Levha ve Bobin

Paslanmaz çelik üretim süreci

Paslanmaz çelik üretimi çoğunlukla ham çelik ergitme, sıcak haddeleme, soğuk haddeleme ve diğer aşamaları içerir. Aşağıda paslanmaz çelik üretim sürecine dair bir yayına yönelik açıklama yer almaktadır:

1. Paslanmaz çelik ham çelik ergitme işlemi

Günümüzde dünyada paslanmaz çelik üretimi için kullanılan ergitme süreçleri çoğunlukla tek aşamalı, iki aşamalı ve üç aşamalı yöntemler ile yeni entegre üretim yöntemleri olmak üzere dört ana gruba ayrılmaktadır. Tek aşamalı ergitme yöntemi şöyledir: sıvı demir + AOD (argon-oksijen rafinasyon fırını); iki aşamalı yöntem ise: EAF (elektrik ark fırını) + AOD (argon-oksijen rafinasyon fırını). Üç aşamalı yöntem ise: EAF (elektrik ark fırını) + AOD (argon-oksijen rafinasyon fırını) + VOD (vakum rafinasyon fırını). Geleneksel üretim süreçlerinin yanı sıra günümüzde birçok şirket tarafından uygulanan entegre üretim süreci, yani sıvı demirden doğrudan paslanmaz çeliğe ulaşan üretim sürecidir. Bu sürecin adımı şöyledir: RKEF (döner ocak-elektrik fırını) + AOD (argon-oksijen rafinasyon fırını).

2. Paslanmaz çelik sıcak haddeleme süreci

Stainless çelik için sıcak kaydırma işlemi, ham madde olarak şeritleri (anahtar olarak sürekli döküm şeritleri) kullanır ve ısıtılmasından sonra, ilkel kaydırma birimleri ve bitişik kaydırma birimleri ile şerit çeliği üretilir. Bitişik kaydırmanın son kaydırma makinesinden çıkan sıcak şerit, tabakalı akım aracılığıyla ayarlanan sıcaklığa kadar soğutulur ve ruloleyici tarafından bir çelik bobine sarılır. Soğutanmış çelik bobini, yüzeyinde oksit bir katmanı bulunur ve siyahtır, yaygın olarak "stainless çelik siyah bobin" olarak bilinir. Isıtmadan ve asitlenmeden sonra, oksidasyonlu yüzey kaldırılır, bu da "stainless çelik beyaz bobin" olur. Stainless çelik pazarında dolaşan sıcak kaydırma ürünlerinin çoğu stainless çelik beyaz bobinleridir. Belirli stainless çelik sıcak kaydırma üretim süreci şu şekildedir:

3. Stainless çelik soğuk kaydırma işlemi

Paslanmaz çelik sıcak haddelemeden sonra bazı sıcak haddeledilmiş paslanmaz çelik ürünleri doğrudan aşağı akışta kullanılırken, bazı sıcak haddeledilmiş ürünlerin kullanım öncesi soğuk haddeleme işlemine tabi tutulması gerekir.

Paslanmaz çelik soğuk haddeleme işlemi çoğunlukla kalınlığı 3,0–5,5 mm olan sıcak haddeledilmiş paslanmaz çelik ürünleriyle gerçekleştirilir. Soğuk haddeleme ekipmanları ile haddeleme işleminden geçirildikten sonra paslanmaz çelik soğuk haddeleme ürünleri elde edilir. Şu anda paslanmaz çelik soğuk haddeleme için iki ana üretim süreci bulunmaktadır: paslanmaz çelik tek çerçeve soğuk haddeleme ve paslanmaz çelik çok çerçeve soğuk haddeleme. Belirtilen üretim süreci aşağıdaki gibidir:

Paslanmaz çelik soğuk haddelemeden sonra tavlama ve pasivasyon (asit banyosu) ünitelerinden geçmelidir. Soğuk haddeleme sonrası paslanmaz çeliğin tavlanması, yeniden kristalleşme süreciyle iş sertleşmesini gidermek ve yumuşatma amacını gerçekleştirmektir; pasivasyonun (asit banyosunun) amacı ise tav işlemi sırasında çelik şeridin yüzeyinde oluşan oksit tabakasını uzaklaştırmak ve paslanmaz çelik yüzeyini pasifleştirerek çelik levhanın korozyon direncini artırmaktır.

