Válcování kovů se provádí na speciálním stroji. Jedná se o jeden z nejrozšířenějších způsobů zpracování materiálu tlakem. Plech je lisován mezi válečky stroje, což umožňuje snížení tloušťky.
Nejen plechy jsou vhodné k rolování. Technologii lze použít i pro práci s kovovými tyčemi. Povíme si o dalších možnostech válcování kovů a také o jeho uplatnění ve výrobě.
Jak se zpracovává kov tlakem – válcováním
Válcování kovů je plastická deformace kovových polotovarů tažených mezi rotujícími válci. Třecí síla nutí kov pohybovat se válcovací stolicí danou rychlostí. Vlivem tlaku přenášeného válci dostává požadovaný tvar.
Existují tři hlavní typy této technologie. Válcování kovů může být podélné, příčné nebo křížové. Podélné válcování kovu je prováděno válci otáčejícími se v opačném směru, které nutí materiál postupovat ve směru kolmém k jejich osám. V tomto případě se obrobek zvětšuje na délku a zmenšuje se v průřezu.
Příčné válcování kovu zahrnuje rotaci obrobku mezi válci, které se ovíjí kolem os rovnoběžných k sobě ve stejném směru. Při takové deformaci se délka zpracovávaného materiálu zvětšuje podél os válců.
Schéma spirálového válcování zahrnuje plastickou deformaci kovu pomocí válců umístěných pod úhlem vůči sobě, což zajišťuje pohyb obrobku válcovací stolicí při jeho současné rotaci kolem její osy.
Tvar průřezu daný výrobku během válcování se obvykle nazývá profil. Pokud se profil nemění po celé délce výrobku, nazývá se konstantní, a pokud je výrobek získán s různým tvarem průřezu na jeho různých segmentech, jedná se o proměnný nebo periodický profil. Pojem sortiment definuje skupiny výrobků určité velikosti a profilu.
Existují čtyři hlavní sortimenty:
- Dlouhé a tvarované válcované výrobky.
- Plech.
- Speciální typy pronájmu.
- Potrubí.
Pro průmyslové použití se nejčastěji vyrábí válcované kovové výrobky dvou velkých skupin. Mezi univerzální profily patří výrobky s průřezem ve tvaru kruhu, obdélníku (čtverce) a šestiúhelníku. Tvarované válcované výrobky s průřezem ve tvaru úhlu, stejně jako T-nosníky, I-nosníky a kanály se nazývají tvarované. Válcované výrobky pro speciální účely jsou nejčastěji kolejnice, profily pro zpevnění stěn tunelů a další podobné výrobky.
Technologie výroby válcování
Moderní technologie výroby válcování se zpravidla skládá ze dvou stupňů. Na prvním se z kovových ingotů získávají polotovary nebo polotovary a na druhém se z polotovarů tvoří hotové výrobky.
Výroba válcovaného kovu zahrnuje několik hlavních technologických operací:
- příprava kovu,
- zahřát se,
- válcování,
- dokončovací práce a kontrola kvality.
Aby byl kovový ingot nebo obrobek připraven k válcování, je nutné odstranit všechny povrchové vady, jako jsou drobné praskliny, západky, škrábance a částice strusky. Jejich přítomnost na kovovém povrchu může snížit kvalitu výrobků, snížit produktivitu zařízení a urychlit opotřebení součástí a částí válcovací stolice. Zvláštní pozornost je třeba věnovat přípravě kovu před válcováním vysoce kvalitních legovaných a uhlíkových ocelí.
Účelem zahřátí kovu před válcováním je zvýšit jeho tažnost. Dodržením speciálního teplotního režimu pro jednotlivé třídy ocelí je v hotovém výrobku dosaženo požadované struktury kovu.
Při válcování plechu přes válce je nutné neustále sledovat jejich nastavení, hlídat dodržování teplotních podmínek na začátku a konci procesu, sílu na válce a režim plastické deformace.
Kontrola se provádí pravidelným odběrem vzorků. Po dokončení válcování kovů a před dokončením výrobků musí projít hlavní fází kontroly.
