Листы и рулоны

Процесс производства нержавеющей стали

Производство нержавеющей стали в основном включает плавку грубой стали, горячую прокатку, холодную прокатку и другие этапы. Ниже приводится упрощённое описание процесса производства нержавеющей стали:

1. Процесс плавки грубой стали из нержавеющей стали

В настоящее время процессы плавки нержавеющей стали в мире в основном делятся на одно-, двух- и трехстадийные методы, а также на новые интегрированные производственные методы. Одностадийная плавка осуществляется следующим образом: расплавленное железо + AOD (аргоно-кислородная рафинировочная печь); двухстадийный метод: ЭДП (электродуговая печь) + AOD (аргоно-кислородная рафинировочная печь). Трехстадийный метод: ЭДП (электродуговая печь) + AOD (аргоно-кислородная рафинировочная печь) + VOD (вакуумная рафинировочная печь). Помимо нескольких традиционных производственных процессов, многие компании также применяют современный интегрированный производственный процесс, то есть процесс получения нержавеющей стали непосредственно из расплавленного железа. Производственный процесс выглядит следующим образом: RKEF (вращающаяся печь — электрическая печь) + AOD (аргоно-кислородная рафинировочная печь).

2. Процесс горячей прокатки нержавеющей стали

Процесс горячей прокатки нержавеющей стали использует слябы (в основном слябы непрерывного литья) в качестве исходного сырья; после нагрева они прокатываются в полосовую сталь на черновых и чистовых прокатных станах. Горячая стальная полоса, выходящая из последнего прокатного стана чистовой прокатки, охлаждается до заданной температуры при помощи ламинарного охлаждения и наматывается в рулон на моталке. Охлаждённый стальной рулон имеет на поверхности оксидную плёнку и выглядит чёрным, поэтому его обычно называют «чёрным рулоном из нержавеющей стали». После отжига и травления окисленная поверхность удаляется, и получается «белый рулон из нержавеющей стали». Большинство горячекатаных изделий, обращающихся на рынке нержавеющей стали, — это белые рулоны из нержавеющей стали. Конкретный процесс горячей прокатки нержавеющей стали выглядит следующим образом:

3. Процесс холодной прокатки нержавеющей стали

После горячей прокатки нержавеющей стали некоторые горячекатаные изделия из нержавеющей стали используются непосредственно потребителями на последующих стадиях производства, а для других горячекатаных изделий требуется дальнейшая обработка методом холодной прокатки перед использованием.

Холодная прокатка нержавеющей стали в основном осуществляется из горячекатаных заготовок толщиной 3,0–5,5 мм. После прокатки на оборудовании для холодной прокатки получаются холоднокатаные изделия из нержавеющей стали. В настоящее время существуют два основных технологических процесса холодной прокатки нержавеющей стали: одноклетевая холодная прокатка нержавеющей стали и многоклетевая холодная прокатка нержавеющей стали. Конкретный технологический процесс выглядит следующим образом:

После холодной прокатки нержавеющей стали она должна пройти через установки отжига и травления. Отжиг нержавеющей стали после холодной прокатки направлен на устранение наклёпа путём процесса рекристаллизации с целью достижения мягкости; цель травления — удалить оксидный слой, образовавшийся на поверхности стальной полосы в ходе отжига, а также пассивировать поверхность нержавеющей стали для повышения коррозионной стойкости стального листа.

Процесс производства горячекатаной стали

1. Нагрев заготовки: Холодная заготовка нагревается до подходящей температуры прокатки в нагревательной печи. Температура нагрева зависит от таких факторов, как химический состав, форма и требования к прокатке стали. Черновая прокатка: нагретая заготовка подаётся в черновой прокатный стан и прокатывается через несколько комплектов валков при высокой температуре. Цель черновой прокатки — предварительно скорректировать поперечную форму и размеры заготовки, приблизив их к целевым параметрам. Промежуточная прокатка: заготовка после черновой прокатки подаётся в промежуточный прокатный стан для дальнейшей прокатки с целью дополнительной коррекции поперечной формы.

