Stålproduksjon, fra jernmalm til ferdig produkt, involverer først og fremst fire stadier: sintring, jernfremstilling, stålproduksjon og valsing. I tidligere artikler har vi utforsket nøkkelaspekter ved stålproduksjon i detalj. Nå vil vi fokusere på stålvalseprosessen, og dykke dypere inn i produksjonsprosessen fra ingot til ferdig produkt. Som det siste stadiet av stålproduksjon i moderne stålverk er valsing av ubestridelig betydning.
Oversikt over stålvalsing
Stålvalsing er et nøkkeltrinn i stålproduksjon. Den forvandler stålblokker til ønsket størrelse og form gjennom plastisk deformasjon mellom roterende valser. Stålvalseprosessen er en nøye designet prosess som omfatter klargjøring av emner, oppvarming, valsing og etterbehandling. Ønsket produktform oppnås gjennom formendringen mellom roterende valser.
Stålvalsing er en trykkformingsprosess- som utføres mellom roterende valser for å endre formen på en stålblokk eller barre. Denne nøye utformede prosessen består av flere trinn som til sammen utgjør den komplette stålvalseprosessen.
Detaljert forklaring av stålvalseprosessen
Regningsforberedelse og oppvarming
Regningsforberedelse inkluderer overflatebehandling og varmebehandling. Oppvarming gir de nødvendige temperaturforholdene for valsing og er et spesielt viktig trinn i varmvalsingsprosessen. Dette er det første trinnet i stålvalseproduksjon og involverer rengjøring av overflatedefekter, fjerning av avleiringer og for-varmebehandling av emnet. Oppvarming er spesielt avgjørende i varmvalseprosessen, da det gir de nødvendige temperaturforholdene for valseprosessen.
Valsing og etterbehandling av stål
Valsing er det sentrale steget i stålvalseproduksjon. Her deformeres emnet gjennom valsing, og denne prosessen har en avgjørende innvirkning på kvaliteten på sluttproduktet. Etterbehandling er det siste trinnet som sikrer den endelige kvaliteten og inkluderer kveiling, avkjøling og retting. Produktkvalitetskrav omfatter flere aspekter, inkludert geometrisk form, dimensjonsnøyaktighet, indre struktur og egenskaper, og overflatefinish. Som det siste trinnet i stålvalseproduksjon er det ansvarlig for å sikre den endelige produktkvaliteten. Innholdet i etterbehandlingsprosessen varierer avhengig av produktets tekniske krav, men inkluderer vanligvis kveiling, kjøling etter-valsing, retting, sluttvarmebehandling, overflaterengjøring og maling.
Valsemetoder for stål
Varmvalsing og kaldrulling
Varmvalsing utføres ved høye temperaturer, mens kaldvalsing utføres ved romtemperatur. Forskjellen er basert på metallets rekrystalliseringstemperatur. Stålblokker eller -blokker er vanskelige å deformere og behandle ved romtemperatur, så de varmes opp til mellom 1100 grader og 1250 grader for rulling. Denne prosessen kalles varmvalsing. Valsing utført ved romtemperatur regnes generelt som kaldvalsing. Fra et metallurgisk perspektiv er skillet mellom varm- og kaldvalsing basert på metallets omkrystalliseringstemperatur. Valsing under rekrystalliseringstemperaturområdet på 450 grader til 600 grader regnes som kaldvalsing, mens rulling over dette temperaturområdet regnes som varmvalsing.
Langsgående og kryss-rullende
Ved langsgående rulling beveger arbeidsstykket seg vinkelrett på rulleaksen; ved kryssrulling- roterer arbeidsstykket rundt senterlinjen, parallelt med rulleaksen. Langsgående rulling, også kjent som langsgående rulling, er den vanligste typen rulleprosess. I denne metoden passerer det valsede materialet mellom to motroterende-valser, beveger seg vinkelrett på valseaksen, mens arbeidsstykket beveger seg fremover gjennom gapet mellom valseflatene. Kryssrulling innebærer derimot at arbeidsstykket roterer mellom rullene rundt sin egen senterlinje, med senterlinjen parallelt med rulleaksen, og blir utsatt for trykk kun i tverrretningen.
