Листи та рулони

Технологічний процес виробництва нержавіючої сталі

Виробництво нержавіючої сталі в основному включає плавку чорнової сталі, гарячу прокатку, холодну прокатку та інші етапи. Нижче наведено пояснення процесу виробництва нержавіючої сталі:

1. Процес плавки чорнової нержавіючої сталі

Наразі процеси виплавки нержавіючої сталі у світі поділяються переважно на одномірні, двомірні та тримірні методи, а також на нові інтегровані методи виробництва. Одномірна виплавка: розплавлений залізний сплав + AOD (аргон-киснева рафінувальна піч); двомірний метод: EAF (електродугова піч) + AOD (аргон-киснева рафінувальна піч). Тримірний метод: EAF (електродугова піч) + AOD (аргон-киснева рафінувальна піч) + VOD (вакуумна рафінувальна піч). Крім кількох традиційних технологічних процесів, багато компаній також застосовують сучасний інтегрований виробничий процес, тобто процес отримання нержавіючої сталі безпосередньо з розплавленого заліза. Виробничий процес має такий вигляд: RKEF (обертальна піч — електрична піч) + AOD (аргон-киснева рафінувальна піч).

2. Процес гарячої прокатки нержавіючої сталі

Процес гарячої прокатки нержавіючої сталі використовує заготовки (переважно заготовки, отримані методом безперервного лиття) як сировину; після нагрівання їх переробляють на смугову сталь за допомогою агрегатів чернової та чорнової прокатки. Гарячу стальну смугу, що виходить із останнього валка чорнової прокатки, охолоджують до заданої температури за допомогою ламінарного потоку й намотують у рулон за допомогою намотувального пристрою. Охолоджений стальний рулон має на поверхні оксидну плівку й має чорний колір, тому його зазвичай називають «чорним рулоном із нержавіючої сталі». Після відпалу та травлення оксидну поверхню видаляють, у результаті отримують «білий рулон із нержавіючої сталі». Більшість гарячекатаних продуктів, що обертаються на ринку нержавіючої сталі, — це білі рулони із нержавіючої сталі. Специфічний процес гарячої прокатки нержавіючої сталі наведено нижче:

3. Процес холодної прокатки нержавіючої сталі

Після гарячого прокату нержавіючої сталі деякі гарячекатані вироби з нержавіючої сталі безпосередньо використовуються споживачами на нижчих рівнях ланцюга постачання, а деякі гарячекатані вироби потребують подальшої обробки методом холодного прокату перед використанням.

Холодний прокат нержавіючої сталі переважно використовує гарячекатані вироби з нержавіючої сталі товщиною 3,0–5,5 мм. Після прокатки на обладнанні для холодного прокату отримують холоднокатані вироби з нержавіючої сталі. Наразі існує два основні технологічні процеси холодного прокату нержавіючої сталі: однокадровий холодний прокат нержавіючої сталі та багатокадровий холодний прокат нержавіючої сталі. Конкретний технологічний процес наведено нижче:

Після холодної прокатки нержавіючої сталі її необхідно піддати відпалу та травленню. Відпал нержавіючої сталі після холодної прокатки призначений для усунення наклепу шляхом процесу рекристалізації з метою досягнення м’якості; мета травлення — видалити оксидний шар, що утворився на поверхні сталевої стрічки під час відпалу, а також пасивувати поверхню нержавіючої сталі для підвищення корозійної стійкості сталевого листа.

Процес виробництва гарячекатаної сталі

1. Нагрівання заготовки: Холодна заготовка нагрівається до відповідної температури прокатки за допомогою нагрівальної печі. Температура нагріву залежить від таких факторів, як хімічний склад, форма та вимоги до прокатки сталі. Чернова прокатка: нагріту заготовку подають у блок червоної прокатки й прокочують через кілька комплектів валків при високій температурі. Метою червоної прокатки є попереднє регулювання поперечного перерізу та розмірів заготовки, щоб наблизити їх до заданих параметрів. Проміжна прокатка: заготовку після червоної прокатки подають у блок проміжної прокатки для подальшої прокатки з метою додаткового регулювання поперечного перерізу.

