tecnología de laminación. Proceso tecnológico de laminación. Esquema del laminador. Jaula rodante. Tecnologías modernas para la producción de productos laminados y la formación de estructura y propiedades. Tecnologías tradicionales y modernas para la producción de productos laminados.
La materia prima para la producción de productos laminados son los lingotes colados en moldes (para laminadores de palanquillas y para laminadores de productos laminados acabados), bloques, desbastes y palanquillas, laminados y colados en continuo.
Cuando se utilizan lingotes, el esquema tecnológico de laminación prevé las siguientes operaciones: calentamiento de los lingotes, laminado en flor o desbastado, recorte de los extremos del producto laminado y corte en trozos. Además, los desbastes y los desbastes grandes se envían a laminadores terminados, y parte de los desbastes van a los molinos de palanquilla continua (CWM), donde se utilizan para producir palanquillas más pequeñas para laminadores de secciones pequeñas y de alambre.
Cuando se utilizan palanquillas coladas continuamente (flores, planchones), después de calentarlas o precalentarlas, van directamente a los trenes de laminación terminados, sin pasar por las operaciones de corte de palanquillas.
Los lingotes se fabrican a partir de aceros, que se subdividen según una serie de características: por composición química, por método de producción, por estructura, por finalidad y por grado de desoxidación. Entre ellos, los aceros al carbono de calidad ordinaria (GOST 380), los aceros al carbono de alta calidad (GOST 1050) y los aceros estructurales de baja aleación (GOST 5058) ocupan la mayor proporción en peso.
La preparación de materias primas para la laminación consiste en eliminar defectos superficiales y calentarlas. La eliminación de defectos superficiales (cautiverios, grietas, inclusiones no metálicas, etc.) es una operación que requiere mucho tiempo. En los talleres antiguos trabajan hasta el 70% de los trabajadores. Se realiza con herramienta de cuchilla, limpieza con muelas abrasivas, limpieza a fuego, pelado con máquina herramienta, etc.
El calentamiento del metal antes del laminado se realiza en pozos de calefacción, hornos metódicos y hornos con solera de bogie. El objetivo principal de calentar un metal es aumentar su ductilidad y reducir su resistencia a la deformación. Sin embargo, el calentamiento también puede tener consecuencias indeseables: formación de incrustaciones, descarburación de las capas superficiales, sobrecalentamiento y quemado del metal. Y si los tres últimos se pueden evitar observando ciertos regímenes, entonces, en condiciones normales, la formación de incrustaciones es inevitable y conduce a una pérdida del 1-2% del metal o más, así como a un deterioro de la calidad de la superficie.
La temperatura de calentamiento del metal está determinada por el régimen de temperatura de laminación: la temperatura del inicio (t n) y del final de la laminación (t k). Por lo general, la temperatura t n se toma entre 150 y 200 0 C por debajo de la línea solidus del diagrama de estado de las aleaciones hierro-carbono, de modo que la temperatura t k se encuentra en la región del hierro gamma monofásico, es decir. en el rango de temperatura por encima de la línea de transformación. Generalmente para aceros con bajo y medio carbono t n = 1250 ... 1280 0 C, para aceros con alto contenido de carbono t n = 1050 ... 1150 0 C, yt a 950 ... 1050 0 C.
En los últimos años, para ahorrar energía y recursos materiales y mejorar la calidad de los productos laminados, se cambia al calentamiento y laminación a baja temperatura.
9.1 Tecnología de producción de semiproductos.
Los productos semiacabados incluyen listones con una sección lateral de 240…350 mm, palanquillas de 50…240 mm, desbastes con un espesor de hasta 350 mm y un ancho de hasta 2500 mm. Los productos semiacabados se producen en molinos de desbaste, desbastado y de palanquilla. Las floraciones unicelulares son las más comunes. Según el diámetro de los rollos, se dividen en pequeños (Æ 850 ... 1000 mm), medianos (Æ 1050 ... 1170 mm) y grandes (Æ 1200 ... 1500 mm).
Blooming puede rodar tanto flores como losas, mientras que las losas solo pueden rodar losas.
Los pequeños molinos de floración se utilizan principalmente como soportes de estampación para palanquillas y trenes de carriles y vigas.
En la fig. 9.1. Se presenta un esquema de floración 1300. Está ubicado en cuatro tramos: horno (I), campamento o principal (II), máquina (III), chatarra (IV) y ajuste (V). Los lingotes de la sección de decapado de la acería se entregan en los andenes ferroviarios hasta la bahía del horno, los lingotes de acero en ebullición en estado decapado y los lingotes de acero en calma en moldes en estado socavado de bebederos y sin ampliaciones rentables.
Los lingotes se colocan en los pozos de calentamiento (1) con una grúa de puente, de tipo regenerativo o recuperativo. Debido a una serie de desventajas inherentes a los pozos regenerativos (contacto directo de la antorcha con el lingote, calentamiento desigual, falta de un punto representativo para controlar la temperatura en la celda, etc.), se utilizan con mayor frecuencia pozos de tipo regenerativo.
Hasta el 90% de los lingotes se introducen en los pozos en estado caliente, lo que reduce aproximadamente a la mitad el tiempo de calentamiento de los lingotes y, en consecuencia, el consumo de combustible y la pérdida de metal en la escala.
Dependiendo de la temperatura, se distinguen los lingotes de ajuste en caliente, ajuste en caliente y ajuste en frío con una temperatura superior a 800 0 С, de 400 a 800 0 С y por debajo de 400 0 С, respectivamente.
Desde los pozos, los lingotes calentados se colocan mediante una grúa de pinza sobre un soporte de lingotes de tipo lanzadera o anillo (3). Los lanzadera tienen un rendimiento limitado y constituyen un cuello de botella en la cadena tecnológica, especialmente cuando se suministran lingotes de otras células. Por lo tanto, son más preferibles los soportes de lingotes anulares. Sobre el anillo se colocan hasta 3…4 carros que se mueven a una velocidad de hasta 6 m/s.
