Nuove tecnologie nella produzione di laminazione. Tecnologia di rotolamento. Processo tecnologico di laminazione. Schema del laminatoio. Supporto rotante. Mulini a sezione larga, per rotaie e per travi

In combinazione con la laminazione libera (a dimensioni libere), ciò ha permesso di aumentare la flessibilità del processo di produzione. L'introduzione della colata continua di travi grezze con dimensioni vicine a quelle del profilo finito ha apportato cambiamenti significativi nel processo di produzione di grandi profilati. Il numero dei passaggi di laminazione è diminuito, i laminatoi hanno ridotto le loro dimensioni, il processo di laminazione è stato semplificato, il suo rendimento economico è migliorato e il consumo energetico è stato ridotto. Inoltre, durante la laminazione delle rotaie e delle travi, misure come il controllo della temperatura e il raffreddamento dei profili, nonché la possibilità di rinforzarle nella linea di laminazione, hanno portato ad un miglioramento della qualità del prodotto.

Laminatoi combinati per filo di piccola sezione

Negli ultimi 25 anni, la velocità massima di uscita dei laminatoi per vergella è aumentata da 80 m/s a 120 m/s come risultato dei miglioramenti tecnologici guidati dalle esigenze di produttività. Il passo più importante in questo percorso, accompagnato da un aumento della flessibilità produttiva e dell'accuratezza dimensionale dei prodotti laminati, è stata l'introduzione del processo di laminazione termomeccanica.

Inoltre, il peso delle bobine di vergella è aumentato a 2 tonnellate o più. Un'altra direzione per migliorare il processo di laminazione della vergella è stata l'espansione dell'uso di billette colate in continuo. Poiché, per considerazioni metallurgiche, è desiderabile utilizzare pezzi con sezione massima, anche con una velocità minima all'ingresso del laminatoio, in questo caso è necessario aumentare la velocità di uscita.

Il miglioramento del processo negli ultimi 25 anni ha reso possibile raffreddare i singoli trefoli laminati nella linea di laminazione e implementare la laminazione termomeccanica della vergella e, di conseguenza, ottenere prodotti maggiormente focalizzati sulle esigenze del cliente, ovvero ottenere e controllare le proprietà meccaniche richieste dei prodotti già nella fase di laminazione a caldo.

Le tendenze nel mercato moderno, in particolare nel mercato degli acciai di alta qualità, si manifestano in una diminuzione della gamma di dimensioni dei prodotti finiti nella gamma degli acciaierie e in una maggiore varietà di qualità di acciaio. Per soddisfare queste tendenze, è necessario applicare diverse strategie di rotazione. La produttività di un laminatoio dipende in gran parte dalla durata del processo di conversione, dovuto al passaggio alla laminazione di una dimensione finita diversa o al cambio della qualità dell'acciaio laminato.

Tecnologia di laminazione multilinea. Questa tecnologia, utilizzata per aumentare la produttività e la flessibilità produttiva dei laminatoi per vergella di alta qualità, consente una calibrazione standardizzata dei rulli, fino ai blocchi di finitura (Fig. 1). In questo modo si eliminano i tempi di fermo delle gabbie di aggraffatura, dei gruppi intermedi e dei blocchi di finitura del laminatoio per filo di piccola sezione, che si osserva nelle officine tradizionali durante la riaggiustamento del laminatoio associato al passaggio alla laminazione di dimensioni diverse.

Riso. 1. Tecnologia di laminazione multilinea utilizzando un dispositivo ad anello: opzioni di laminazione su un laminatoio per fili di piccola sezione di Acominas, Brasile

La base del concetto è una combinazione di un dispositivo ad anello, un gruppo di blocchi a otto supporti e un blocco FRS (FlexibleReducing and Sizing) con quattro supporti e un dispositivo per la movimentazione rapida (Fig. 2).

Riso. 2. Blocco FRS

Il dispositivo per il trasferimento rapido del blocco FRS consente di passare ad un'altra misura mobile in 5 minuti. Poiché è richiesto un tempo minimo per l'impostazione dopo la movimentazione, è possibile creare un programma flessibile per la laminazione di prodotti di diverse dimensioni provenienti da diversi gradi di acciaio.

