Plošče in tuljave

Proizvodni proces nerjavnega jekla

Proizvodnja nerjavnega jekla zajema predvsem taljenje surovega jekla, vroče valjanje, hladno valjanje in druge stopnje. Spodaj je poenostavljeno razložen postopek proizvodnje nerjavnega jekla:

1. Postopek taljenja surovega nerjavnega jekla

Trenutno so talilni procesi za proizvodnjo nerjavnega jekla po svetu predvsem razdeljeni na enostopenjske, dvostopenjske in tристopenjske metode ter nove integrirane proizvodne metode. Enostopenjsko taljenje je: tekoče železo + AOD (argon-kisikova rafinacija); dvostopenjska metoda je: EAF (električna lokovna peč) + AOD (argon-kisikova rafinacija). Tristopenjska metoda je: EAF (električna lokovna peč) + AOD (argon-kisikova rafinacija) + VOD (vakuumsko rafiniranje). Poleg več tradicionalnih proizvodnih procesov trenutno uporablja veliko podjetij tudi sodoben integrirani proizvodni proces, torej proizvodni proces od tekočega železa neposredno do nerjavnega jekla. Proizvodni proces je: RKEF (rotacijska peč – električna peč) + AOD (argon-kisikova rafinacija).

2. Postopek vročega valjanja nerjavnega jekla

Postopek vročega valjanja nerjavnega jekla uporablja plošče (predvsem plošče iz neprekinjene litje) kot surovino; po segrevanju se iz njih z grobimi in končnimi valji izdeluje trakasto jeklo. Vroči jekleni trak, ki izhaja iz zadnjega valja končnega valja, se ohladi na nastavljeno temperaturo s plitkim tokom in nato zavije v jekleni zvitke z navijalnikom. Ohlajeni jekleni zvitki imajo na površini oksidni sloj in so črni, kar je splošno znano kot »črni zvitki iz nerjavnega jekla«. Po žarjenju in kislinsko čiščenju se oksidirana površina odstrani, kar daje »bele zvitke iz nerjavnega jekla«. Večina vroče valjanih izdelkov, ki krožijo na trgu nerjavnega jekla, so beli zvitki iz nerjavnega jekla. Poseben postopek vročega valjanja nerjavnega jekla je naslednji:

3. Postopek hladnega valjanja nerjavnega jekla

Po vročem valjanju nerjavnega jekla se nekateri vroče valjani izdelki iz nerjavnega jekla neposredno uporabljajo v nadaljnjih procesih, drugi vroče valjani izdelki pa morajo biti pred uporabo še dodatno obdelani z mrzlim valjanjem.

Pri mrzlem valjanju nerjavnega jekla se najpogosteje uporabljajo vroče valjani izdelki iz nerjavnega jekla debeline 3,0–5,5 mm. Po obdelavi na opremi za mrzlo valjanje se iz njih proizvedejo mrzlo valjani izdelki iz nerjavnega jekla. Trenutno obstajata dva glavna postopka proizvodnje mrzlo valjanih izdelkov iz nerjavnega jekla: enostopenjsko mrzlo valjanje nerjavnega jekla in večstopenjsko mrzlo valjanje nerjavnega jekla. Specifičen postopek proizvodnje je naslednji:

Po hladnem valjanju nerjavnega jekla je potrebno opraviti žarjenje in kislanje. Žarjenje nerjavnega jekla po hladnem valjanju omogoča odpravo delovne trdote s procesom rekristalizacije, s čimer se doseže mehčanje; namen kislanja pa je odstranitev oksidnega sloja, ki se oblikuje na površini jeklene trakove med žarjenjem, ter pasivacija površine nerjavnega jekla za izboljšanje korozivne odpornosti jeklene plošče.

Proces proizvodnje toplotno valjanega jekla

1. Ogrevanje polizdelkov: Hladna polizdelka se segreje na ustrezno temperaturo valjanja v peči za segrevanje. Temperatura segrevanja je odvisna od dejavnikov, kot so sestava, oblika in zahteve za valjanje jekla. Grobo valjanje: Segreta polizdelka se vneseta v enoto za grobo valjanje in pri visoki temperaturi prekata skozi več naborov valjcev. Namen grobega valjanja je predhodna prilagoditev prečnega prereza in velikosti polizdelka, da se čim bolj približa ciljnim zahtevam. Sredinsko valjanje: Polizdelka po grobem valjanju se vnašata v enoto za sredinsko valjanje za nadaljnje valjanje, s čimer se še dodatno prilagodi prečni prerez.