Rullende prosesssystem
Rullende deformasjonssystem
Rulledeformasjonssystemet involverer den totale deformasjonen og dens fordeling mellom ulike rullende enheter. Stålseksjonsdeformasjonssystemet gjenspeiles i passdesign. Den omfatter den totale deformasjonen fra råmateriale til ferdig produkt under spesifikke valseforhold, antall valsepasseringer, fordelingen av deformasjon mellom ulike valseenheter og valsemetoden. Ved produksjon av stålseksjoner rulles arbeidsstykket gjennom passet i påfølgende passeringer. Derfor gjenspeiles stålseksjonsdeformasjonssystemet først og fremst i passdesign. Passdesign omfatter flere aspekter, inkludert passbestemmelse, forlengelseskoeffisientfordeling, tverrsnittsprofildesign og rullepassdesign.
Rullende temperatursystem
Temperaturen på arbeidsstykket i hvert trinn er spesifisert. Moderne valseverk har utstyr for å kontrollere temperaturen nøyaktig. Dette systemet spesifiserer start- og slutttemperaturene til arbeidsstykket under valseprosessen. Moderne valseverk er ofte utstyrt med utstyr som mellomliggende vanntanker for å nøyaktig kontrollere temperaturen i hvert trinn. Under valsing av stålseksjoner må flere nøkkelparametere kontrolleres strengt, inkludert startvalsetemperatur, sluttvalsetemperatur, deformasjonstemperatur, startkjølingstemperatur, middels kjøletemperatur, lavere sjikttemperatur og lavere kjølesjikttemperatur.
Kontroll av rullehastighet
Det er avgjørende å kontrollere den lineære hastigheten til rullene i hver passasje for å sikre lik metallstrøm. Dette innebærer spesifikke reguleringer for den lineære hastigheten til rullene i hver passasje og på ulike stadier av rulleprosessen, også kjent som hastighetsreguleringer. Ulike typer valseverk har sine egne spesifikke hastighetskrav og forskrifter. I et kontinuerlig valseverk er det avgjørende å opprettholde lik metallstrømhastighet på tvers av alle stativer, noe som oppnås gjennom å kontrollere og justere valsehastighetene til hver mølle.
Rullende utstyr
Klassifisering av rullende utstyr
Mekanisk utstyr i et valseverk kan deles inn i hovedtoget og annet hjelpeutstyr basert på deres funksjoner. Valser er kjernekomponentene i hovedtoget, og typene deres varierer avhengig av bruken. Hovedutstyret som deformerer metallet i de roterende valsene kalles hovedtoget til valseverket. Kjernekomponentene i hovedtoget inkluderer hovedmotoren, transmisjonsmaskineri og valseverk. Konfigurasjonen deres varierer avhengig av fabrikkens arrangement, drivmetode og overføringsmekanisme. For eksempel består et valseverk typisk av en ramme, ruller, rullejusteringsanordninger, rullebalanseringsanordninger og rullelager.
Ruller, som nøkkelkomponenter i hovedtoget, kan kategoriseres i tre hovedtyper: plate- og båndmøllevalser, seksjonsmøllevalser og rørmølleruller, avhengig av mølletype. Plate- og båndmøllevalser er typisk sylindriske. Varm-valsede båndruller har en lett konkav tønne for å opprettholde god form til tross for termisk ekspansjon, mens kaldvalsede båndruller har en lett konveks tønne for å opprettholde utmerket form under bøyekrefter. Seksjonsmøllevalser er rillet, og deres utforming krever nøye design basert på valseprosessen for seksjonsstålet. Valser som brukes i rørrulling er utformet basert på prinsippet om kryssrulling og kan være koniske, trommelformede- eller skiveformede-.