2. Процес відпалу гарячої прокатки: відноситься до відпалу металевого матеріалу після гарячої прокатки з метою усунення внутрішніх напружень та покращення його пластичності й ударної в’язкості. Основний процес виглядає так: гаряча прокатка — металевий матеріал обробляється при високій температурі для деформації його до заданих розмірів і форми; травлення — забруднення, такі як іржа на поверхні металу після гарячої прокатки, видаляються шляхом травлення.

3. Завершальна прокатка: Мета завершальної прокатки — відкоригувати товщину й ширину рулону до заданих розмірів, а також отримати гладку поверхню й правильну форму при відповідній температурі завершальної прокатки, щоб забезпечити придатність продукту до його подальшого застосування. Наше новіше обладнання, зокрема станки зі змінними робочими валками, двохкрестові станки та онлайн-точильні верстати для валків (ORG), підвищує продуктивність заводу й якість готових рулонів за рахунок контролю профілю випуклості (crown).

4. Вихідний стіл і намотування: Сталеві смуги після заключного прокатного стану подаються на стіл виведення, де їх намотують на котушки. Під час намотування на стіл виведення смуги охолоджуються за допомогою водяного розпилення до потрібної температури для намотування.

Процес виробництва холоднокатаних сталевих листів

Технологічна схема виробництва холоднокатаних сталевих листів включає відпал заготовок, зберігання, видалення іржі, намотування, травлення, холодну прокатку, коригування розчину для травлення, різання сталевої смуги, відпускання та остаточну упаковку.

1. Сталеві котушки, отримані від цеху гарячої прокатки смуг, охолоджуються й зберігаються на складі сталевих котушок перед блоком травлення відповідно до типу та розміру, а потім подаються на конвеєр сталевих котушок у ділянці подачі блоку травлення згідно з планом.

2. Розмотування, зварювання, механічне оброблення для видалення окалини та замочування в травильному резервуарі установки для видалення оксидної плівки з поверхні стрічкової сталі з подальшим промиванням. Більшість стрічкової сталі потребує подальшого безперервного прокатування та обробки, тоді як у разі традиційного прокатування стрічкову сталь не очищають і не змащують після прокатування.

3. Під час безперервного холодного прокатування листа сталеву котушку зберігають за допомогою петлевого пристрою. У разі застосування традиційного прокатування сталеву котушку розмотують на розмотувальному пристрої у секції подачі, а стрічкову сталь послідовно пропускають через кожну клітню для прокатування. Намотувальний пристрій у секції вивантаження знову намотує сталь на котушки й направляє їх до різних установок для подальшої обробки залежно від типу продукції.

4. Відпал і вирівнювання. Для більшості загальних цілей, листи з холодної прокатки для глибокої витяжки та спеціальної витяжки піддають відпалу у вертикальній печі для поліпшення механічних властивостей стрічки. Під час вирівнювання листа з холодної прокатки можна застосовувати змочувальний агент для вологого вирівнювання або використовувати сухе вирівнювання. Зазвичай ступінь вирівнювання становить менше 3 %. Після вирівнювання механічні властивості та якість стрічки ще більше покращуються. Деякі листи з холодної прокатки розмотують і зварюють у неперервній відпалювальній печі, зберігають у накопичувальному пристрої (лоопері), а потім піддають поверхневій обробці й очищенню, після чого безперервно надходять у вертикальну піч для відпалу. Після виходу з відпалювальної печі їх знову вирівнюють, після випрямлення обрізають краї та намотують на рулони сталі відповідно до заданої ваги, а потім транспортують конвеєром на проміжне складське зберігання.

Процес нормалізації ненапрямленої та напрямленої кремнієвої сталі

Кремнієва сталь — це м’який магнітний матеріал і найпоширеніший сплав серед магнітних матеріалів. Залежно від напрямку орієнтації зерен у продукті її поділяють на кремнієву сталь з орієнтованими та неорієнтованими зернами. Високоякісну й високоекономічну некеровану кремнієву сталь та кремнієву сталь з орієнтованими зернами з високою магнітною індукцією під час виробництва необхідно нормалізувати, щоб досягти потрібної зернистої структури та магнітних властивостей.