Il nuovo concetto di laminatoio permette inoltre di passare dalla laminazione tradizionale a quella termomeccanica semplicemente premendo un pulsante sul pannello di controllo. La scelta di un percorso di laminazione e la direzione del metallo laminato lungo un percorso dotato di dispositivi retrattili per il raffreddamento e l'equalizzazione della temperatura (vedere Fig. 1) consente di passare a una dimensione diversa del prodotto laminato o ad un altro tipo di acciaio secondo la strategia di laminazione adottata senza l'intervento dell'operatore e senza alcuna impostazione manuale dell'attrezzatura. Questo concetto implica anche una significativa riduzione dei tempi di fermo delle apparecchiature.

Il concetto generale è completato da sistema tecnologico raffreddamento controllato CCT (Controlled Cooling Technology), che consente di simulare le condizioni di temperatura di laminazione, la formazione di una microstruttura e le proprietà meccaniche richieste. Solo dopo il completamento della simulazione inizia il vero processo di laminazione con la regolazione dei suoi parametri nella linea di macinazione e la regolazione automatica della modalità di raffreddamento nelle sezioni frigorifere.

Per soddisfare i requisiti legati alle tolleranze dimensionali più strette dei profilati laminati a caldo e delle vergelle, è stata abbandonata la laminazione a tre e quattro trefoli e si è ritornati ai laminatoi con un massimo di due linee, che vengono separate in linee di finitura a singolo trefolo il più presto possibile nel processo.

Negli ultimi anni si è visto anche un maggiore utilizzo di sistemi di laminazione di precisione per ottenere tolleranze dimensionali ancora più strette per barre e vergelle.

Sistemi di controllo idraulico dimensioni della sezione trasversale dei prodotti laminati. I laminatoi per profilati utilizzano sistemi di controllo idraulico della dimensione, come il sistema ASC (Automatic Size Control), progettato per integrare i sistemi di controllo meccanico di precisione della dimensione. Questi sistemi (Fig. 3) utilizzano solo due gabbie in mulini a gabbie verticali e orizzontali alternate e permettono di laminare l'intera gamma di prodotti (sezioni tonde, piane, quadrate, esagonali e angolari) con tolleranze corrispondenti a 1/4 della Norma DIN 1013.

Riso. 3. Sistema ASC di precisione per la regolazione delle dimensioni di prodotti lunghi

Entrambi gli stand sono dotati di presse idrauliche e vengono forniti completi controllo automatizzato utilizzando i monitor. La norma si applica all'intera lunghezza del prodotto laminato. Uno speciale dispositivo di misurazione posizionato tra i supporti garantisce un rotolamento senza tensioni. Per passare ad un altro formato è sufficiente estrarre dalla linea di laminazione solo le cassette con rulli e fili e sostituirle entro 5 minuti con altre utilizzando un dispositivo di trasferimento rapido. La regolazione della distanza tra i rulli è completamente automatizzata. Nell'area di preparazione dei rulli vengono sostituiti solo i cilindri e i fili.

Tecnologia di laminazione su gabbie a tre rulli

Questa tecnologia ha iniziato ad essere utilizzata su scala industriale durante la laminazione di profili lunghi alla fine degli anni '70 ed è stata poi costantemente migliorata.

Una caratteristica speciale di questa tecnologia è la combinazione di passaggi di crimpatura e calibratura in un blocco di gabbie (nel blocco di finitura durante la laminazione delle barre e nel blocco di sgrossatura durante la produzione della vergella). Questo blocco è chiamato RSB (Reducing and Sizing Block). In accordo con la tecnologia, è stata introdotta la laminazione a dimensioni libere, che ha permesso di ottenere un'ampia gamma di dimensioni del prodotto finito con tolleranze abbastanza strette, utilizzando un'unica calibrazione dei rulli, solo regolando la posizione dei rulli. Con un sistema di calibro di finitura, il blocco RSB consente di produrre prodotti con precisione dimensionale entro 1/4 di tolleranza della norma DIN 1013 (Fig. 4).

Riso. 4. Blocco a cinque montanti RSB (370 mm)

Rotolamento infinito

Il processo ECR (Endless Casting Rolling) (Fig. 5) combina i processi di colata continua e di laminazione in un'unica linea di produzione utilizzando un forno a tunnel. Grazie all'integrazione delle apparecchiature termiche in un unico complesso produttivo, la durata del processo tecnologico dall'acciaio liquido al prodotto finito non supera le 4 ore.Il processo ECR può essere utilizzato su laminatoi per la laminazione di billette e profili sagomati, come nonché su laminatoi per laminazione e vergelle. La linea ECR comprende una macchina di colata continua, un forno a rulli, un laminatoio con gruppi di sgrossatura, intermedi e finitori di gabbie, un frigorifero, una sezione trattamento termico, attrezzature per il taglio, controllo qualità superficiale, confezionamento (formatura e legatura sacchi).