Sıcak Haddeleme Çelik Üretim Süreci

1. Kütle Isıtma: Soğuk kesit, bir ısıtma fırını aracılığıyla uygun haddeleme sıcaklığına kadar ısıtılır. Isıtma sıcaklığı, çeliğin bileşimi, şekli ve haddeleme gereksinimleri gibi faktörlere bağlıdır. İlk haddeleme: Isıtılan kesit, ilk haddeleme ünitesine beslenir ve yüksek sıcaklıkta birden fazla rulo setiyle haddelenir. İlk haddelemenin amacı, kesitin kesit şeklini ve boyutunu hedef gereksinimlere mümkün olduğunca yaklaştırmak için ön ayarlamayı yapmaktır. Ara haddeleme: İlk haddelemeden sonra kesit, kesit şeklini daha da ayarlamak amacıyla ara haddeleme ünitesine beslenir.

2. Sıcak haddeleme tavlama işlemi: isıl haddelemeden sonra metal malzemenin iç gerilimlerini gidermek ve sünekliğini ile tokluğunu artırmak amacıyla uygulanan tavlama işlemine atıfta bulunur. Temel işlem aşamaları şöyledir: Isıl haddeleme: Metal malzeme, belirlenen boyut ve şekle getirilecek şekilde yüksek sıcaklıkta işlenir. Asit banyosu (pickling): Isıl haddelemeden sonra metal yüzeyinde kalan pas gibi safsızlıklar asit banyosuyla temizlenir.

3. Nihai haddeleme: Nihai haddelemenin amacı, bobinin kalınlığını ve genişliğini belirtilen boyutlara ayarlamak, kullanım amacına uygun şekilde düzgün bir yüzey ve şekil elde etmek için uygun bir nihai sıcaklıkta haddelemeyi gerçekleştirmektir. İş dönüştürücü haddehaneler, çift çapraz haddehaneler ve çevrimiçi silindir taşlama makineleri (ORG) gibi en yeni ekipmanlarımız, bobinlerin kalite özelliklerini ve tesisin verimliliğini kontrol edilen tepe şekli (crown shape) sayesinde artırır.

4. Çıkış masası ve sarma: Bitirme haddeleme ünitesinden çıkan çelik şeritler, sarılma işlemi için çıkış masasına (run-out table) iletilir. Şeritler masa üzerinde sarılırken, sarılma için uygun sıcaklığa soğutulmaları amacıyla üzerine su püskürtülür.

Soğuk Haddeleme Çelik Üretim Süreci

Soğuk haddeleme çelik levhalarının üretim akışı, kütle tavlama, depolama, pas giderme, sarma, asitleme, soğuk haddeleme, asit çözeltisi modifikasyonu, çelik şerit kesimi, temperleme ve nihai ambalajlamayı içerir.

sıcak haddeleme şerit hattından gönderilen çelik bobinleri, tip ve spesifikasyonlarına göre asitleme ünitesinin önünde bulunan çelik bobin deposunda soğutularak depolanır; daha sonra plana göre çelik bobinleri, asitleme ünitesinin besleme bölümüne yerleştirilen çelik bobin taşıyıcı sistemine gönderilir.

2. Şerit çelik üzerindeki demir oksit kalıntısını kaldırmak için ünitede şeridi açın, kaynaklayın, mekanik olarak paslanma tabakasını kaldırın ve asitleme tankında bekletin; ardından durulayın. Şerit çeliklerin çoğu, uçtan uca devam eden soğuk haddeleme ve ilgili işlemlere tabi tutulurken, geleneksel olarak haddelenmiş şerit çelikler daha sonra saflaştırılmaz ve yağlanmaz.