2. Postopek žarjenja pri toplem valjanju: pomeni žarjenje kovinskega materiala po vročem valjanju, da se odstranijo notranji napetosti in izboljšajo njegova raztegljivost in žilavost. Osnovni postopek je naslednji: Vroče valjanje: Kovinski material se obdeluje pri visoki temperaturi, da se deformira v predvideno velikost in obliko. Kislanje: Z kislanjem se odstranijo nečistoče, kot so rjava, s površine kovine po vročem valjanju.

3. Dokončno valjanje: Cilj dokončnega valjanja je prilagoditi debelino in širino tuljave določeni velikosti ter ustvariti gladko površino in obliko pri ustrezni končni temperaturi, da je primerna za njen predvideni namen. Naša najnovejša oprema, vključno z valji za pretvorbo delovnih valjev, dvokrižnimi valji in spletnimi brusilniki valjev (ORG), izboljšuje produktivnost obrata in kakovost končnih tuljav z nadzorom oblike profilne višine.

4. Izhodna miza in navijanje: Jeklene trakove po končni valjarni prenesemo na izhodno mizo, kjer jih navijemo v tuljave. Med navijanjem na mizi jih razpršimo z vodo, da se ohladijo na ustrezno temperaturo za navijanje.

Proizvodni proces hladno valjanih jeklenih plošč

Tehnološki tok proizvodnje hladno valjanih jeklenih plošč vključuje žarjenje polizdelkov, shranjevanje, odstranjevanje rje, navijanje, kislinsko čiščenje, hladno valjanje, spremembo kisline za čiščenje, rezanje jeklenih trakov, žarjenje in končno embaliranje.

1. Jeklene tuljave, ki prihajajo iz toplotno valjane trakove valjarnice, se ohladijo in shranijo v skladišču jeklenih tuljav pred enoto za kislinsko čiščenje glede na vrsto in specifikacijo; nato se jeklene tuljave po načrtu pošljejo na transportno napravo za jeklene tuljave v oskrbovalnem delu enote za kislinsko čiščenje.

2. Razvijte, zvarite, mehansko odstranite oksidno plast in potopite v kopalno kopel v enoti, da odstranite oksidno plast železovega oksida s površine trakaste jeklene plošče, nato jo sperite. Večina trakaste jeklene plošče se mora nadaljevalno valjati in obdelovati brez prekinitve, medtem ko konvencionalno valjana trakasta jeklena plošča ni po tem postopku očiščena in na njo ni nanesen oljni sloj.

3. Ko se hladno valjana plošča valja brez prekinitve, se jeklena tuljava shranjuje s pomočjo zankastega naprave (looper). Pri konvencionalnem valjanju se jeklena tuljava razvije na razvijalniku v dovodni sekcijski enoti, trakasta jeklena plošča pa zaporedoma prehaja skozi posamezne valjarske stoji. V iztočni sekcijski enoti se plošča ponovno navije v tuljavo na navijalniku in pošlje v različne enote za nadaljnjo obdelavo glede na različne izdelke.

4. Žarjenje in izravnavanje. Za najpogostejše namene, plošče za globoko vlečenje in posebne plošče za vlečenje s hladnim valjanjem se žarijo v navpični peči, da se izboljšajo mehanske lastnosti traku. Pri izravnavanju plošč s hladnim valjanjem se za mokro izravnavo lahko nanese izravnalno sredstvo ali pa se uporabi suha izravnavanja. Splošno velja, da je stopnja izravnavanja manjša od 3 %. Po izravnavanju se mehanske lastnosti in kakovost traku še dodatno izboljšata. Nekatere plošče s hladnim valjanjem se razvijejo in zvarijo v neprekinjeni žarilni peči, shranijo v zankastem napravi (looper), nato pa se površinsko obdelajo in očistijo ter neprekinjeno vstopijo v navpično peč za žarjenje. Po izhodu iz žarilne peči se ponovno izravnajo, po izravnavanju se prerežejo in navijejo v jeklene tuljave določene teže ter s transportnim trakom pošljejo v medsekladno skladišče za shranjevanje.