Riso. 5. Processo di colata e laminazione a sezione lunga senza fine (ECR).

In un forno a suola a rulli, la temperatura del metallo viene equalizzata e riscaldata alla temperatura di laminazione. Inoltre, il forno funge da attrezzatura tampone in caso di interruzione del laminatoio.

La linea di laminazione è dotata di gabbie senza telaio e di un dispositivo idraulico per il trasferimento rapido, che consente di automatizzare completamente questa operazione. La modifica della forma o delle dimensioni del prodotto arrotolato può essere eseguita in pochi minuti. Un sistema di controllo computerizzato di primo livello precalcola e imposta i parametri nominali del processo di laminazione. Sui lati di uscita dei gruppi intermedio e di finitura sono installati sensori laser di triangolazione che misurano la forma e le dimensioni del prodotto laminato. I risultati della misurazione vengono inviati al monitor del sistema di controllo del funzionamento dello stabilimento per calcolare gli effetti correttivi sui parametri di processo. Un sistema di controllo computerizzato di altissimo livello accumula un archivio di informazioni sulla produzione per ottenere prodotti di qualità garantita.

All'uscita della linea di produzione sono presenti apparecchiature per il trattamento termico nel flusso del laminatoio, per il livellamento a caldo e a freddo, nonché per l'avvolgimento delle bobine. L'intera linea (dall'unità di colata al trattamento termico e alla finitura) è controllata da un sistema automatizzato.

Nel 2000 è entrata in funzione la prima unità ECR per la laminazione continua di prodotti lunghi in acciai speciali.

Il know-how e le attrezzature utilizzate sull'unità di laminazione senza fine sono serviti come base per la creazione di laminatoi per profilati ad alta produttività e maggiore rendimento. Nell'unità EBROS (Endless Bar Rolling System - laminazione infinita di profili sezionali), i pezzi riscaldati sono collegati mediante saldatura di testa. Dopo aver sbavato la saldatura, la billetta “senza fine” entra nelle gabbie di laminazione. Poiché il ciclo operativo elimina i tempi morti e l'aspetto dei rifili, la produttività dell'unità aumenta del 10-15% e la resa aumenta del 2-3%.

Mulini per la produzione di prodotti lunghi

Come nella produzione della vergella, attualmente nei laminatoi per profilati vengono utilizzate solo billette colate in continuo. Considerando la precisione dimensionale dei prodotti laminati, quando si laminano profili lunghi la tendenza è quella di abbandonare le frese multifilo. La stragrande maggioranza dei moderni laminatoi per profilati sono progettati e funzionano come laminatoi a filo singolo, con gabbie orizzontali e verticali alternate.

Per garantire un'elevata produttività durante la laminazione dei profili di rinforzo e il rispetto delle strette tolleranze richieste sulle dimensioni dei prodotti lunghi realizzati con acciai di alta qualità e resistenti alla corrosione, la laminazione di questi tipi di prodotti metallici viene attualmente eseguita separatamente. Come nella produzione delle vergelle, anche nella produzione dei prodotti lunghi negli ultimi 25 anni sono state introdotte la laminazione tecnologica a temperatura controllata e la laminazione termomeccanica. Attualmente gli avvolgitori Garrett possono avvolgere in bobine profili finiti con un diametro fino a 70 mm.

Per evitare strozzature nel processo produttivo, nella produzione di profili sia in spezzoni che in rotoli, le operazioni di finitura vengono eseguite su linee continue. Per controllare la qualità e garantirne l'alto livello, vengono utilizzati sensori laser e rilevatori di difetti a correnti parassite per controllare le dimensioni e identificare i difetti superficiali dell'acciaio laminato a caldo.

Mulini a sezione larga, per rotaie e per travi

L'obiettivo principale dei mulini a sezione grande è la produzione economicamente vantaggiosa di prodotti di alta qualità. Quando si producono profilati di grandi dimensioni, è possibile aderire a uno dei due concetti: il primo sono i mulini continui, il secondo sono i mulini reversibili con una disposizione sequenziale delle gabbie e una gabbia di sezionatura di finitura. Sui mulini continui è possibile applicare il processo ECR.