Con un empujador lateral (2) desde el transportador de lingotes, los lingotes se empujan sobre la plataforma giratoria, luego sobre la mesa de rodillos receptora y se transfieren a lo largo de ella hasta el tramo posterior hasta el desbaste (5), donde se laminan en desbastes o desbastes.
La característica principal del florecimiento es la posibilidad de elevar el rodillo superior entre pasadas a una altura de hasta 1500 mm e invertir los rodillos, lo que asegura el laminado de los lingotes en dirección hacia adelante y hacia atrás hasta obtener rodillos de las dimensiones especificadas. Para calibrar los rodillos florecientes se utiliza un sistema de calibres de caja con una disposición consistente o simétrica de los calibres (Fig. 9.2-a, b).
La fuerza de rodadura en la máquina de floración alcanza 18 MN, el momento de rodadura es de hasta 5 MNm. Los rodillos son accionados por un único motor a través de una jaula de engranajes o de forma individual para cada rodillo. La potencia total de los motores es de hasta 12 mil kW.
La transferencia del rollo de un calibre a otro a lo largo del eje de los rollos se realiza mediante manipuladores. En la línea del manipulador delantero está montado un volcador de gancho en el lado de accionamiento. Detrás del florero hay una máquina de limpieza contra incendios (7) y, además, unas tijeras (8). En la máquina de limpieza contra incendios (MOZ), se eliminan los defectos de la superficie. Dependiendo de la zona y profundidad del decapado, la pérdida de metal es de hasta el 3%.
Con unas tijeras, se retiran los extremos delantero y trasero del rollo y se cortan a medida. Aquí, en el extremo frontal de cada flor y losa, se estampan con un sello los datos del pasaporte del lingote. Los recortes de la cabeza y del fondo de debajo de las tijeras se transfieren mediante un transportador inclinado (9) al tramo de chatarra en los andenes del ferrocarril.
Las cizallas de manivela proporcionan una fuerza de corte de hasta 16 MN y un número de cortes de hasta 12 por minuto.
Desde las cizallas, parte de los desbastes se envía a lo largo de una mesa de rodillos (10) a un molino de palanquilla continuo (CWM), y la otra parte y los desbastes a lo largo de un transportador (11) se envían a un ajuste para su enfriamiento y reparación.
La productividad de Blooming 1150 es de 3...4 millones de toneladas/año, y la productividad de Blooming 1300 es de hasta 6 millones de toneladas/año (por siembra).
Las losas son en muchos aspectos similares a las flores en términos de composición y disposición del equipo. La principal diferencia del desbastado es la presencia, además de los rollos horizontales, de un par de verticales ubicados delante o detrás del stand. Además, los rollos de losa no están calibrados, sino lisos.
No es económicamente viable laminar palanquillas de sección transversal pequeña durante la floración. Por lo tanto, normalmente detrás de la floración hay una estación de revestimiento de metales no ferrosos, sobre la cual se laminan los trozos de la floración sin calentar. En la fig. 9.3 muestra un diagrama del NZS 900/700/500. El molino consta de tres grupos y garantiza la producción de piezas en bruto cuadradas con una sección de 240, 190 y 150 mm del segundo grupo y de 120, 100 y 80 mm del tercero.
A través de la mesa de rodillos de alimentación (1), las flores ingresan al dispositivo giratorio de dirección del rollo con el extremo sano hacia adelante, y de éste al primer grupo de dos soportes (3) con rollos de 900 mm de diámetro. El segundo grupo está formado por seis soportes: dos con rodillos de 900 mm de diámetro (5) y cuatro de 700 mm cada uno (6,7). Para evitar la inclinación del rollo entre los soportes, los rollos de los dos soportes 700 están dispuestos verticalmente (6). Delante del grupo hay instalado un basculante (4).
Del segundo grupo, los rodillos con una sección transversal de 150 mm y más se transfieren mediante schleppers a una mesa de rodillos de derivación (8) y luego a unas cizallas con un corte inferior con una fuerza de 10 MN.
Para obtener piezas en bruto con una sección transversal más pequeña, los rodillos se introducen en el tercer grupo de seis soportes con un diámetro de rodillo de 500 mm, tres de los cuales son con rodillos verticales (11) y tres con rodillos horizontales (12). Se instalan tijeras pendulares (9) delante del grupo para quitar el extremo delantero y un basculante (10).
En las primeras gradas se suele utilizar un sistema de calibres de caja, en las posteriores, un rombo, un cuadrado.
Detrás del tercer grupo se encuentran unas tijeras volantes (13) con una fuerza de 1,5 MN. Después del corte, las piezas de trabajo se alimentan a la mesa de rodillos de apilamiento (19) y luego al refrigerador (21).
El rendimiento del CW suele corresponder al rendimiento de la planta en flor detrás de la cual está instalado.
Además de las NZS para la producción de piezas en bruto, también se utilizan fresadoras de corte de tipo lineal y con disposición secuencial de soportes.
9.2 Tecnología para la producción de productos laminados en trenes de carriles y vigas.
La gama de trenes de carriles y vigas incluye carriles de ferrocarril con un peso de 38 a 75 kg/r.m., carriles de tranvía y grúa, vigas en I y canales sobre el nº 24, ángulos equiláteros y desiguales, perfiles zetoides, redondos y cuadrados de grandes dimensiones, etc. .
Como ejemplo, consideremos la tecnología de producción del perfil más crítico y complejo: los raíles ferroviarios del tren 800.