2. Процесс отжига после горячей прокатки: относится к отжигу металлического материала после горячей прокатки для устранения внутренних напряжений и повышения его пластичности и ударной вязкости. Основной процесс выглядит следующим образом: Горячая прокатка: металлический материал обрабатывается при высокой температуре для деформации до заданных размеров и формы. Травление: с поверхности металла после горячей прокатки удаляются примеси, такие как ржавчина, посредством травления.

3. Финишная прокатка: Цель финишной прокатки — довести толщину и ширину рулона до заданных размеров, а также обеспечить гладкую поверхность и правильную форму при соответствующей температуре окончательной прокатки, чтобы изделие соответствовало своему целевому назначению. Наши новейшие установки, включая станы с заменяемыми рабочими клетями, станы с двойным крестообразным расположением валков и онлайн-шлифовальные станки для валков (ORG), повышают производительность завода и качество готовых рулонов за счёт контроля профиля выпуклости полосы.

4. Стол выхода и намотка: Стальные полосы после прохождения через заключительный стан проходят на стол для смотки, где они наматываются в рулоны. В процессе намотки на столе полосы орошаются водой для охлаждения до требуемой температуры намотки.

Процесс производства холоднокатаной стали

Технологическая схема производства холоднокатаных стальных листов включает отжиг заготовок, хранение, удаление ржавчины, намотку, травление, холодную прокатку, корректировку травильного раствора, резку стальной полосы, отжиг и окончательную упаковку.

1. Стальные рулоны, поступающие с цеха горячей прокатки полосы, охлаждаются и хранятся на складе стальных рулонов перед травильным участком в соответствии с их типом и техническими характеристиками; затем стальные рулоны подаются на конвейер стальных рулонов в зоне подачи травильного участка согласно графику.

2. Разматывание, сварка, механическое обезокисление и выдержка в травильной ванне на установке для удаления окалины (оксида железа) с поверхности стальной ленты с последующей промывкой. Большинство стальных лент подвергаются дальнейшей непрерывной прокатке и обработке, тогда как традиционно прокатанная стальная лента после прокатки не подвергается очистке и смазке.

3. При непрерывной прокатке холоднокатаного листа стальная катушка временно хранится в петлеобразователе (лоупере). При традиционной прокатке стальная катушка разматывается с разматывателя в загрузочной секции, а стальная лента последовательно проходит через каждый рабочий клеть для прокатки. Намотчик в разгрузочной секции наматывает прокатанную сталь обратно в катушки и направляет их в различные технологические участки для дальнейшей обработки в зависимости от вида продукции.

4. Отжиг и выравнивание. Для большинства типовых применений, включая глубокую вытяжку и специальную вытяжку холоднокатаных листов, отжиг проводится в вертикальной печи для улучшения механических свойств полосы. При выравнивании холоднокатаного листа может применяться распыление выравнивающего агента для влажного выравнивания либо используется сухое выравнивание. Обычно степень выравнивания составляет менее 3 %. После выравнивания механические свойства и качество полосы дополнительно улучшаются. Некоторые холоднокатаные листы разматываются и свариваются в непрерывной отжиговой печи, временно хранятся в петле-накопителе, затем подвергаются поверхностной обработке и очистке и непрерывно поступают в вертикальную печь для отжига. После выхода из отжиговой печи полоса снова выравнивается, после выправки обрезается по кромкам и наматывается в рулоны стали заданного веса, после чего транспортируется конвейером на промежуточное складское хранение.

