo/vėsinimo skyrius krosnyje naudojamas kaip vėsinimo skyrius, kad juostinis plienas būtų atvėsintas iki 850 ℃; 4. Oro šluostys, miglos vėsinimo skyrius ir 1# vandens purškimo skyrius naudojami kaip pirmasis lėto vėsinimo skyrius už krosnies ribų, kad juostinis plienas būtų atvėsintas žemiau 750 ℃; 5. Vandens apvalkalų vėsinimo skyrius naudojamas kaip antrasis lėto vėsinimo skyrius už krosnies ribų, kad juostinis plienas būtų atvėsintas žemiau 600 ℃; 6. 2# vandens purškimo vėsinimo skyrius naudojamas kaip greito vėsinimo skyrius, kad juostinis plienas būtų atvėsintas žemiau 80 ℃.

2. Orientuoto silicio plieno normalizavimo gamybos procesas: 1. Juostinis plienas praeina per pirminio kaitinimo be oksidacijos skyrių ir įkaitinamas iki 1100 ℃; 2. Praeina per spinduliavimo vamzdžių kaitinimo skyrių ir įkaitinamas iki 1120 ℃; 3. Praeina per 1# kaitinimo/vėsinimo skyrių ir atšaldomas iki 950 ℃; 4. Lyginimo skyrius ir 2# kaitinimo/vėsinimo skyrius abu naudojami kaip normalizavimo apdorojimo lyginimo skyriai; 5. Šlapiuoju vėsinimu greitai atšaldomas iki 550 ℃; 6. Galiausiai atšaldomas iki žemiau 80 ℃ 1# vandens purškimu skyriuje.

3. Tyrimai, skirti orientuotosiose silicio plieno juostose sumažinti geležies nuostolius. Pagrindiniai veiksmai, kuriais galima toliau sumažinti orientuotosios silicio plieno juostos geležies nuostolius, apima magnetinio domeno smulkinimą (šis metodas yra efektyvesnis mažinant geležies nuostolius Hi-B plieno ir ≤0,23 mm storio produktų atveju), silicio kiekio padidinimą, plieno lakšto storio sumažinimą bei antrinės rekristalizacijos grūdelių dydžio mažinimą. Kadangi silicio kiekis silicio pliene per didelis, tai gali lengvai pabloginti šaltojo deformavimo savybes, todėl geležies nuostolių sumažinimas padidinant silicio kiekį yra ribotas. Todėl pagrindinis geležies nuostolių sumažinimo tikslas – magnetinio domeno smulkinimas ir plieno lakšto storio mažinimas.

4. Plieno lydinio kaitinimo temperatūra turi būti 1360–1380 ℃ (MnS tirpalo temperatūra pusiausvyros būsenoje yra 1320 ℃).

Plieninio lakšto gamybos technologinis procesas

Pagrindžiamas šiais etapais:

1. Kokso gamybos procesas: Kokso gamybos procesas – tai koksavimo anglies maišymo ir susmulkinimo į kokso krosnį, o vėliau distiliavimo procesas, kurio metu gaunamas karštas koksas ir koksavimo krosnies dujos.

2. Sinteriavimo gamybos procesas: Sinteriavimo procesas – tai milteliškos geležies rūdos, įvairių priedų ir smulkaus koksą maišymas bei granuliavimas, po to mišinio padavimas į sinteriavimo mašiną per paskirstymo sistemą. Smulkus koksas užkaitinamas užkaitinimo krosnyje, o sinteriavimo reakcija vyksta per orą ištraukiant ištraukiamuoju ventiliatoriumi. Aukštos temperatūros sinteriuotos rūdos susmulkinamos, atvėdinamos ir prascreeninamos, o po to siunčiamos į krosnį kaip pagrindinė lydytųjų geležies gamybos žaliava.

3. Dujų krosnies gamybos procesas: Dujų krosnies procesas – tai geležies rūdos, koksą ir priedų įdėjimas į krosnį per jos viršų ir vėliau aukštos temperatūros karšto oro patekimas į krosnį per žemesniuosius pučiamuosius angas, dėl ko susidaro redukuojančios dujos, kurios redukuoja geležies rūdą ir gaunama lydyta geležis bei šlakas.