El molino es de tipo lineal, los soportes están dispuestos en dos líneas (Fig. 7.12). En el primero hay un soporte de engarzado de doble inversión 900 (pequeño florecimiento), en el segundo hay tres soportes 800: un trío de desbaste y preacabado y un dúo de acabado con accionamiento independiente. Las palanquillas con una sección transversal de 300´340 mm se calientan en hornos metódicos a una temperatura de 1180-1200 0 C. En la plataforma de trituración, el laminado se realiza en caja y tres o cuatro calibres tipo T, y en el resto - en calibres de costura (Fig. 9.4).
Un carril de unos 75 m de longitud sale del puesto de acabado con una temperatura de 900 0 .
Con sierras circulares, el rollo se corta a una longitud estándar de 12,5 o 25 m, teniendo en cuenta la contracción térmica y el margen para mecanizar los extremos.
Para compensar la flexión térmica cuando el riel se enfría hasta la cabeza, se dobla previamente hasta la suela y se enfría de esta forma en un refrigerador a una temperatura de aproximadamente 600 0 C. Luego se enfría lentamente (tratamiento antiescamas) en el Siguen los hoyos, hasta una temperatura de 150 ... 200 0 C durante 7 ... 8 horas.
Los carriles enfriados se enderezan en máquinas enderezadoras de rodillos (RPM) y, además, los extremos de los carriles se enderezan en prensas de estampación. Después de eso, los extremos de los rieles se fresan hasta un tamaño estándar y se perforan orificios para los pernos. La presencia de defectos en los raíles se controla mediante pruebas ultrasónicas.
A esto le sigue el tratamiento térmico de los rieles: normalización en hornos continuos o endurecimiento de la cabeza del riel (calentamiento del HDTV a 1000 0 C y enfriamiento con una mezcla de aire y agua). El enderezamiento final de los rieles se realiza a revoluciones en posición de pie y bajo presión de los extremos de los rieles en posición lateral.
La aceptación de los raíles la lleva a cabo el Departamento de Control de Calidad y los inspectores del Ministerio de Ferrocarriles. Controlan la composición química y la estructura del acero de los carriles, su resistencia y propiedades plásticas, su resistencia al impacto, la rotura de muestras, los carriles de perfil completo bajo un cabezal, etc.
El laminado de vigas, canales y otros perfiles se realiza según el mismo esquema tecnológico con algunas simplificaciones: un rango de temperatura más amplio para calentar el tocho (1200 ... 1280 0 С), no hay flexión preliminar del rollo antes del Enfriamiento más frío y lento, menor acabado y control de calidad de los perfiles.
9.3 Laminación de perfiles grandes, medianos, pequeños y alambrón.
Se lamina una calidad grande en molinos modernos con una disposición secuencial de soportes (Fig. 7.15), con menos frecuencia en molinos de tipo lineal, similares a los de rieles y vigas.
El material de partida son flores y formatos, laminados y colados en continuo, de sección cuadrada con lados de hasta 310 mm. Calentados en hornos metódicos con una tarea final y la salida de las piezas a lo largo de una mesa de rodillos, entran en un grupo continuo (uno o dos) de varios soportes alternos con disposición horizontal y vertical de los rodillos. Luego, los rollos se transfieren mediante schleppers a la segunda línea, donde el laminado se realiza en dirección opuesta en un grupo de varios soportes dispuestos sucesivamente. La distancia entre soportes adyacentes excede la longitud de los rollos, lo que elimina la necesidad de cumplir con la condición de constancia de los segundos volúmenes de metal. Por lo tanto, en dichos molinos se pueden laminar perfiles de forma compleja.
Después de la segunda línea, los repiques se transfieren mediante schleppers a la tercera línea, desde donde desde el puesto de acabado hasta las sierras de corte en caliente y luego al refrigerador. Los productos laminados terminados se cortan en sierras en frío para cortar longitudes, se enderezan en RPM, se eliminan los defectos de la superficie y se empaquetan para su envío al almacén de productos terminados.
Todos los stands del molino tienen accionamiento individual. Cada grupo y stand independiente están equipados con basculantes.
La productividad de estas fábricas alcanza los 2 millones de toneladas/año.
Las calidades medianas y pequeñas se laminan en molinos de tipo continuo y semicontinuo con una disposición secuencial de las cajas. El esquema tecnológico es similar al del laminado de gran calidad.
El alambrón se produce en modernos molinos continuos de alambre. Las piezas en bruto calentadas delante del molino se sueldan de un extremo a otro formando un látigo sin fin. En un grupo de tiro continuo (uno o dos), el laminado se realiza en cuatro hilos. Luego, el flujo se divide en dos grupos intermedios continuos de soportes (dos hilos para cada uno), y después de ellos se divide nuevamente en cuatro hilos, que se enrollan en bloques de soportes de acabado: dos o tres rollos.
Para garantizar un enfriamiento uniforme del alambrón, se enfría intensamente a la salida de los bloques de acabado y se coloca en bobinas sobre un transportador móvil con enfriamiento controlado, después de lo cual se coloca en bobinas que pesan hasta 2 toneladas, luego se compactan las bobinas. , atado y enviado al almacén de producto terminado.
Los stands de grupos de desbaste pueden tener accionamiento común o individual, así como los bloques de stands de acabado. La velocidad de laminación en estos molinos alcanza los 120 m/seg, la productividad hasta 1 millón de toneladas/año.
Se instalan cizallas volantes de emergencia en los grupos de tiro y, después de los bloques de acabado, para cortar una masa determinada de rebelión.
9.4 Tecnología de producción de láminas
9.4.1 Producción de láminas y flejes laminados en caliente. Las láminas gruesas se laminan en laminadores especializados de chapa gruesa (TLS) y laminadores en caliente de banda ancha (SHSGP). Las láminas con un espesor de 5 a 160 mm o más se laminan hoja por hoja en TLS, las tiras de hasta 20 mm de espesor se laminan en ShSGP y luego se cortan en láminas.
