ייצור פלדה, מעפרת ברזל ועד למוצר מוגמר, כולל בעיקר ארבעה שלבים: סינטר, ייצור ברזל, ייצור פלדה וגלגול. במאמרים קודמים, חקרנו היבטים מרכזיים של ייצור פלדה בפירוט. כעת, נתמקד בתהליך גלגול הפלדה, ונעמיק בתהליך הייצור ממטיל למוצר מוגמר. כשלב הסופי של ייצור פלדה במפעלי פלדה מודרניים, לגלגול יש חשיבות שאין להכחישה.
סקירה כללית של גלגול פלדה
גלגול פלדה הוא שלב מרכזי בייצור פלדה. הוא הופך מטילי פלדה לגודל ולצורה הרצויים באמצעות דפורמציה פלסטית בין גלילים מסתובבים. תהליך גלגול הפלדה הוא תהליך שתוכנן בקפידה הכולל הכנת בילט, חימום, גלגול וגימור. צורת המוצר הרצויה מושגת באמצעות שינוי הצורה בין גלילים מסתובבים.
גלגול פלדה הוא תהליך -יצירת לחץ המתבצע בין גלילים מסתובבים כדי לשנות את הצורה של מטיל פלדה או בילט. תהליך שתוכנן בקפידה זה מורכב ממספר שלבים שיחד מהווים את תהליך גלגול הפלדה השלם.
הסבר מפורט על תהליך גלגול הפלדה
הכנת חשבונות וחימום
הכנת שטר כולל טיפול פני השטח וטיפול בחום. החימום מספק את תנאי הטמפרטורה הדרושים לגלגול והוא שלב חשוב במיוחד בתהליך הגלגול החם. זהו השלב הראשון בייצור גלגול פלדה וכולל ניקוי פגמים במשטח, הסרת אבנית וטיפול קדם-בחום של הבילט. חימום חיוני במיוחד בתהליך הגלגול החם, מכיוון שהוא מספק את תנאי הטמפרטורה הדרושים לתהליך הגלגול.
גלגול וגימור של פלדה
גלגול הוא השלב המרכזי בייצור גלגול פלדה. כאן, הבילט מעוות באמצעות גלגול, ולתהליך זה יש השפעה מכרעת על איכות המוצר הסופי. הגימור הוא השלב האחרון המבטיח איכות סופית וכולל סלילת, קירור ויישור. דרישות איכות המוצר מקיפות היבטים מרובים, כולל צורה גיאומטרית, דיוק ממדי, מבנה ומאפיינים פנימיים וגימור פני השטח. כשלב הסופי בייצור גלגול פלדה, הוא אחראי על הבטחת איכות המוצר הסופי. התוכן של תהליך הגימור משתנה בהתאם לדרישות הטכניות של המוצר, אך בדרך כלל כולל סלילת, קירור לאחר-גלגול, יישור, טיפול סופי בחום, ניקוי פני השטח וצביעה.
שיטות גלגול פלדה
גלגול חם וגלגול קר
גלגול חם מתבצע בטמפרטורות גבוהות ואילו גלגול קר מתבצע בטמפרטורת החדר. ההבדל מבוסס על טמפרטורת ההתגבשות מחדש של המתכת. מטילי פלדה או בילטים קשים לעיוות ולעיבוד בטמפרטורת החדר, ולכן הם מחוממים בין 1100 מעלות ל-1250 מעלות לגלגול. תהליך זה נקרא גלגול חם. גלגול המבוצע בטמפרטורת החדר נחשב בדרך כלל לגלגול קר. מנקודת מבט מתכתית, ההבחנה בין גלגול חם לקר מבוססת על טמפרטורת ההתגבשות מחדש של המתכת. גלגול מתחת לטווח טמפרטורות התגבשות של 450 מעלות עד 600 מעלות נחשב לגלגול קר, בעוד שגלגול מעל טווח טמפרטורות זה נחשב לגלגול חם.
אורכי וצלב-גלגול
בגלגול אורכי, חומר העבודה נע בניצב לציר הגלגול; בגלגול צולב-, חומר העבודה מסתובב סביב קו המרכז, במקביל לציר הגלגול. גלגול אורכי, המכונה גם גלגול אורכי, הוא הסוג הנפוץ ביותר של תהליך גלגול. בשיטה זו, החומר המגולגל עובר בין שני גלילים נגדיים מסתובבים-, נעים בניצב לציר הגלגול, כאשר חלק העבודה נע קדימה דרך הרווח בין פני הגליל. גלגול צולב, לעומת זאת, כרוך בסיבוב חומר העבודה בין הגלילים סביב קו המרכז שלו, כאשר קו המרכז מקביל לציר הגלגול, והוא נתון ללחץ רק בכיוון הרוחבי.