3. Soğuk haddeleme sırasında şerit uçtan uca haddelemeyle işleniyorsa, çelik bobini bir döngüleyici (looper) ile depolanır. Geleneksel haddeleme yöntemi kullanıldığında ise çelik bobini besleme bölümündeki açıcıda (uncoiler) açılır ve şerit çelik sırayla her bir haddeleme ünitesinden geçirilir. Boşaltma bölümündeki sarıcı (coiler), çeliği tekrar bobin haline getirir ve farklı ürünler için farklı ünitelere gönderir.

4. Tavlama ve düzeltme. En yaygın amaçlar için, derin çekme ve özel çekme soğuk haddeleme levhaları, şeridin mekanik özelliklerini iyileştirmek amacıyla dikey fırında tavlanır. Soğuk haddeleme levhası düzeltilirken, nemli düzeltme için bir düzeltme ajanı püskürtülebilir ya da kuru düzeltme uygulanabilir. Genellikle düzeltme miktarı %3’ten azdır. Düzeltmeden sonra şeridin mekanik özellikleri ve kalitesi daha da geliştirilir. Bazı soğuk haddeleme levhaları sürekli tav fırınında açılır ve kaynaklanır, bir döngüleyici (looper) içinde depolanır, ardından yüzey işlenir ve temizlenir; sonrasında sürekli olarak dikey fırına girerek tavlanır. Tav fırınından çıktıktan sonra tekrar düzeltilir, düzeltmeden sonra kenarları kesilir ve belirtilen ağırlığa göre çelik bobinler halinde sarılır; daha sonra bir taşıma bandı ile ara depoya gönderilir.

Yönsüz ve yönlü silisyum çeliğinin normalizasyon işlemi

Silisyum çeliği, yumuşak manyetik bir malzemedir ve manyetik malzemeler arasında en yaygın olarak kullanılan alaşım malzemesidir. Ürün içinde tanelerin diziliş yönüne göre, yönlendirilmiş silisyum çeliği ve yönlendirilmemiş silisyum çeliği olmak üzere ikiye ayrılır. Yüksek sınıf ve yüksek verimli yönlendirilmemiş silisyum çeliği ile yüksek manyetik indüksiyonlu yönlendirilmiş silisyum çeliği, gerekli tane dokusu ve manyetik özelliklerin elde edilmesi amacıyla üretim sürecinde normalizasyon işlemine tabi tutulmalıdır.

1. Yönelimsiz silikon çelik için normalizasyon üretim süreci: 1. Şerit çelik, önceden ısıtma ve oksidasyonsuz bölümün ardından 1000 ℃’ye kadar ısıtılır; 2. Radyasyon borulu ısıtma bölümü, ısıtma/soğutma bölümü ve bekleme bölümü, hepsi normalizasyon işlemi için bekleme bölümleri olarak kullanılır; 3. 2# ısıtma/soğutma bölümü, fırın içinde soğutma bölümü olarak kullanılarak şerit çeliğin sıcaklığı 850 ℃’ye düşürülür; 4. Hava süzgeci, sis soğutma bölümü ve 1# su püskürtme bölümü, fırın dışında ilk yavaş soğutma bölümü olarak kullanılarak şerit çeliğin sıcaklığı 750 ℃ altına düşürülür; 5. Su ceketi soğutma bölümü, fırın dışında ikinci yavaş soğutma bölümü olarak kullanılarak şerit çeliğin sıcaklığı 600 ℃ altına düşürülür; 6. 2# su püskürtme soğutma bölümü, hızlı soğutma bölümü olarak kullanılarak şerit çeliğin sıcaklığı 80 ℃ altına düşürülür.