Tecnologia di laminazione su mulini tandem reversibili

Questa tecnologia è adatta alla produzione di profilati di medie e grandi dimensioni, travi alte fino a 1000 mm (con larghezza delle ali fino a 400 mm), angolari, profili speciali e rotaie.

I laminatoi a inversione tandem comprendono una gabbia di aggraffatura a doppio rullo, un gruppo di tre gabbie identiche universali/a doppio rullo in serie, una gabbia di finitura universale/a doppio rullo e una linea di finitura con raffreddatore, livellatrice, cesoie, impilatori e confezionatrici .

Rispetto ad un concetto senza cabina di finitura indipendente, questa configurazione del mulino presenta i seguenti vantaggi:

• disposizione compatta attrezzatura a noleggio– una gabbia di aggraffatura, un gruppo intermedio di gabbie tandem e una gabbia di finitura separata;
• una gabbia di calibratura funzionante in continuo all'uscita del mulino consente di ottenere tolleranze abbastanza strette sulle dimensioni dei prodotti laminati e di ridurre notevolmente l'usura dei rulli;
• si riduce il numero delle gabbie di laminazione e si migliora l'utilizzo di rulli e fili;
• la flessibilità della calibrazione del rullo applicato è aumentata grazie all'uso di supporti universali/doppio rullo identici e intercambiabili;
• la gamma di pezzi di ricambio e pezzi è ridotta a causa della struttura identica degli stand;
• stand senza telaio con pressatori idraulici in grado di funzionare sotto carico (SCC – Stand Core Concept); oltre al sistema standard per il controllo automatico delle dimensioni del profilo, è possibile utilizzare sistemi di controllo di livello superiore con uscita su un monitor collegato ad un sensore laser triangulometrico installato nella linea di laminazione per misurare il profilo laminato;
• breve tempo per la regolazione del mulino quando si passa a laminazione di diversa dimensione (20 min).

Quando si laminano profili di media qualità (HE 100-260, IPE 100-550, angoli 100-200), si possono notare i seguenti vantaggi della laminazione su laminatoi tandem reversibili rispetto alla laminazione tradizionale su un mulino senza supporto di calibrazione separato:

• i tempi di fermo programmati associati al trasferimento dei rotoli sono ridotti al 40%;
• l'intensità del lavoro e i costi associati al trasferimento dei rotoli e alla sostituzione dei cavi di ingresso e uscita sono ridotti al 20%;
• I costi dei rotoli sono ridotti del 40-60% a seconda del profilo laminato finito.

Tecnologia di laminazione su mulini universali e mulini HH

In linea con le principali tendenze del mercato globale dei profilati di grandi dimensioni, sono sempre più richieste le officine di laminazione dei profilati con un ciclo tecnologico ridotto e bassi costi di produzione. La padronanza della fusione dei pezzi grezzi per travi e la combinazione di pezzi grezzi di colata di dimensioni vicine al profilo finito, seguita dalla loro laminazione, hanno preparato i prerequisiti per combinare i processi di colata e laminazione in una linea integrata per la produzione di un'ampia gamma di pezzi di grande sezione profili, compresi i ricercatissimi profili maschio-femmina.

Nella laminazione di profili di grande sezione la soluzione dominante è l'utilizzo di moderne gabbie universali come parte di un laminatoio tandem reversibile (tecnologia di laminazione CN) (fig. 6). Durante la laminazione, in ogni passaggio vengono utilizzate tutte e tre le gabbie, di cui la prima gabbia universale avente una calibrazione secondo lo schema X, e la seconda gabbia universale, con funzione di gabbia di finitura, avente una calibrazione secondo lo schema H, corrispondente alla profilo finito.

Riso. 6. Gruppo reversibile del mulino con disposizione sequenziale delle gabbie (tandem) per la laminazione secondo lo schema XN

Sui laminatoi a grande sezione e su rotaie e travi, la laminazione viene utilizzata in un gruppo reversibile di gabbie tandem universali non solo per produrre travi e altri profili di grande sezione (canali, angolari, profili per la costruzione navale, profili speciali e linguette), ma anche come gruppo compatto di supporti per la produzione economica di rotaie destinate al lavoro in condizioni di ferrovie fortemente caricate e ad alta velocità (Fig. 7). Questa tecnologia ha permesso di produrre rotaie con maggiore precisione dimensionale, migliore qualità della superficie e minore usura dei rulli di laminazione.