Postopek normalizacije neusmerjenega in usmerjenega silicijevega jekla

Silicijeva jeklena pločevina je mehko magnetno material in najpogosteje uporabljen legirani material med magnetnimi materiali. Glede na smer razporeditve zrn v izdelku se deli na silicijevostekleno pločevino z usmerjenimi zrni in silicijevostekleno pločevino brez usmerjenih zrn. Visoko kakovostna in visoko učinkovita neusmerjena silicijevosteklena pločevina ter usmerjena silicijevosteklena pločevina z visoko magnetno indukcijo morata biti v proizvodnem procesu normalizirani, da se doseže zahtevana zrna struktura in magnetne lastnosti.

1. Proces normalizacijske proizvodnje neusmerjene silicijeve jeklene trakove: 1. Trak se predgreje v neoksidacijskem predgrelnem delu in nato segreje na 1000 ℃; 2. Del z žarilnimi cevmi, grelno/ohlajalni del ter izravnalni del se uporabljajo kot izravnalni deli za normalizacijsko obdelavo; 3. 2. grelno/ohlajalni del se uporablja kot notranji pečni ohlajalni del za ohlajanje traku na 850 ℃; 4. Zrakom čistilna naprava, megleni ohlajalni del in 1. razpršilni vodni del se uporabljajo kot prvi zunanji počasni ohlajalni del za ohlajanje traka pod 750 ℃; 5. Ohlajalni del z vodno ovojnico se uporablja kot drugi zunanji počasni ohlajalni del za ohlajanje traka pod 600 ℃; 6. 2. razpršilni vodni ohlajalni del se uporablja kot hitri ohlajalni del za ohlajanje traka pod 80 ℃.

2. Normalizacijski proizvodni proces usmerjene silicijeve jeklene trakove: 1. Jekleni trak prehaja skozi predgrelni neoksidacijski del in se segreje na 1100 ℃; 2. Prehaja skozi del segrevanja z žarometnimi cevmi in se segreje na 1120 ℃; 3. Prehaja skozi 1. segrevalni/ohlajalni del in se ohladi na 950 ℃; 4. Izravnalni del in 2. segrevalni/ohlajalni del sta oba uporabljena kot izravnalna dela za normalizacijsko obdelavo; 5. V delu za megleno hlajenje se hitro ohladi na 550 ℃; 6. Končno se v 1. delu za pršenje z vodo ohladi pod 80 ℃.

3. Raziskave zmanjševanja izgub jekla pri usmerjenem silicijevem jeklu. Glavne ukrepe za nadaljnje zmanjšanje železovih izgub pri usmerjenem silicijevem jeklu sestavljajo: izboljšava magnetnega domena (kar je učinkovitejše pri zmanjševanju železovih izgub pri jeklu Hi-B in izdelkih z debelino ≤ 0,23 mm), povečanje vsebine silicija, zmanjšanje debeline jeklene plošče ter zmanjšanje velikosti zrn sekundarne rekristalizacije. Ker je vsebina silicija v silicijevem jeklu že previsoka, se lahko poslabša hladna obdelljivost; zato je možnost zmanjšanja železovih izgub z povečanjem vsebine silicija omejena. Glavni cilj zmanjšanja železovih izgub je torej izboljšava magnetnega domena in zmanjšanje debeline jeklene plošče.

4. Temperatura segrevanja jeklene ingote mora biti 1360–1380 °C (temperatura raztopitve MnS v ravnovesnem stanju je 1320 °C).

Tehnološki proces izdelave jeklenih plošč

Vključuje predvsem naslednje korake:

1. Proizvodnja koksa: Koksanje je postopek mešanja in drobljenja koksnega premoga v kokarno, nato pa destilacija za proizvodnjo vročega koksa in koksnega plina.

2. Proizvodni proces sintriranja: Sintriranje pomeni mešanje in granulacijo praškaste železove rude, različnih talilcev in finih koksov, ki se nato preko razdelilnega sistema vnašajo na sintrilno napravo. Fine koke vžge vžigalna peč, sintrirna reakcija pa poteka z izpuščanjem zraka s pomočjo izpušnega ventilatorja. Vroče sintrirane rude se drobijo, ohladijo in razvrstijo ter nato pošljejo v visoko peč kot glavno surovino za taljenje tekočega železa.

3. Proizvodni proces visoke peči: Delovanje visoke peči vključuje vnos železove rude, koksa in talilcev skozi vrh visoke peči ter nato vpihovanje vročega zraka visoke temperature skozi piščalke na dnu peči, kar povzroči nastanek redukcijskega plina, redukcijo železove rude ter proizvodnjo tekočega železa in šlage.