1. Процес нормалізації виробництва ненапрямленої кремнієвої сталі: 1. Стрічкова сталь нагрівається до 1000 °C після попереднього нагріву в безокисному розділі; 2. Розділи нагріву трубами, нагріву/охолодження та витримки використовуються як розділи витримки для нормалізаційної обробки; 3. Розділ 2# нагріву/охолодження використовується як розділ охолодження всередині печі для охолодження стрічкової сталі до 850 °C; 4. Повітряний скребок, розділ туманного охолодження та розділ 1# водяного розпилення використовуються як перший розділ повільного охолодження поза піччю для охолодження стрічкової сталі нижче 750 °C; 5. Розділ охолодження водяною рубашкою використовується як другий розділ повільного охолодження поза піччю для охолодження стрічкової сталі нижче 600 °C; 6. Розділ 2# водяного розпилення використовується як розділ швидкого охолодження для охолодження стрічкової сталі нижче 80 °C.

2. Нормалізаційний виробничий процес орієнтованої кремнієвої сталі: 1. Стрічкова сталь проходить через ділянку попереднього нагріву без окиснення й нагрівається до 1100 °C; 2. Проходить через ділянку нагріву трубами з випромінюванням і нагрівається до 1120 °C; 3. Проходить через 1-у ділянку нагріву/охолодження й охолоджується до 950 °C; 4. Ділянка вирівнювання та 2-а ділянка нагріву/охолодження використовуються як ділянки вирівнювання для нормалізаційної обробки; 5. Швидко охолоджується до 550 °C у ділянці туманного охолодження; 6. Остаточно охолоджується нижче 80 °C у 1-ій ділянці водяного розпилення.

3. Дослідження щодо зниження втрат сталі з орієнтованою кристалічною структурою. Основними заходами для подальшого зниження втрат у залізі орієнтованої кристалічної сталі є дрібнення магнітних доменів (що ефективніше знижує втрати у залізі сталі Hi-B та продуктів з товщиною ≤0,23 мм), підвищення вмісту кремнію, зменшення товщини сталевого листа та зменшення розміру зерен вторинної рекристалізації. Оскільки надто високий вміст кремнію в кремнієвій сталі призводить до погіршення холодної оброблюваності, ступінь зниження втрат у залізі шляхом підвищення вмісту кремнію обмежена. Тому основною метою зниження втрат у залізі є дрібнення магнітних доменів та зменшення товщини сталевого листа.

4. Температура нагріву сталевої заготівки має становити 1360–1380 °C (температура розчинення MnS у стані рівноваги — 1320 °C).

Технологічна схема виробництва сталевого листа

Основні етапи включають:

1. Виробництво коксу: Коксування — це процес змішування та подрібнення коксуючого вугілля й завантаження його в коксову піч із наступною перегонкою для отримання гарячого коксу та коксового газу.

2. Процес виробництва агломерату: Операція агломерації полягає у змішуванні й гранулюванні залізної руди у порошку, різних плавників та дрібного коксу, після чого суміш подається на агломераційну машину через систему розподілу. Дрібний кокс запалюється в печі запалювання, а реакція агломерації завершується за рахунок відсмоктування повітря за допомогою витяжної вентиляторної установки. Розпечений агломерат подрібнюється, охолоджується та просіюється, після чого надсилається до доменної печі як основна сировина для виплавки рідкого заліза.

3. Процес доменного виробництва: Доменна піч працює шляхом завантаження залізної руди, коксу та плавників зверху доменної печі та подачі через фурми в нижній частині печі гарячого повітря високої температури, що сприяє утворенню відновлювального газу, відновленню залізної руди та виплавці рідкого заліза й шлаку.