4. Konvertoriaus gamybos procesas: Pirmiausia plieno gamykla išlydytą plieną siunčia į pirminio apdorojimo stotį, kur atliekama sieros ir fosforo pašalinimas. Po konvertoriaus pučimo plienas siunčiamas į antrinio lydymo apdorojimo stotį (RH vakuumo dujų pašalinimo stotis, kaušo injekcijos kaušo pučimo apdorojimo stotis, VOD vakuumo deguonies pučimo anglies pašalinimo stotis, STN maišymo stotis ir kt.), kur atliekami įvairūs apdorojimai pagal užsakyto plieno rūšies savybes ir kokybės reikalavimus, taip pat reguliuojama išlydyto plieno sudėtis. Galiausiai plienas siunčiamas į didelio skersmens plieno blomų ir plokščių plieno blomų nuolatinio liejimo įrenginį, kur iš jo liejami karšti plieno blomų pusgaminių gaminiai. Po patikrinimo, paviršiaus defektų šlifavimo arba jų nudegimo, gaminiai gali būti tiesiogiai siunčiami į žemesniuosius gamybos etapus, kur jie valcuojami į galutinius gaminius, pvz., juostinį plieną, vielą, plieno lakštus, plieno ritines ir plieno lakštus.

5. Nuolatinio liejimo gamybos procesas: Tolydusis liejimas yra procesas, kuriuo iš lydytos plieno masės gaminami plieno ruošiniai. Aukščiau esančioje gamybos grandyje apdorota lydyta plieno masė perduodama į posūkio stalą plieno kaušu, po to padalijama į kelias srautas lydytos plieno masės skirstytuve ir įpilama į tam tikros formos formą. Prasideda vėsinimas ir sukieta, susidarydama liejamosios šerdies išorėje kietėjusi aplinka, o viduje – likusi lydyta plieno masė. Liejamosios šerdies ištraukiamos į lankinę liejimo kanalą ir toliau kietėja po antrinio vėsinimo, kol visiškai sukieta. Po ištiesinimo jos supjaustomos į blokus pagal užsakymo ilgį. Kvadratinė forma – tai didelių plieno ruošinių šerdys, o plokščioji forma – plokščių plieno ruošinių šerdys. Šis pusgaminių produktas po reikiamo plieno šerdies paviršiaus apdorojimo siunčiamas į valcavimo įrenginį.

6. Mažųjų ruošinių gamybos procesas: Didelis plieno pusrūdis gaminamas nuolatinio liejimo į šablonus įrenginiu, po to jis įšildomas, nuvalomas nuo rūdžių, apdegamas, grubiai valcuojamas, smulkiai valcuojamas ir supjaustomas, kad būtų gautas mažesnis plieno pusrūdis su 118 mm × 118 mm skerspjūvio plotu. Toliau 60 % mažų plieno pusrūdžių yra tikrinami ir šlifuojami, kad būtų pašalinti paviršiaus defektai, ir tiekiami strypų bei vielos gamyklose, kur iš jų valcuojami strypai, vielos ritės ir tiesūs strypai.

7. Karštojo valcavimo plieno gamybos procesas: Karštojo valcavimo metu medžiaga turi būti įšildoma per valcavimą arba prieš jį. Paprastai ji valcuojama tik po to, kai įšilta aukščiau rekristalizacijos temperatūros. Karštojo valcavimo gaminių savybės: karštojo valcavimo gaminiai pasižymi puikiomis savybėmis, tokios kaip didelis stiprumas, gerą lankstumą, lengvą apdirbimą ir formavimą bei gerą suvirinamumą, todėl jie plačiai naudojami laivų, automobilių, tiltų, pastatų, mašinų ir slėgio indų gamyboje.

8. Vielos gamybos procesas: laidų gamyklos gamybos procesas yra mažųjų lydinių šildymas kaitinimo krosnyje, po to jų valcavimas per pirminio valcavimo įrenginį, tarpinio valcavimo įrenginį, baigiamojo valcavimo įrenginį ir sumažinimo bei formavimo mašiną, tada vyniojimas į ritmes vynimo įrenginyje, tolesnis perdavimas per aušinamąjį konvejerį ir siuntimas į baigiamąją zoną apdorojimui.

9. Plokščių plieno gamybos procesas: Plokščių plieno gamybos procese kaip žaliavos naudojamos plokščiosios lydinės. Plokščiosios lydinės kaitinamos iki 1200 °C kaitinimo krosnyje, po to valcuojamos, aušinamos, išlyginamos ir pjoviamos (degimo būdu), kad būtų gauti galutiniai gaminiai. Aukščiau pateiktas – pagrindinis plokščių plieno gamybos technologinis procesas. Reikėtų pastebėti, kad skirtingi plokščių plieno gaminiai gali reikalauti papildomų apdorojimų, pvz., paviršiaus apdorojimo, terminio apdorojimo ir kt., kad būtų tenkinamos konkrečios taikymo sąlygos.