4. Proizvodni proces konvertorja: Železarna najprej pošlje stopljeno jeklo na predobdelovalno postajo za odžvepljanje in odfosforjanje. Po pretalitvi v konvertorju se posreduje na postajo sekundarne rafinacije (postaja vakuumskih degazacijskih obratov RH, postaja vbrizgavanja v čistilno lončno postajo LadleInjection, postaja vakuumskih kisikovih obratov VOD za izdelavo ogljika, mešalna postaja STN itd.), kjer se izvedejo različne obdelave glede na značilnosti in zahteve glede kakovosti naročenega jekla ter prilagodi sestava stopljene jeklene mase. Končno se pošlje na neprekinjene litnice za velike jeklene bloke in ploščaste jeklene bloke, kjer se litje izvede v rdeče vroče polizdelke jeklenih blokov. Po pregledu, brušenju ali izžiganju površinskih napak se lahko neposredno pošlje v nadaljnjo obdelavo (valjanje) v končne izdelke, kot so trakasta jeklena plošča, žičnata jeklena palica, jeklena plošča, jeklena tuljava in jeklena pločevina.

5. Postopek neprekinjenega litja: Postopek stalnega litja je proces pretvorbe taljene jeklene zlitine v jeklene palice. Taljeno jeklo, ki je bilo predhodno obdelano v zgornjem delu proizvodnje, se prenese v stalen litjevni kotel v jekleni posodi za livanje (ladli), razdeli na več tokov z razdelilnikom taljene jeklene zlitine in vbrizga v kalup določene oblike. Začne se ohladiti in strditi ter tvoriti litinski polizdelek z zunanjo trdno lupino in notranjim delom iz taljene jeklene zlitine. Litinski polizdelek se nato potegne v lokast kanal za litje in nadaljuje s strditvijo po sekundarnem hlajenju, dokler se ne strdi popolnoma. Po izravnavanju se razreže na bloke glede na dolžino, določeno v nalogu. Kvadratna oblika predstavlja velik jekleni polizdelek, ploščasta oblika pa ploščast jekleni polizdelek. Ta polizdelek se po potrebnem površinskem obdelovanju jeklenega polizdelka pošlje v valjarnico za valjanje.

6. Postopek proizvodnje majhnih palic: Velik jekleni polizdelek se proizvede s stalnim litjem in se nato segreje, očisti od rje, izžge, grobo valja, fina valja ter prereže v majhen jekleni polizdelek s presekom 118 mm × 118 mm. 60 % majhnih jeklenih polizdelkov se nato pregleda in brušenjem odstrani površinske napake; nato se pošljejo v palčne in žične tovarne za valjanje v palčno jeklo, žične tuljave in ravne palčne jeklene izdelke.

7. Postopek proizvodnje toplo valjanega jekla: Toplo valjanje pomeni, da se material med ali pred valjanjem segreje. Splošno je valjanje izvedeno šele po segrevanju nad temperaturo rekristalizacije. Značilnosti toplo valjanih izdelkov: Toplo valjani izdelki imajo odlične lastnosti, kot so visoka trdnost, dobra žilavost, enostavnost obdelave in oblikovanja ter dobra zavarljivost, zato se široko uporabljajo v proizvodnih panogah, kot so gradnja ladij, avtomobilov, mostov, stavb, strojev in tlakovnih posod.

8. Postopek proizvodnje žice: Delovni proces proizvodnje žice v tovarni vključuje segrevanje majhnih blokov v peči za segrevanje, nato valjanje skozi enoto za grobo valjanje, enoto za sredinsko valjanje, končno valjarno in stroj za zmanjševanje in oblikovanje, nato navijanje z navijalnim strojem, prenašanje po hladilnem transportnem traku in dostavo v končno obdelovalno cono.

9. Proizvodni proces jeklenih plošč: Delovni proces proizvodnje jeklenih plošč uporablja ravne bloke kot surovine. Ravni bloki se v peči za segrevanje segrejejo na 1200 °C, nato pa se valjajo, hladijo, izravnajo in prerežejo (z rezkanjem z plamenom), da nastanejo končni izdelki. Zgoraj je opisan glavni tehnološki tok pri izdelavi jeklenih plošč. Opomba: različne jeklene plošče lahko zahtevajo dodatno obdelavo, kot so na primer površinska obdelava, toplotna obdelava itd., da izpolnijo posebne zahteve za uporabo.