Se utilizan principalmente TLS de dos y tres soportes con una disposición secuencial de los soportes, por ejemplo, el molino 3600 MK Azovstal. Como piezas en bruto se utilizan desbastes colados y laminados de forma continua de hasta 350 mm de espesor y un peso de hasta 16 toneladas, y para láminas y desbastes especialmente gruesos se utilizan lingotes de hasta 30 toneladas o más. Los desbastes se calientan en hornos de método y los lingotes en pozos de calentamiento o en hornos de solera de bogie.
El primer soporte con rodillos verticales u horizontales se utiliza como descalcificador. La segunda tribuna es un proyecto de dúo o cuarto, más a menudo de tipo universal, en el que se divide el ancho y se reduce el espesor de la losa.
Después del segundo stand, las chapas y placas especialmente gruesas se envían mediante carros de transferencia al departamento de tratamiento térmico y acabado. Para obtener láminas de menor espesor, los rollos se laminan en la caja de acabado en cuarto, lo que representa aproximadamente el 25% de la reducción total.
La eliminación de incrustaciones de la superficie de las láminas en todos los soportes se realiza mediante aldabas hidráulicas con una presión de agua de hasta 17 MPa. Los stands están equipados con manipuladores en la parte delantera y trasera y mesas de rodillos con rodillos cónicos para girar las losas.
Desde el puesto de acabado, los rodillos ingresan a la máquina endurecedora de rodillos y luego a su enfriamiento y acabado. Se cortan en láminas de dimensiones específicas, que se corrigen en RPM, se someten a control ultrasónico, visual y de otro tipo. Para mejorar las propiedades de servicio, las chapas se someten a tratamientos térmicos (normalización, endurecimiento, etc.).
La capacidad de TLS es de más de 1 millón de toneladas/año.
Las tiras laminadas en caliente, incluidas las gruesas, se laminan en SHGP continuo o semicontinuo. Producen hasta el 90% de la chapa de acero, debido a su mayor productividad y altos indicadores técnicos y económicos en comparación con TLS.
En ShSGP, las losas se utilizan como piezas en bruto, que se calientan en hornos continuos (1, Fig. 9.5). Las losas calentadas se alimentan a través de una mesa de rodillos (2) a un triturador de sarro (3) con rodillos horizontales o verticales y luego a un soporte de expansión (4), después de lo cual a veces se instala una prensa (5) para reducir el ancho de la losa.
Después de eso, las losas ingresan al grupo de desbaste de soportes ubicados secuencialmente (6, 7, 8), como regla general, de tipo universal en cuarto, y luego al grupo continuo de acabado de soportes - cuarto (11…16). Delante de ella se instalan unas tijeras volantes para recortar el extremo delantero (9) y un rompedor de escala de acabado (10). La eliminación de incrustaciones de la superficie de los rodillos se realiza con la ayuda de trilladoras hidráulicas.
Después de terminar el grupo de soportes, las tiras se enfrían intensamente en dispositivos de ducha y se enrollan en bobinas.
El corte de tiras en láminas de dimensiones específicas se realiza en unidades de corte longitudinal y transversal. Una parte de los flejes en bobinas se destina a los talleres de laminación en frío (CHP).
Los SHSHP semicontinuos son una combinación de TLS como grupo de desbaste y grupo de soportes de acabado continuo. Las hojas gruesas se emiten desde el grupo de borrador y las tiras gruesas y delgadas enrolladas en un rollo, desde el grupo de acabado.
9.4.2 Producción de chapa de acero laminada en frío. En ShSGP se producen tiras con un espesor de 0,8 mm o más. Mientras tanto, muchos productos requieren láminas de menor espesor. Además, las chapas laminadas en caliente tienen una superficie inadecuada para la fabricación de partes frontales de productos. Por lo tanto, las bobinas de flejes laminados en caliente se envían a la cogeneración para su posterior laminación.
La tecnología prevé las siguientes operaciones: decapado, laminado, limpieza de superficies, recocido, templado y acabado.
El grabado de las tiras se lleva a cabo para eliminar las incrustaciones de laminación de su superficie. Para ello se utilizan unidades de decapado continuo (NTA) con ácido sulfúrico o clorhídrico (Fig. 9.6). En una cizalla de guillotina (4) se cortan el extremo trasero de la tira anterior y el extremo delantero de la siguiente y se sueldan formando una tira continua en una máquina de soldar a tope (5). La junta se limpia con la herramienta de desbarbado (6). Estas operaciones se realizan sobre un cinturón fijo. Para garantizar la continuidad del proceso de decapado, está previsto un acumulador de bucle (8), desde el cual la tira entra continuamente en los baños de decapado (10).
En el baño de lavado (11) se lavan los restos de soluciones ácidas de la superficie de las tiras y se secan en la cámara (13). Los bordes laterales de las tiras se cortan con una cizalla de disco (14), luego con una cizalla de corte transversal (15) se retiran los puntos de soldadura a tope y se enrollan nuevamente en rollos en una bobinadora (16).
La laminación en frío de flejes se realiza en trenes de una sola caja (cuatro o varios rodillos) en el modo de laminación inversa en varias pasadas o en trenes de varias cajas de bobina a bobina. Durante el proceso de laminación, se suministra intensamente a los rodillos un fluido de corte (refrigerante): una mezcla de emulsol con agua.
En los molinos de múltiples soportes se laminan hojalata y tiras delgadas con un espesor de 0,14 mm, y en los molinos de múltiples rodillos de un solo soporte, la tira más delgada con un espesor de hasta 0,002 mm.
Para eliminar el endurecimiento, el metal se recoce en hornos de campana (rodillos) o en unidades de recocido continuo (tiras) a una temperatura de aproximadamente 900 0 C. Previamente, los residuos de emulsión y diversos contaminantes se eliminan de la superficie de las tiras en electrolíticos. unidades de limpieza.