Kromě toho každou dokončovací operaci doprovází odběr vzorků a kontrola. Hotové výrobky procházejí technickou kontrolou před balením.
Jako suroviny pro válcování se používají kovové ingoty nebo předvalky. Obrobek se čtvercovým průřezem se nazývá blok a obdélníkový se nazývá deska. Jeden průchod mezi válci zpravidla nestačí k získání produktu s požadovanými parametry. Při válcování je obrobek zpracováván v několika stupních, přičemž v každém z nich se jeho průřezová plocha zmenšuje. S každým průchodem se profil produktu přibližuje požadovanému.
Půjčovna vybavení
Válcování kovů se provádí těmito typy válců: hladké válce nebo sudy ve válcovně plechu a sudy s drážkami ve válcovně profilů. Na koncích válců jsou uloženy na ložiskách speciálními čepy. Hrdlo hlavně přechází do křížů nebo kyjů, které jej spojují s vřetenem pohánějícím válečky. Palice vám umožňují nastavit polohu sudů vertikálně, zmenšit nebo zvětšit mezeru mezi nimi.
Válcování kovů pro výrobu plechů a pásů vyžaduje plastickou deformaci kovu pomocí hladkých sudů. Při každém průchodu se válce přibližují k sobě, čímž se dosáhne postupného snižování tloušťky obrobků.
Řezné a tvarové válcování kovových polotovarů pro získání profilů pro všeobecné nebo speciální účely, jako je kruh, úhelník, šestiúhelník nebo kolejnice, se provádí pomocí sudů se speciálními vybráními po obvodu pracovních částí. Takové válce se nazývají kalibrované nebo proudové válce. V souladu s tím se zářez na válci nazývá drážka a vzdálenost mezi zářezy na protilehlých válcích při válcování pomocí měřidla.
Pokud je dělicí čára (mezera mezi hlavněmi) uvnitř ráže, nazývá se otevřená a ráže s dělicí čárou přesahující její hranice se nazývá uzavřená.
Válcovna pro plastickou deformaci kovových polotovarů je komplexem sekvenčně umístěných jednotek. Zahrnuje jak zařízení, na kterých se provádí přímo válcování, tak prostory pro přípravu kovu k válcování, konečnou úpravu výrobků po plastické deformaci, balení a přípravu pro další přepravu.
Vlastní válcovací zařízení se skládá z pracovních stolic. Každá klec je tvořena dvěma rámy, které jsou spojeny ocelovou příčkou do jednoho celku namontovaného na společném základu. Válce jsou poháněny do rotace elektromotory. Síla od motoru je přenášena na sudy přes rozvodnou klec s ozubenými koly a vřeteny. Každá pracovní stolice mlýna je tvořena jedním nebo několika páry válců.
Plastická deformace kovových polotovarů nebo ingotů při vtahování mezi sudy válcovny se nazývá válcování.
Válcování kovů za tepla a za studena
Pronájmy, v závislosti na teplotních podmínkách, mohou být:
- Válcované za tepla, kdy jsou obrobky zahřáté na teplotu přesahující teplotu rekrystalizace (80 % teploty tání).
- Za studena válcované, kdy k plastické deformaci kovu dochází při teplotě nepřesahující 30 % teploty rekrystalizace.
Rekrystalizace je tvorba a/nebo růst některých zrn kovové krystalové mřížky na úkor jiných. Válcování za tepla zahrnuje ohřev kovových polotovarů na teploty nad +920 °C. Například při válcování nízkouhlíkové oceli za tepla překročí teplota +1169 °C.
Stejný profil můžete získat válcováním pomocí dvou různých metod. První z nich, který je zastaralý a v moderní výrobě jen zřídka používaný, zahrnuje použití polotovarů odlévaných do speciálních forem nebo forem. Válcování se provádí ve dvou fázích. Nejprve se zahřáté ingoty vyválcují na krimpovací stolici a z jejich povrchu se odstraní případné vady. Poté se po opětovném zahřátí provádí finální válcování na plechy nebo tvarovky.