2. Yönelimli silikon çeliğin normalizasyon üretim süreci: 1. Şerit çelik, önisıtmalı oksidasyonsuz bölümden geçerek 1100 ℃’ye kadar ısıtılır; 2. Radyasyon borulu ısıtma bölümünden geçerek 1120 ℃’ye kadar ısıtılır; 3. 1# ısıtma/soğutma bölümünden geçerek 950 ℃’ye kadar soğutulur; 4. Eşitleme bölümü ile 2# ısıtma/soğutma bölümü, normalizasyon işlemi için her ikisi de eşitleme bölümü olarak kullanılır; 5. Sis soğutma bölümünde hızlıca 550 ℃’ye kadar soğutulur; 6. Son olarak 1# su püskürtme bölümünde 80 ℃ altına kadar soğutulur.

3. Yönelimli silisyumlu çelikte çelik kaybını azaltmaya yönelik araştırma. Yönelimli silisyumlu çelikte demir kaybını daha da azaltmak için alınan başlıca önlemler şunlardır: manyetik alanların inceltilmesi (bu yöntem, özellikle Hi-B çeliklerinde ve ≤0,23 mm kalınlığında ürünlerde demir kaybını azaltmada daha etkilidir), silisyum içeriğinin artırılması, çelik levhanın kalınlığının azaltılması ve ikincil yeniden kristalleşme tanelerinin boyutunun küçültülmesi. Silisyumlu çelikteki silisyum içeriği çok yüksek olduğunda soğuk işlenebilirlik kolayca bozulabildiğinden, silisyum içeriğini artırarak demir kaybını azaltma derecesi sınırlıdır. Bu nedenle, demir kaybını azaltma ana hedefi manyetik alanların inceltilmesi ve çelik levhanın kalınlığının azaltılmasıdır.

4. Çelik kütüğünün ısıtma sıcaklığı 1360~1380 ℃ olarak belirlenmiştir (MnS’ün dengede çözelti sıcaklığı 1320 ℃’dir).

Çelik levha üretim süreci akış şeması

Aşağıdaki adımları esas olarak içerir:

1. Kok üretimi süreci: Koklaşma işlemi, kok kömürünün karıştırılıp öğütülerek kok fırınına verilmesi ve ardından sıcak kok ile kok fırını gazı üretmek amacıyla damıtılması sürecidir.

2. Sinterleme üretim süreci: Sinterleme işlemi, toz halindeki demir cevherinin, çeşitli akışkanlaştırıcıların ve ince kokun karıştırılıp granüle edilmesini, ardından dağıtım sistemi aracılığıyla sinterleme makinesine verilmesini içerir. İnce kok, ateşleme fırını tarafından yakılır ve egzoz fanı ile hava emilerek sinterleme reaksiyonu tamamlanır. Yüksek sıcaklıktaki sinterlenmiş cevher kırılır, soğutulur ve elekten geçirilir; daha sonra ergimiş demirin eritilmesi için ana ham madde olarak yüksek fırına gönderilir.

3. Yüksek fırın üretim süreci: Yüksek fırın işlemi, demir cevherinin, kokun ve akışkanlaştırıcıların yüksek fırının üst kısmından fırına verilmesini ve fırının alt kısmındaki üfleme memesinden yüksek sıcaklıklı sıcak hava üflenmesini içerir; bu da indirgen gaz oluşumuna, demir cevherinin indirgenmesine ve ergimiş demir ile cürufun üretimine neden olur.

4. Konvertör üretim süreci: Çelikhane, önce erimiş çeliği kükürt ve fosfor giderme amacıyla ön işlem istasyonuna gönderir. Konvertör üflemesi sonrasında, sipariş edilen çelik türünün özelliklerine ve kalite gereksinimlerine göre çeşitli işlemler için ikincil rafinasyon işlem istasyonuna (RH vakum degazaj istasyonu, Kova Enjeksiyonu kova üfleme işlem istasyonu, VOD vakumlu oksijenli üfleme ile dekarbonizasyon işlem istasyonu, STN karıştırma istasyonu vb.) gönderilir ve sıvı çeliğin bileşimi ayarlanır. Son olarak, büyük çelik ingotları ve düz çelik ingotları için sürekli döküm makinesine gönderilerek kızgın çelik ingotu yarı mamul ürünleri elde edilir. Muayene edildikten sonra yüzeydeki kusurlar taşlanarak veya yanarak giderilir ve ardından şerit çelik, tel çubuk, çelik levha, çelik bobin ve çelik saclar gibi nihai ürünler haline getirilmek üzere doğrudan aşağı akışa gönderilir.