מערכת תהליך מתגלגל
מערכת דפורמציה מתגלגלת
מערכת דפורמציה גלגול כוללת את העיוות הכולל ופיזורו בין יחידות גלגול שונות. מערכת דפורמציה של חלקי הפלדה באה לידי ביטוי בתכנון המעבר. הוא מקיף את העיוות הכולל מחומר גלם למוצר מוגמר בתנאי גלגול ספציפיים, מספר מעברי גלגול, התפלגות העיוות בין יחידות גלגול שונות ושיטת הגלגול. בייצור של חלקי פלדה, חומר העבודה מגולגל דרך המעבר במעברים עוקבים. לכן, מערכת דפורמציה של חלקי הפלדה באה לידי ביטוי בעיקר בתכנון המעבר. עיצוב המעבר כולל היבטים מרובים, כולל קביעת מעבר, התפלגות מקדם התארכות, עיצוב פרופיל -חתך רוחב ועיצוב מעבר גליל.
מערכת טמפרטורות גלגול
הטמפרטורה של חומר העבודה בכל שלב מוגדרת. למפעלי גלגול מודרניים יש ציוד לשליטה מדויקת בטמפרטורה. מערכת זו מציינת את טמפרטורות ההתחלה והסיום של חומר העבודה במהלך תהליך הגלגול. מפעלי גלגול מודרניים מצוידים לרוב בציוד כגון מיכלי מים ביניים כדי לשלוט במדויק על הטמפרטורה בכל שלב. במהלך גלגול חלקי פלדה, יש לשלוט בקפדנות על מספר פרמטרים מרכזיים, כולל טמפרטורת התחלת הגלגול, טמפרטורת הגלגול הסופית, טמפרטורת העיוות, טמפרטורת התחלת הקירור, טמפרטורת הקירור הבינונית, טמפרטורת המיטה הנמוכה יותר וטמפרטורת מיטת הקירור הנמוכה יותר.
בקרת מהירות גלגול
שליטה במהירות הליניארית של הגלילים בכל מעבר כדי להבטיח קצב זרימת מתכת שווה היא קריטית. זה כולל תקנות ספציפיות למהירות הליניארית של הגלילים בכל מעבר ובשלבים שונים של תהליך הגלגול, המכונה גם תקנות מהירות. לסוגים שונים של מפעלי גלגול יש דרישות ותקנות מהירות ספציפיות משלהם. במפעל גלגול מתמשך, שמירה על קצב זרימת מתכת שווה בכל הדוכנים היא חיונית, אשר מושגת באמצעות שליטה והתאמת מהירויות הגלגול של כל מפעל.
ציוד מתגלגל
סיווג ציוד גלגול
ניתן לחלק ציוד מכני במפעל מתגלגל לרכבת הראשית ולציוד עזר אחר על סמך תפקידיהם. רולים הם מרכיבי הליבה של הרכבת הראשית, וסוגיהם משתנים בהתאם ליישום שלהם. הציוד העיקרי המעוות את המתכת בתוך הגלילים המסתובבים נקרא הרכבת הראשית של בית הגלגול. מרכיבי הליבה של הרכבת הראשית כוללים את המנוע הראשי, מכונות ההילוכים ומפעלי הגלגול. התצורה שלהם משתנה בהתאם לסידור הטחנה, שיטת ההנעה ומנגנון ההולכה. לדוגמה, מפעל גלגול מורכב בדרך כלל ממסגרת, גלילים, התקני התאמת גלילים, התקני איזון גלילים ומיסבי גלילים.
לחמניות, כמרכיבים מרכזיים של הרכבת הראשית, ניתן לסווג לשלושה סוגים עיקריים: גלילי טחנת צלחות ורצועות, גלילי טחנת מקטעים וגלילי טחנת צינורות, בהתאם לסוג הטחנה. גלילי טחנת צלחות ורצועות הם בדרך כלל גליליים. לגלילי רצועה מגולגלים- חמים יש חבית מעט קעור כדי לשמור על צורה טובה למרות התפשטות תרמית, בעוד שלגלילי פס מגולגלים קרים- יש חבית מעט קמורה כדי לשמור על צורה מצוינת תחת כוחות כיפוף. גלילי טחנת החתך מחורצים, והפריסה שלהם דורשת תכנון קפדני המבוסס על תהליך הגלגול של פלדת החתך. גלילים המשמשים בגלגול צינורות מתוכננים על בסיס העיקרון של גלגול צולב- ועשויים להיות בצורת חרוט,-תוף או בצורת-דיסק.