Para aumentar la estampabilidad, las hojas se someten a un laminado con una ligera reducción: 1 ... 2%.
Durante el proceso de acabado, las tiras se cortan en láminas de dimensiones especificadas en unidades de corte y corte transversal, se enderezan, se aplican revestimientos protectores y/o decorativos, etc.
Además del método de laminado, en los últimos años, el PCC comenzó a introducir los principios de laminado y acabado sin fin en unidades continuas para decapado, laminado, limpieza de superficies, recocido y pase superficial.
TECNOLOGÍA TRADICIONAL
FUNDICIÓN
CRISTALIZACIÓN / LINGOTE EN FORMA METALICA
LAMINACIÓN DE LINGOTES
Varias formas de obtener acero inoxidable laminado.
NUEVA TECNOLOGÍA
FUNDICIÓN
PRODUCCIÓN DE GRANULOS
PRENSADO
SINTERIZACIÓN EN EL HORNO
ENROLLAR "BLANCOS
áreas pueden ser suficientes para la formación de compuestos químicos.
Por lo tanto, los límites de grano en el acero inoxidable a menudo representan una especie de capas intermedias con una composición química diferente a la del cuerpo del grano y, por lo tanto, propiedades. En muchos casos, estas capas intermedias son fuentes potenciales de corrosión.
Por tanto, la purificación del acero inoxidable de impurezas nocivas es la reserva más importante para mejorar su calidad, prolongar su vida útil y, en consecuencia, ahorrar elementos de aleación escasos. Es por eso que los metalúrgicos han adoptado una variedad de medios para refinar el acero, incluido el vacío profundo, el uso de fuentes de calor "limpias" para la fusión (por ejemplo, plasma, rayos de electrones y láser), purga con gases inertes, etc.
A continuación se muestra un ejemplo que da una idea de los beneficios del refinado. Se sabe desde hace mucho tiempo que los aceros inoxidables que contienen entre un 20 y un 30% de cromo están dotados de una alta resistencia a la corrosión. Sin embargo, su uso como material estructural es muy limitado debido a la alta fragilidad que presentan estos materiales y sus uniones soldadas. La fragilidad se produce debido a la presencia en el acero de carbono y nitrógeno, cuyo contenido total es aproximadamente del 0,10-0,16%. Los expertos en metales han descubierto que reduciendo el contenido de estas impurezas al 0,01% se elimina la fragilidad. En lugar de cromo-níquel se puede utilizar acero extra puro con un 28 % de cromo.
aceros en la producción de ácido nítrico, sosa cáustica en plantas de desalinización y producción de fertilizantes minerales! Los aceros al cromo de alta pureza son tan resistentes al agrietamiento por corrosión como los aceros al cromo-níquel que contienen entre un 30 y un 40% de níquel deficiente.
La purificación del acero inoxidable a partir de impurezas no es el único método tecnológico que permite mejorar su calidad. Un papel igualmente importante lo desempeña la tecnología de fabricación de una pieza de trabajo fundida, que luego se utiliza para forjar o laminar.
Resulta que durante la cristalización de un metal líquido, inevitablemente se producen en él procesos de segregación, es decir, separación en volúmenes de mayor o menor tamaño que difieren entre sí en su composición química. Este fenómeno es bastante natural y está bien descrito por las leyes de cristalización de sólidos desde un estado líquido. Una mayor aleación corresponde por regla general a un mayor grado de segregación. En un lingote suficientemente grande, la diferencia en el contenido de elementos en sus distintos puntos puede alcanzar el 2-3%. La heterogeneidad de la segregación la hereda el acero y, durante el procesamiento posterior, permanece en los productos. La heterogeneidad química conduce a heterogeneidad en las propiedades, y esto no siempre es aceptable.
¿Cómo deshacerse de este defecto, que parece ser inherente a las aleaciones?
Y aquí vino al rescate una tecnología fundamentalmente nueva.
Para que se produzca la liquidación
ción, los elementos de aleación deben seguir un camino determinado durante la transición del acero del estado líquido al sólido. ¿Cómo se puede acortar la longitud de este camino? Evidentemente es necesario reducir al máximo el tiempo de cristalización. Esto se puede lograr mediante una disminución significativa del volumen de cristalización a una velocidad de enfriamiento alta. Si el volumen de cristalización se reduce al tamaño de una gota enfriada por un gas inerte que fluye, entonces el grado de heterogeneidad de la segregación en él será mucho menor que en un lingote grande que se solidifica lentamente. Se pudo establecer que la segregación prácticamente no tiene tiempo de desarrollarse si la cristalización ocurre en un volumen de gránulos con un diámetro de 20 a 50 micrones. Este principio es la base de la nueva tecnología que se está desarrollando actualmente para la fabricación de aceros de alta aleación, incluidos los aceros inoxidables.
El uso de acero inoxidable se remonta sólo a setenta años, pero su aparición jugó un papel muy importante en el desarrollo de la industria mundial en el siglo XX. Después de todo, sin ellos los colosales éxitos que se han logrado en la ingeniería de energía nuclear, en la tecnología aeronáutica y espacial y en muchas otras áreas de la economía moderna habrían sido imposibles. Y debido a que ahora tanto los aceros inoxidables como la tecnología de su arbitrariedad continúan mejorando, no es difícil predecir: estos materiales tendrán que decir la palabra decisiva más de una vez en el futuro progreso científico y tecnológico.
Los productos laminados obtenidos calentando la pieza de trabajo original se denominan laminados en caliente, sin calentamiento, laminados en frío.
La tecnología de producción de los principales tipos de productos laminados consta de dos etapas: laminación de un lingote hasta obtener un producto semiacabado y laminación de un producto semiacabado hasta convertirlo en un producto terminado.