5. Sürekli döküm üretim süreci: Sürekli döküm işlemi, sıvı çeliğin çelik kütüklerine dönüştürülmesi sürecidir. Üst akım süreçte işlenmiş sıvı çelik, bir çelik kasesi içinde döner masaya taşınır, sıvı çelik dağıtıcısı tarafından birkaç akıma bölünür ve belirli bir şekle sahip bir kalıba enjekte edilir. Daha sonra soğumaya ve katılaşmaya başlar ve dış yüzeyi katılaşmış kabukla kaplı, iç kısmı ise hâlâ sıvı çelikten oluşan bir döküm yavrusu oluşturur. Bu döküm yavrusu daha sonra bir yay şeklindeki döküm kanalına çekilir ve ikincil soğutma sonrasında tamamen katılaşana kadar katılaşmaya devam eder. Düzeltme işleminden sonra sipariş uzunluğuna göre bloklara kesilir. Kare kesitli ürün büyük çelik yavrusudur; levha kesitli ürün ise düz çelik yavrusudur. Bu yarı mamul ürün, çelik yavrusunun yüzey işleminin gerektiği şekilde uygulanmasının ardından haddehaneye gönderilir.

6. Küçük kütük üretim süreci: Büyük çelik hamuru, sürekli döküm makinesiyle üretilir ve ısıtılır, pası temizlenir, yanar, ön haddeleme yapılır, nihai haddeleme yapılır ve kesilerek 118 mm × 118 mm kesit alanına sahip küçük çelik hamuru elde edilir. Küçük çelik hamurlarının %60’ı daha sonra yüzey kusurlarını gidermek amacıyla muayene edilir ve taşlanır; bu hamurlar çubuk ve tel fabrikalarına gönderilerek çubuk çeliği, tel bobini ve düz çubuk çelik ürünleri haline getirilir.

7. Sıcak haddeleme çelik üretim süreci: Sıcak haddeleme, malzemenin haddeleme sırasında veya öncesinde ısıtılması gereken bir süreçtir. Genellikle, malzeme yeniden kristalleşme sıcaklığının üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtıldıktan sonra haddeleme işlemine tabi tutulur. Sıcak haddeleme ürünlerinin özellikleri: Sıcak haddeleme ürünlerinin yüksek mukavemet, iyi tokluk, kolay işlenebilirlik ve şekillendirilebilirlik ile iyi kaynaklanabilirlik gibi üstün özellikleri vardır; bu nedenle gemi, otomobil, köprü, bina, makine ve basınçlı kaplar gibi imalat sanayilerinde yaygın olarak kullanılırlar.

8. Tel üretim süreci: Telden üretim işlemi, küçük bloğu ısıtma fırınında ısıtmayı, ardından kaba haddeleme ünitesi, ara haddeleme ünitesi, nihai haddeleme tezgâhı ve daraltma şekillendirme makinesi üzerinden haddelemeyi, sonrasında sarım makinesiyle sarımı, soğutma taşıyıcı bandı üzerinde taşınmasını ve nihai işleme alanına gönderilmesini içerir.

9. Çelik levha üretim süreci: Çelik levha üretimi düz blokları ham madde olarak kullanır. Düz bloklar ısıtma fırınında 1200 °C’ye kadar ısıtılır, ardından haddeleme, soğutma, nivelman ve kesme (alevle kesme) işlemlerinden geçirilerek nihai ürün haline gelir. Yukarıda çelik levha imalatının temel süreç akışı açıklanmıştır. Farklı çelik levhaların belirli uygulama gereksinimlerini karşılayabilmesi için yüzey işlemenin yanı sıra ısıl işlem gibi ek işlemler gerektirebileceği unutulmamalıdır.