Riso. 7. Laminatoio per profilati di grandi dimensioni, per rotaie e travi con linee di trattamento termico e finitura

Caratteristiche della produzione ferroviaria

Rotaie– Si tratta di prodotti laminati soggetti a requisiti estremamente elevati. Le specifiche relative alle proprietà fisiche e ai parametri geometrici quali curvatura, tolleranze dimensionali, condizioni superficiali, microstruttura e livelli di stress residuo sono di fondamentale importanza. Per soddisfare questi requisiti, le rotaie laminate vengono lavorate utilizzando raddrizzatrici orizzontali e verticali durante la finitura. La livellatrice orizzontale viene utilizzata anche nella produzione di profili di grandi dimensioni. Attualmente è possibile produrre e spedire rotaie lunghe fino a 135 m.Le rotaie destinate a condizioni operative severe vengono sottoposte a uno speciale trattamento termico per conferire alle loro teste una speciale resistenza all'usura su tutta la lunghezza della rotaia.

Sugli stabilimenti di media qualità (Fig. 8), per la laminazione di profili da costruzione in acciaio: travi, canali, angolari, nastri di acciaio e profili speciali vengono utilizzate sia gabbie universali che a due rulli.

Riso. 8. Layout di un mulino di media qualità

Laminazione di travi e profili da travi grezze

Una volta resa possibile la colata continua di travi grezze a pareti sottili, le riduzioni e le forze di laminazione sono state ridotte.

L'esempio mostrato in Fig. 9 mostra che una trave grezza con un'altezza della parete di circa 810 mm e uno spessore di 90 mm può essere compressa alle dimensioni accettabili all'ingresso del supporto di finitura universale. Il numero di nervature dipende dal grado di deformazione della trave grezza necessaria per la laminazione in un supporto universale. Un possibile schema per comprimere una trave grezza è mostrato in Fig. 9 .

Riso. 9. Modifica massima e minima della forma delle ali e delle pareti durante la laminazione di travi da travi grezze

Vengono inoltre visualizzati i limiti di compressione massimo e minimo per la flangia del profilo e la parete. In tutti e quattro i casi, i rapporti di trafilatura ai quali si ottiene il profilo della trave più grande (con l'altezza della parete maggiore) e i rapporti di compressione nei rulli verticali (molatori) per ottenere un profilo della dimensione minima (con un'area della sezione trasversale minima) sono illustrati.

Dopo aver imparato la laminazione di travi grezze e aver introdotto la tecnologia di produzione di travi compatte CBP (CompactBeamProduction), è sorta la domanda se (e come esattamente) le travi grezze possano essere utilizzate nella produzione di profili per palancole.

Calibrazione del rullo mostrata in Fig. 10, rappresenta il processo di laminazione di palancole Larsen (a conca) su un mulino a gabbia universale, prevedendo due passaggi in rulli orizzontali per ottenere un profilo di trave universale e due passaggi in rulli verticali (molatrici) di un gruppo di tandem reversibili si trova a formare un profilo con la forma e le dimensioni richieste dall'ingresso nella gabbia di finitura.

Riso. 10. Laminazione di profili per palancole (profilo Larsen) da travi grezze

Attualmente, come notato sopra, i profili delle travi vengono laminati da pezzi grezzi utilizzando lo schema tecnologico CN. Inoltre, per la produzione di palancole e rotaie Larsen vengono utilizzati travi grezze. L'intera gamma di profili per travi standard può essere laminata a partire da sole quattro dimensioni di travi grezze in colata continua. Un'ulteriore ottimizzazione del processo di laminazione delle travi ha seguito il percorso di adattamento della nota tecnologia di produzione di nastri compatti (CSP) alla produzione di travi. Questo processo, chiamato CBP, ha ridotto significativamente il numero di passaggi di laminazione.

Inoltre, è possibile arrotolare le rotaie Vignelle (con base piatta) da travi grezze, come mostrato in Fig. 11. In questo caso, il numero di passaggi è notevolmente ridotto rispetto allo schema classico delle rotaie a rotolamento nelle gabbie a due rulli.

Riso. 11. Calibrazione dei rulli per la laminazione delle rotaie Vignelle da travi grezze

Nella produzione di rotaie, la tempra della testa ed il trattamento termico in linea di laminazione sono diventate operazioni tradizionali per ottenere prodotti della qualità richiesta.