1. Transformar un lingote en un producto semiacabado
El laminado de un lingote para obtener un producto semiacabado se realiza en caliente en molinos de estampado especiales: desfloración y desbastado (molinos para la producción de semiproductos).
Como palanquillas iniciales durante el laminado sirven lingotes de acero que pesan hasta 60 toneladas, y de metales no ferrosos y aleaciones que pesan hasta 10 toneladas. Como resultado del laminado primario de los lingotes, se obtienen semiproductos de gran sección transversal: flores ( Fig. 11E) y losas (Fig. 12E).
Actualmente, en todos los países desarrollados del mundo, las palanquillas iniciales de sección transversal cuadrada y rectangular del tamaño requerido se producen en máquinas de colada continua. La producción de laminación de flores y desbastes se mantuvo sólo en Ucrania y en las fábricas rusas.
2. Transformar productos semiacabados en productos terminados.
2.1. Obtención de chapa (Fig. 7e, a y b).
Hoja de metal dividido en lámina gruesa (4-160 mm de espesor) y lámina delgada (menos de 4 mm de espesor). El acero laminado grueso se obtiene en estado caliente (chapas laminadas en caliente). Las láminas finas se obtienen a partir de láminas gruesas en estado frío (láminas laminadas en frío).
2.2. Obtención de productos largos (Fig. 7e, cy Fig. 8e).
En la fig. 13D muestra el proceso de obtención de un canal como resultado de la aproximación sucesiva del perfil del tocho original a la forma del producto laminado. El laminado se realiza en caliente.
2.3. Conseguir tuberías
2.3.1. Obtención de tubos sin costura mediante laminación helicoidal (Fig. 2D, c)
Los tubos sin costura se laminan a partir de piezas fundidas redondas mediante laminación helicoidal cruzada en estado caliente.
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Productos largos
Ampliamente utilizado en ingeniería, construcción, transporte. metal laminado: láminas, tiras, cintas, rieles, vigas etc. Se obtiene comprimiendo un lingote de metal en estado frío o caliente entre los rodillos giratorios de un laminador. De esta forma se tratan el acero, los metales no ferrosos y sus aleaciones.
Perfil de alquiler (su forma transversal) depende de la forma de los rollos. Las figuras muestran los principales perfiles de los productos rodantes, denominados alquiler de grado.
Existen los siguientes perfiles productos largos: simple (círculo, cuadrado, hexágono, raya, hoja); conformado (carril, viga, canal, tauro y etc.); especial (ruedas, acero de refuerzo y etc.).
Muy a menudo, los productos largos se utilizan como espacios en blanco para varias piezas. Por ejemplo, de barra hexagonal hacer tornillos y tuercas. De barras redondas torneado de piezas cilíndricas en tornos. Barras angulares utilizado en la producción de marcos, marcos, bastidores, etc.
El laminado puede dar a la pieza la forma de una pieza terminada, evitando así procesamientos adicionales y, en consecuencia, reduciendo el desperdicio de metal y ahorrando tiempo.
A continuación se muestran varios ejemplos de tipos comunes de productos laminados: tubería, accesorios, vigas, canales, láminas, ángulos, tiras, etc.
Productos largos - uno de los productos semiacabados. Este es el nombre del producto del trabajo destinado a su posterior procesamiento y obtención de productos terminados.
Ya está familiarizado con algunos tipos de productos semiacabados: madera aserrada, madera contrachapada y alambre.
Hoja de metal subdividido en hoja
(hasta 4 mm) y hoja gruesa
(más de 4 mm
Tipos y propiedades del acero.
Acero- Este aleación de hierro y carbono(hasta 2%) y otros elementos químicos. Se utiliza ampliamente en la ingeniería mecánica, el transporte, la construcción y la vida cotidiana.
Dependiendo de la composición, existen de carbono
Y aleado
acero. El acero al carbono contiene entre un 0,4 y un 2% de carbono. Carbón Da dureza al acero, pero aumenta la fragilidad y reduce la ductilidad. Cuando se agrega al acero durante la fusión de otros elementos: cromo, níquel, vanadio y otros: sus propiedades cambian. Algunos elementos aumentan la dureza, la resistencia, otros la elasticidad, otros dan anticorrosión, resistencia al calor, etc. Los aceros que contienen estos elementos se denominan aleados. En los grados de acero aleado, los aditivos se indican con letras: h - níquel
, EN - tungsteno
,GRAMO - manganeso
, D - cobre
, A - cobalto
, t - titanio
.
Distinguir según el propósito estructurales, instrumentales y especiales.
convertirse en.
Carbono estructural
El acero es de calidad ordinaria y de alta calidad. Primero- plástico, pero tiene poca resistencia. Se utiliza para la fabricación de remaches, arandelas, pernos, tuercas, alambre blando, clavos. Segundo Se distingue de una mayor solidez. A partir de él se fabrican ejes, poleas, tornillos de avance y engranajes.
Herramienta de acero
tiene mayor dureza, resistencia que la estructural, y se utiliza para la fabricación de cinceles, martillos, herramientas para roscar, taladros, cortadores.
Aceros especiales
- Se trata de aceros con propiedades especiales: resistentes al calor, resistentes al desgaste, inoxidables, etc.
Todos los tipos de acero están marcados de cierta forma. Entonces, acero estructural
La calidad ordinaria se indica con letras. Calle. y número de serie de 0
antes 7
(Arte. ACERCA DE, Arte. 1 etc. - cuanto mayor sea el número de acero, mayor será el contenido de carbono y la resistencia a la tracción), calidad
- dos dígitos 05
, 08
, 10
etc., mostrando el contenido de carbono en centésimas de porcentaje. Según el libro de referencia, es posible determinar la composición química del acero y sus propiedades.