Процесс нормализации ненаправленной и направленной электротехнической стали

Кремнистая сталь — это мягкий магнитный материал и наиболее широко применяемый сплав среди магнитных материалов. В зависимости от направления ориентации зёрен в изделии она подразделяется на текстурированную (ориентированную) и нетекстурированную (неориентированную) кремнистую сталь. Высококачественная и высокоэффективная нетекстурированная кремнистая сталь, а также текстурированная кремнистая сталь с высокой магнитной индукцией должны подвергаться нормализации в процессе производства для достижения требуемой зерновой текстуры и магнитных свойств.

1. Технологический процесс нормализации ненаправленной электротехнической стали: 1. Полоса нагревается до 1000 °C после предварительного подогрева в безокислительной зоне; 2. Зона нагрева с радиационными трубами, зона нагрева/охлаждения и выдержки используются в качестве зон выдержки для нормализационной обработки; 3. Зона № 2 нагрева/охлаждения используется в печи в качестве зоны охлаждения для снижения температуры полосы до 850 °C; 4. Воздушный сдуватель, зона туманного охлаждения и зона № 1 водяного распыления используются вне печи в качестве первой зоны медленного охлаждения для снижения температуры полосы ниже 750 °C; 5. Зона охлаждения водяной рубашкой используется вне печи в качестве второй зоны медленного охлаждения для снижения температуры полосы ниже 600 °C; 6. Зона № 2 водяного распыления используется в качестве зоны быстрого охлаждения для снижения температуры полосы ниже 80 °C.

2. Нормализационный производственный процесс ориентированной электротехнической стали: 1. Полоса проходит через участок предварительного нагрева без окисления и нагревается до 1100 °C; 2. Проходит через участок нагрева в радиационных трубах и нагревается до 1120 °C; 3. Проходит через 1-й участок нагрева/охлаждения и охлаждается до 950 °C; 4. Участок выравнивания температуры и 2-й участок нагрева/охлаждения используются в качестве участков выравнивания температуры для нормализационной обработки; 5. Быстро охлаждается до 550 °C на участке туманного охлаждения; 6. Окончательно охлаждается ниже 80 °C на 1-м участке водяного распыления.

3. Исследование по снижению потерь в стали ориентированной электротехнической стали. Основные меры по дальнейшему снижению потерь в стали ориентированной электротехнической стали включают уменьшение размера магнитных доменов (что особенно эффективно для снижения потерь в стали марки Hi-B и изделий толщиной ≤0,23 мм), повышение содержания кремния, уменьшение толщины стальной полосы и уменьшение размера зёрен вторичной рекристаллизации. Поскольку при слишком высоком содержании кремния в электротехнической стали ухудшается её холодная обрабатываемость, степень снижения потерь за счёт повышения содержания кремния ограничена. Поэтому основными направлениями снижения потерь являются уменьшение размера магнитных доменов и уменьшение толщины стальной полосы.

4. Температура нагрева стальной слитки должна составлять 1360–1380 °C (температура растворения MnS в равновесном состоянии — 1320 °C).

Технологический процесс производства стальной полосы

Включает в себя следующие основные этапы:

1. Процесс коксования: Коксование — это процесс смешивания и измельчения коксующегося угля с последующей его загрузкой в коксовую печь и перегонкой для получения раскалённого кокса и коксового газа.

2. Процесс производства агломерата: Операция агломерации заключается в смешивании и гранулировании порошкообразной железной руды, различных флюсов и мелкого кокса, после чего полученная смесь подаётся на агломерационную машину через систему распределения. Мелкий кокс поджигается в зажигательной печи, а реакция агломерации завершается за счёт отвода воздуха с помощью вытяжной турбины. Раскалённый агломерат дробится, охлаждается и просеивается, после чего направляется в доменную печь в качестве основного сырья для выплавки жидкого чугуна.

3. Процесс доменного производства: Доменная плавка заключается в загрузке железной руды, кокса и флюсов в печь сверху и подаче высокотемпературного горячего воздуха через фурмы в нижней части печи для образования восстановительного газа, восстановления железной руды и получения жидкого чугуна и шлака.