4. Процес конвертерного виробництва: Спочатку сталеплавильний завод направляє розплавлену сталь на станцію попередньої обробки для десульфурації та депосфоризації. Після продування в конвертері сталь надсилається на станцію вторинної рафінації (станція вакуумного дегазування RH, станція продування ковша методом ін’єкції в ковш, станція вакуумного кисневого продування VOD для декарбонізації, змішувальна станція STN тощо) для різних видів обробки залежно від характеристик і вимог до якості замовленого сорту сталі, а також коригується склад розплавленої сталі. Нарешті, її направляють у машини безперервного лиття великих заготовок і плоских заготовок, де вона литиметься у напівфабрикати — розпеченні сталеві заготовки. Після контролю, шліфування або видалення поверхневих дефектів шляхом прожарювання заготовки можуть бути безпосередньо направлені на подальшу прокатку для отримання готової продукції, такої як смугова сталь, дротяна продукція, сталеві листи, сталеві рулони та сталеві смуги.

5. Процес безперервного лиття: Процес безперервного лиття — це процес перетворення розплавленої сталі на заготовки. Розплавлену сталь, яку попередньо оброблено на попередніх етапах, транспортують у ковші до поворотного стола, розподіляють на кілька потоків за допомогою розподільника розплавленої сталі й вводять у форму певної форми. Починається охолодження й затвердіння, у результаті чого утворюється литий заготовок із твердою зовнішньою коркою та рідкою сталлю всередині. Литий заготовок потім витягується в дугоподібний литтєвий канал і продовжує затвердівати після вторинного охолодження до повного затвердіння. Після вирівнювання його розрізають на блоки відповідно до заданої довжини замовлення. Квадратна форма — це велика сталева заготовка, а плитоподібна форма — це плоска сталева заготовка. Цей напівфабрикат після необхідної обробки поверхні сталевої заготовки надсилається до прокатного стану для подальшого прокату.

6. Процес виробництва малих заготовок: Великий стальний заготовок виробляється на машині безперервного лиття, після чого його нагрівають, видаляють іржу, пропалюють, піддають черновому прокатуванню, чорновому прокатуванню та розрізанню для отримання невеликого стального заготовка з поперечним перерізом 118 мм × 118 мм. Потім 60 % таких малих стальних заготовок піддають контролю та шліфуванню для видалення поверхневих дефектів і постачають на брускові та дротові заводи для прокатки у продукцію у вигляді арматурного прокату, дротових котушок та прямих арматурних стрижнів.

7. Процес виробництва гарячекатаної сталі: Гаряче прокатування означає, що матеріал потрібно нагрівати під час або перед прокатуванням. Зазвичай прокатування здійснюється лише після нагрівання до температури вище температури рекристалізації. Характеристики гарячекатаних виробів: гарячекатані вироби мають відмінні властивості, такі як висока міцність, хороша в’язкість, простота обробки та формування, а також висока зварювальність, тому їх широко застосовують у виробничих галузях, зокрема у суднобудуванні, автомобілебудуванні, будівництві мостів і будівель, машинобудуванні та виробництві посудин, що працюють під тиском.

8. Процес виробництва дроту: Операція виробництва дроту на заводі полягає у нагріванні малих заготовок у нагрівальній печі, а потім прокатці їх через блок чернової прокатки, проміжний блок прокатки, фінішну прокатну станцію та машину для зменшення й формування, після чого намотування на моточну машину, подальша транспортування по конвеєрній стрічці охолодження та надсилання в зону доопрацювання для завершальної обробки.

9. Процес виробництва сталевих листів: У процесі виробництва сталевих листів як сировина використовуються плоскі заготовки. Плоскі заготовки нагрівають до 1200 °C у нагрівальній печі, а потім прокатують, охолоджують, вирівнюють і розрізають (газовим різаком), щоб отримати готову продукцію. Вищезазначений — основний технологічний процес виробництва сталевих листів. Слід зазначити, що різні сталеві листи можуть потребувати додаткової обробки, наприклад, поверхневої обробки, термічної обробки тощо, щоб відповідати конкретним вимогам застосування.