Moderní technologie spočívá v nahrazení lití do forem výrobou přířezů na strojích pro plynulé lití. Po odlití na stroji pro plynulé odlévání jsou předvalky odeslány do válcovny. Tato technika umožňuje eliminovat bram/výkvět a zlepšit kvalitu sochorů bez plýtvání časem a kovem při čištění a řezání ingotů. Většina ruských podniků má stroje pro plynulé odlévání a odlévací a válcovací moduly, zatímco ostatní vyvíjejí plány na jejich implementaci.
Válcování za tepla dnes představuje téměř 80 % světové výroby válcovaných kovů. Tato technologie umožňuje výrazně snížit náklady na čas, zdroje a energii. Protože zahřívání zvyšuje tažnost kovu, každý průchod výrazně snižuje plochu průřezu obrobku. Pokud jde o zpracování ingotů, vzhledem k heterogenitě struktury je jejich zpracování možné pouze válcováním za tepla.
Ocel válcovaná za tepla se vyrábí nejčastěji z oceli 09G2S, válcovaná za studena z oceli 08PS. Zpracování studené oceli zahrnuje moření před jejím dodáním do válcovny. Díky delšímu zpracování nepřesahuje tloušťka plechů válcovaných za studena 5 mm, mají rovnoměrnější povrch.
Výroba válcování v metalurgii železa je dnes velmi žádaná. Používání válcované oceli je dodržováno ve všech oblastech a bez polotovarů a výrobků získaných tímto způsobem je obtížné si představit moderní konstrukci, stavbu letadel a lodí, poskytující spotřebitelům vybavení domácnosti a to, co dělá náš život pohodlnějším. Ale co to v podstatě je? Jak se tento neocenitelný proces provádí? Jaké jsou vlastnosti jeho technologie?
Pojďme společně získat odpovědi na tyto a další otázky.
Hlavní fáze procesu výroby válcované oceli
Válcované výrobky jsou výrobky získané válcováním na specializované válcovací lince (válci). Pokud mluvíme obecně o fázích výroby válcování, pak v popisu technologického řetězce můžeme zdůraznit:
- příprava surovin (v tomto případě se jedná o ingoty a další obrobky, které bude třeba zpracovat, například pro odstranění povrchových vad vzniklých při odlévání z povrchu);
- výběr technologie, která obsahuje nastavený režim ohřevu pro konkrétní typ obrobku (hodnota požadované teploty je ovlivněna průřezem ingotů/obrobku a chemickým složením);
- stanovení optimálního režimu kalibrace pro hotové válcované výrobky (jinými slovy, režim deformace);
- proces ochlazování poté, co obrobek prochází válcovací stolicí a je přeměněn na požadovaný produkt (plech, profil atd.), v této fázi je nutné přivést kov k úplné krystalizaci a ztuhnutí;
- výstupní kontrola (při ní jsou kontrolována všechna kritéria stanovená regulačními dokumenty, aby byla zaručena kvalita válcovaných výrobků, a zohledňována jsou také individuální přání zákazníka (často jsou šarže vyráběny výhradně podle individuálních požadavků)).
Samostatně je třeba poznamenat, že proces výroby válcovaných výrobků zahrnuje plastickou deformaci oceli nebo kovu působením rotujících válců na ně. Obrobek je přiváděn do válcovny, jejíž pracovní plocha je přesně vybavena válci, prochází prostorem mezi nimi přiděleným, kde vlivem vlivů a tlaku získává požadovaný tvar a velikost. Zjednodušeně řečeno, tento proces je druh tlakového zpracování oceli/kovu.
Na základě toho, co bylo popsáno, jsme pochopili, že důležitou fází výrobního procesu je kalibrace válců, díky které je výstupem požadovaný produkt daného tvaru a velikosti. Je přivedena na milimetr a ideální přesnost úhlů sklonu (v případě potřeby). Je zajímavé, že některé předvalky tyčového a ocelového plechu jsou vystaveny opakovanému průchodu nárazovou zónou válců a teprve poté je možné získat požadovaný produkt. Často se vlastnosti válcovaných výrobků mění k lepšímu.
Na různých hutních provozech se používají samostatná technologická schémata, která závisí na cílech (daný typ výrobku, použité materiály atd.).