4. Процесс конвертерного производства: Сначала сталеплавильный цех направляет расплавленную сталь на участок предварительной обработки для десульфурации и депафосфоризации. После продувки в конвертере сталь поступает на участок вторичной рафинировочной обработки (вакуумная дегазационная установка RH, установка продувки ковша методом инжекции LadleInjection, вакуумно-кислородная продувка для декарбонизации на установке VOD, смесительная станция STN и др.), где проводятся различные виды обработки в зависимости от характеристик и требований к качеству заказанного сорта стали, а также корректируется химический состав расплавленной стали. Затем сталь направляется на машину непрерывного литья заготовок крупного сечения и плоских заготовок, где она разливается в раскалённые стальные заготовки — полуфабрикаты. После контроля качества, шлифовки или выжигания поверхностных дефектов заготовки могут быть непосредственно отправлены на последующие операции прокатки для получения готовой продукции: полосовой стали, проволоки, стального листа, рулонов стали и стальной полосы.

5. Процесс непрерывного литья: Процесс непрерывной разливки — это процесс преобразования расплавленной стали в стальные заготовки. Расплавленная сталь, прошедшая предварительную обработку на предыдущих этапах производства, транспортируется в ковшах к поворотному столу, затем распределяется по нескольким потокам с помощью разливочного устройства и подаётся в изложницу заданной формы. Начинается охлаждение и затвердевание, в результате чего формируется слиток-заготовка с затвердевшей внешней коркой и расплавленной сталью внутри. Затем заготовка вытягивается по дуговой разливочной машине и продолжает затвердевать после вторичного охлаждения до полного затвердевания. После выравнивания заготовка разрезается на отрезки требуемой длины. Квадратное сечение соответствует крупной стальной заготовке, а плоское — плоской стальной заготовке. Этот полуфабрикат направляется в прокатный стан для дальнейшей прокатки после необходимой обработки поверхности стальной заготовки.

6. Процесс производства мелких заготовок: Крупная стальная заготовка производится на машине непрерывного литья, после чего её нагревают, удаляют ржавчину, обжигают, подвергают черновой прокатке, чистовой прокатке и резке для получения мелкой стальной заготовки с поперечным сечением 118 мм × 118 мм. Затем 60 % мелких стальных заготовок проходят контроль и шлифовку для удаления поверхностных дефектов и поставляются на прутковые и проволочные заводы для прокатки в прутковую сталь, бухты проволоки и прямые прутки.

7. Процесс производства горячекатаной стали: Горячая прокатка означает, что материал должен быть нагрет во время или перед прокаткой. Как правило, прокатку выполняют только после нагрева выше температуры рекристаллизации. Особенности горячекатаной продукции: Горячекатаная продукция обладает превосходными свойствами — высокой прочностью, хорошей ударной вязкостью, удобством обработки и формообразования, а также хорошей свариваемостью; поэтому она широко применяется в таких отраслях машиностроения, как судостроение, автомобилестроение, строительство мостов и зданий, производство оборудования и сосудов под давлением.

8. Процесс производства проволоки: Производственная операция на проволочном заводе заключается в нагреве мелких заготовок в нагревательной печи, а затем прокатке их через черновой стан, промежуточный стан, чистовой стан и уменьшающий формовочный станок, после чего проволока наматывается на моталку, транспортируется по конвейерной охлаждающей ленте и направляется в отделение отделки для окончательной обработки.

9. Процесс производства стальных листов: Производственная операция по выпуску стальных листов использует плоские заготовки в качестве исходного сырья. Плоские заготовки нагреваются в нагревательной печи до 1200 °C, после чего подвергаются прокатке, охлаждению, правке и резке (газовой резке), превращаясь в готовую продукцию. Вышеуказанный процесс представляет собой основной технологический цикл производства стальных листов. Следует отметить, что различные типы стальных листов могут требовать дополнительной обработки, например, поверхностной обработки, термообработки и т.д., чтобы соответствовать конкретным требованиям применения.