Sistemi di spinta idraulica

I moderni laminatoi per billette e a sezione lunga, che includono gabbie universali/a doppio rullo, sono dotati di sistemi di pressatura idraulica automatizzati che consentono la laminazione dei prodotti finiti con tolleranze molto strette. Il letto sul lato dell’operatore è mobile e ha la capacità di estendersi insieme ai rulli (che possono avere diverse lunghezze della canna) e ai fili (Fig. 12). L'allestimento del mulino quando si passa alla laminazione di dimensioni diverse richiede solo 20 minuti, il che rende economicamente giustificata la produzione di piccoli lotti di prodotti.

Riso. 12. Supporto compatto universale/per doppio rotolo

Utilizzando un sistema digitale di controllo del processo (TSC – TechnologicalControlSystem) (Fig. 13), l'installazione dei rulli mediante dispositivi idraulici può essere mantenuta costante lungo tutta la lunghezza del profilo laminato. Ogni cilindro idraulico è posizionato in modo che gli spazi tra i rulli orizzontali e verticali corrispondano ai valori nominali precalcolati. Il sistema idraulico per la regolazione della distanza tra i rulli (HGC - Hydraulic Gap Control) aiuta inoltre a prevenire la distruzione dei rulli e del letto in caso di sovraccarichi. Inoltre, durante il processo di laminazione, il rullo inferiore viene posizionato rispetto al rullo superiore. La deformazione delle gabbie, che avviene sotto l'influenza di varie forze di laminazione, viene compensata durante la laminazione utilizzando un sistema per il controllo automatico delle dimensioni dei prodotti laminati (AGC - Automatic Gage Control). Tutto ciò consente l'utilizzo di schemi di calibrazione riproducibili e relativamente semplici.

Riso. 13. Sistema di controllo del processo

Frigorifero con raffreddamento ad aerosol, linea di raffreddamento selettivo e sistema di misurazione del profilo laser

L'uso dell'acqua nebulizzata come mezzo di raffreddamento in un'area specifica del frigorifero accelera il processo di raffreddamento e offre i seguenti vantaggi:

• influenza specifica sulla curva di raffreddamento (Fig. 14);
• zona frigorifero più piccola;
• riduzione dei costi di capitale;
• bassi costi operativi;
• la possibilità di utilizzare un sistema di raffreddamento modulare con sezioni on/off selettive;
• aumentare la produttività dei frigoriferi nelle officine esistenti.

Riso. 14. Confronto tra diversi metodi di raffreddamento e frigorifero con raffreddamento ad aerosol

Per garantire una distribuzione uniforme della temperatura nel profilo di acciaio durante la laminazione di travi e rotaie, tra il lato di uscita del mulino e il raffreddatore è installato un dispositivo di raffreddamento selettivo, la cui geometria corrisponde alla forma e alle dimensioni del profilo. In combinazione con un sistema di controllo del processo, questa soluzione consente di raffreddare sezioni specifiche della sezione trasversale del profilo laminato (Fig. 15).

Riso. 15. Raffreddamento selettivo di rotaie e travi

Ciò non solo migliora la rettilineità dei profili laminati sul frigorifero, ma riduce anche le tensioni residue nel metallo grazie ad un verificarsi più uniforme delle trasformazioni strutturali.

Inoltre, le proprietà meccaniche dei prodotti laminati possono essere migliorate. Le sezioni di raffreddamento selettivo possono essere montate anche sui frigoriferi delle officine esistenti.

Le rotaie, le travi e gli altri profili finiti dopo la laminazione vengono misurati a caldo utilizzando il metodo della divisione delle travi. Un raggio laser diretto sulla superficie del profilo da misurare viene riflesso e catturato da un sensore ad alta velocità e ad alta risoluzione. La distanza dalla superficie del profilo viene calcolata in base alla posizione in cui il raggio riflesso viene catturato dal sensore. Sulla base dei risultati della misurazione è possibile disegnare il contorno del profilo misurato.