Las propiedades del acero se pueden cambiar mediante acción térmica: tratamiento térmico (tratamiento térmico). Consiste en calentar hasta una determinada temperatura, mantenerla a esta temperatura y posterior enfriamiento rápido o lento. El rango de temperatura puede ser amplio según el tipo de tratamiento térmico y el contenido de carbono del acero.
Los principales tipos de tratamiento térmico. - endurecimiento, revenido, recocido, normalizado
.
Se utiliza para aumentar la dureza del acero. endurecimiento
- calentar el metal a una determinada temperatura (por ejemplo, hasta 800 °C) y enfriarlo rápidamente en agua, aceite u otros líquidos.
Con un calentamiento significativo y un enfriamiento rápido, el acero se vuelve duro y quebradizo. La fragilidad después del endurecimiento se puede reducir mediante vacaciones
- la pieza de acero endurecido enfriada se calienta nuevamente a una cierta temperatura (por ejemplo, 200 ... 300 ° C) y luego se enfría al aire.
En algunas herramientas sólo se endurece la parte funcional. Esto aumenta la durabilidad de toda la herramienta.
En recocido
la pieza de trabajo se calienta a una cierta temperatura, se mantiene a esta temperatura y lentamente(esta es la principal diferencia con el endurecimiento) enfriarse. El acero recocido se vuelve más blando y, por tanto, mejor mecanizado.
Normalización
- tipo de recocido, solo el enfriamiento ocurre en el aire. Este tipo de tratamiento térmico mejora la resistencia del acero.
Se realiza tratamiento térmico del acero en plantas industriales. trabajadores termales. El termista debe tener un buen conocimiento de la estructura interna de los metales, sus propiedades físicas y tecnológicas, los modos de tratamiento térmico, utilizar hábilmente los hornos térmicos y observar estrictamente las normas de seguridad laboral.
El más importante propiedades mecanicas del acero - dureza y fuerza . En dureza El acero se prueba utilizando materiales especiales. probadores de dureza. El método de medición se basa en la indentación de un material más duro en la muestra: una bola de acero duro, un cono de diamante o una pirámide de diamante.
Valor de dureza media pensión se determina dividiendo la carga por la superficie de la huella dejada en el metal ( método Brinell ) (Fig. derecha, A),
o según la profundidad de inmersión en el metal de la punta de diamante, bola de acero ( método rockwell ) (arroz. 6 ).
Fortaleza Los aceros se determinan en máquinas de ensayo de tracción probando muestras de una forma especial, estirándolas en dirección longitudinal hasta que se rompen (fig. de la izquierda). Para determinar la resistencia, se divide la carga máxima que precedió a la rotura de la muestra por el área de su sección transversal original.
Los espacios en blanco iniciales para las fresas de perfiles (blooms) se pasan secuencialmente por varios calibres. Dependiendo de la etapa del proceso de laminación, existen calibres de estampación(reduciendo la sección de la pieza de trabajo), borrador(aproximando la sección de la pieza de trabajo a un perfil dado) y refinamiento(dando el perfil final). Como ejemplo, en la fig. La figura 7 muestra un sistema de 9 calibres para la obtención de raíles. Después del laminado, las barras se cortan en espacios en blanco cortados a medida y se enderezan en frío.
Arroz. 7.
Producción de chapa.
El tocho original, el planchón, se lamina (después del segundo calentamiento) en grueso hoja principalmente en molinos con dos puestos de trabajo (desbaste y acabado), ubicados uno detrás del otro. Delante del soporte de desbaste se derriba la cal. El soporte de acabado en cuarto tiene rodillos de trabajo de un diámetro menor que el soporte de desbaste. Después del laminado, las hojas se enderezan y se cortan a las dimensiones especificadas.
Hojas delgadas rodado en condiciones de frío y calor. La laminación en caliente se realiza en laminadores continuos multicaja con 2 grupos de cajas (desbaste y acabado). Antes de cada grupo en los trituradores de sarro, se limpian las láminas de sarro. La hoja que sale de los soportes de acabado se enrolla formando un rollo. Además, las láminas en rollos se transfieren a operaciones de acabado (enderezado, corte, etc.) o a un posterior laminado en frío. Con una disminución en el espesor de las láminas hasta un cierto valor, el laminado en caliente va acompañado de un rápido enfriamiento del metal, aumenta la resistencia a la deformación y aumenta el desperdicio de metal a escala debido al inevitable calentamiento frecuente. Por lo tanto, las láminas con un espesor inferior a 2 mm son difíciles de laminar en caliente, y dichas láminas generalmente se obtienen mediante laminación en frío, lo que proporciona una mejor calidad de la superficie y una mayor precisión en el espesor. La chapa laminada en frío se lamina a partir de chapa laminada en caliente. La chapa prelaminada en caliente se desincrusta mediante decapado en ácidos y se lava. Se lamina en molinos cuarto continuos y en molinos de rodillos múltiples con el uso de lubricación. Para eliminar el endurecimiento, se realiza un recocido intermedio en hornos con atmósfera protectora, después de lo cual se envía para su posterior laminación o para capacitación(laminación en frío con una ligera reducción del 0,5-5% por pasada sin lubricación). Como resultado del entrenamiento, aumenta la fuerza, mejora la estampabilidad y la calidad de la superficie. A continuación se realizan las operaciones de acabado: recortar cantos, cortar en láminas medidas, aplicar recubrimientos anticorrosivos (zinc, estaño, aluminio, plástico, barniz), pulido, etc.
Producción de tuberías.
Tuberías sin costura. Al laminar tubos sin costura, la primera operación es firmware- formación de un agujero en un tocho redondo. La perforación se realiza en caliente en molinos perforadores (esquema de laminación helicoidal, Fig. 8, con dos rodillos en forma de barril, cuyos ejes están ubicados formando un ángulo (4-14 °) entre sí. Los rodillos giran en en la misma dirección, como resultado de esto la pieza de trabajo 2 recibe simultáneamente movimiento de rotación y traslación. En la zona de deformación de la pieza de trabajo predominan tensiones de tracción radiales, lo que conduce al aflojamiento de la parte central de la pieza de trabajo, a la formación de una cavidad y facilita la perforación. del orificio mediante el mandril 3, que está instalado en la trayectoria de movimiento de la pieza de trabajo.
La segunda operación - la siguiente. enrollar la manga resultante en una tubería el diámetro y el espesor de pared deseados, producidos en laminadores (esquema de laminación longitudinal). La funda se desenrolla entre dos rollos 1 con calibres redondos ubicados sucesivamente y un mandril 2 (Fig. 8). El mandril se fija a una varilla larga de modo que el espacio entre el mandril y el calibre del rodillo determina el espesor de la pared del tubo. Antes de introducir el siguiente calibre, el tubo se gira 90°. Los tubos sin costura en términos de propiedades mecánicas, físicas y operativas son superiores a los tubos fundidos y soldados, pero son mucho más caros.
Tuberías soldadas. Los tubos soldados están hechos de una pieza de trabajo plana, una tira llamada banda, según la siguiente tecnología: la cinta se enrolla formando un tubo en un molino dúo de formación continua con un número de soportes de 5 a 12 (Fig. 9).
Arroz. 8.
A la salida del último tramo del laminador, el tocho de tubo entra en la unidad de soldadura eléctrica, donde los bordes del tubo se presionan entre sí mediante electrodos de rodillo y se sueldan. A continuación, la tubería se endereza, se calibra, se corta en piezas medidas y se realizan otras operaciones de acabado. Además de la soldadura por resistencia eléctrica, se utilizan la soldadura en horno, la soldadura automática por arco sumergido y la soldadura por inducción.
Arroz. 9.
Arroz. 10.
Molinos de alambre son semicontinuos y continuos y están diseñados para laminar alambrón con un diámetro de 5 a 10 mm. El alambre de menor diámetro se obtiene mediante trefilado.
Producción de tipos especiales de productos laminados.
Los tipos especiales de laminado incluyen el laminado de perfiles con sección periódica, ruedas, bolas, anillos, etc. Los perfiles periódicos se fabrican principalmente mediante laminado transversal y helicoidal transversal. En la fig. 10. muestra un diagrama de un laminador transversal.
La sonda 4 se desliza a lo largo de la línea de copia 3 conectada rígidamente al carro 2 del tensor. Dependiendo del perfil de la línea de copia 3, los rodillos de trabajo 1 se acercan o divergen a medida que se mueve, cambiando en consecuencia el diámetro del perfil laminado. Los perfiles periódicos se utilizan como piezas en bruto perfiladas para el posterior estampado y como piezas en bruto para el mecanizado final (ejes de eje de automóviles, ejes escalonados, etc.).
En la fig. 11b muestra un diagrama de un laminador helicoidal. Aquí los rollos 6 y 8 giran en la misma dirección. Los flujos de rollos de la forma correspondiente se realizan a lo largo de una hélice. El tocho 5 durante el laminado recibe un movimiento de rotación y traslación; está protegido contra la salida de los rodillos mediante topes de centrado 7. Estos molinos se utilizan para laminar piezas en bruto de bolas y rodillos esféricos de rodamientos. En la fig. 11 muestra la secuencia de fabricación de una rueda de ferrocarril.
Arroz. 3.19.
La pieza de trabajo inicial son lingotes o productos laminados de sección redonda. Después del calentamiento, la pieza de trabajo se voltea en una prensa hidráulica y se perfora un orificio (Fig. 11, a); luego, en una prensa más potente, se forman un cubo, un disco y un contorno de llanta en el sello (Fig. 11, b). La pieza de trabajo resultante se alimenta a un laminador de ruedas, donde se desenrolla un disco adyacente a la llanta, se desenrolla la llanta y finalmente se forma un peine en la llanta de la rueda (Fig. 11, c).
Fabricación de perfiles curvados.
Es imposible obtener paredes con un espesor inferior a 2-3 mm mediante laminación en caliente de perfiles perfilados. Se pueden obtener perfiles perfilados de paredes delgadas, ligeros pero rígidos, de configuración compleja y de gran longitud, doblando en frío el material en láminas en molinos de rodillos curvadores especiales. Los molinos tienen de 6 a 20 rodales dispuestos sucesivamente de tipo continuo. En cada par de rodillos dobladores, la forma de la hoja en bruto cambia, adquiriendo gradualmente una forma determinada en el último soporte (Fig. 12).
El área de la sección no cambia. El espesor de los espacios en blanco de chapa de acero o metales no ferrosos es de 0,3 a 20 mm y el ancho máximo es de 600 a 2500 mm.
Arroz. 12.
Con las mismas propiedades de resistencia, los perfiles curvados son entre un 25% y un 40% más ligeros que los perfiles perfilados laminados en caliente, lo que conduce a su uso generalizado en las industrias de la automoción y la aviación, en la ingeniería y la construcción (Fig. 13).
Arroz. 13. Los principales tipos de perfiles curvados: a, d - perfiles con un elemento de doble espesor; b - perfiles de tipo cerrado; c - perfiles ondulados
Un laminador es una combinación de un accionamiento, un soporte de engranajes y uno o más soportes de trabajo. Los laminadores se clasifican según tres características principales: por el número y disposición de los rodillos; por el número y ubicación de los puestos de trabajo; según su finalidad. El laminado del metal se realiza pasándolo entre rodillos que giran en diferentes direcciones. Durante el laminado, el metal se comprime, como resultado de lo cual el grosor de la tira disminuye y su longitud y ancho aumentan.