Raddrizzatrici di profili e rotaie

Le moderne macchine CRS a rulli con un layout compatto per il raddrizzamento dei profili (Fig. 16, a) sono dotate di nove rulli livellatori prefabbricati a due supporti con posizione fissa. Tutti e nove i rulli hanno azionamenti individuali. I cilindri idraulici possono regolare la posizione dei rulli sotto carico o la distanza tra loro. Rispetto alle tradizionali attrezzature di livellamento, tali macchine presentano i seguenti vantaggi:

• applicazione uniforme e simmetrica del carico, nonché distribuzione più favorevole delle tensioni residue nei profili;
• compensazione del molleggio elastico dei rulli mediante regolazione della loro posizione tramite cilindri idraulici;
• meccanismo idraulico per l'installazione assiale di ciascun rullo;
• assemblaggio dei rulli corretti con spazi minimi e massima precisione della loro installazione durante il processo di raddrizzatura;
• sostituzione automatizzata dei rulli, in non più di 20 minuti.

Riso. 16. Macchina livellatrice per profili in acciaio (a) e rotaie (b), disposta secondo lo schema H-V

Le macchine raddrizzatrici per rotaie (Fig. 16, b) sono costituite da blocchi orizzontali e verticali e sono caratterizzate da una maggiore rigidità strutturale e da azionamento individuale dei rulli raddrizzatori. In combinazione con raddrizzatrici per rotaie fuori linea e speciali sistemi di controllo della tensione tra i rulli raddrizzatori, queste macchine consentono di raggiungere un livello minimo di tensione residua nelle rotaie, aumentandone notevolmente la durata.

Le caratteristiche distintive delle raddrizzatrici per rotaie sono:

• montaggio senza gioco di rulli rettilinei, boccole e supporti su alberi registrabili;
• montare le boccole corrette sugli alberi utilizzando anelli a baionetta e sistemi idraulici alta pressione;
• regolazione automatizzata della macchina al cambio formato prodotto;
• Sostituzione dei rulli corretti entro 30 minuti.

Prospettive

Le crescenti richieste dei consumatori di prodotti laminati lunghi in termini di proprietà e precisione dimensionale, nonché la necessità di introdurre tecnologie di risparmio delle risorse, hanno costretto i tecnologi a padroneggiare la produzione di prodotti finiti direttamente dal riscaldamento del laminato e senza ulteriore trattamento termico. In alcuni casi, ciò fornisce proprietà del materiale che non possono essere ottenute utilizzando i tradizionali processi di trattamento termico.

I progressi nella strumentazione moderna e nell’automazione, nonché i miglioramenti nella progettazione dei laminatoi, hanno reso possibile il raggiungimento di un elevato livello di automazione nel processo produttivo. Ciò ha portato ad una serie di importanti risultati, tra cui l'aumento della resa, il miglioramento della qualità del prodotto e proprietà più costanti, la capacità di rispondere istantaneamente alle deviazioni del processo, la messa a punto delle apparecchiature di laminazione, la riduzione degli scarti e la documentazione affidabile dell'intero processo per garantire prodotti di qualità garantita.

• P.-Y. Mok
• K. Overhagen
• W.Stelmacher

Negli ultimi anni, con il miglioramento della tecnologia prodotti lunghi ki, l'attenzione principale è stata prestata all'ottenimento delle proprietà richieste di prodotti lunghi e vergelle direttamente dal riscaldamento della laminazione e alla possibilità di ulteriore lavorazione dei prodotti laminati senza trattamento termico preliminare. In combinazione con la laminazione libera (a dimensioni libere), ciò ha permesso di aumentare la flessibilità del processo di produzione. L'introduzione della colata continua di travi grezze con dimensioni vicine a quelle del profilo finito ha apportato cambiamenti significativi nel processo di produzione di grandi profilati. Il numero dei passaggi di laminazione è diminuito, i laminatoi hanno ridotto le loro dimensioni, il processo di laminazione è stato semplificato, il suo rendimento economico è migliorato e il consumo energetico è stato ridotto. Inoltre, durante la laminazione delle rotaie e delle travi, misure come il controllo della temperatura e il raffreddamento dei profili, nonché la possibilità di rinforzarle nella linea di laminazione, hanno portato ad un miglioramento della qualità del prodotto.

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• trattamento termico.

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• Lemke, J.; Kosak, T.: Walzen von Profilen aus Beam Blanks, Freiberger Forschungshefte, Reihe B, Bd. 306, 2000, S. 198/214.

L'attrezzatura principale delle officine di laminazione sono i laminatoi. Nella produzione di laminazione la billetta viene chiamata strip.

La disposizione dell'attrezzatura tecnologica di un laminatoio dipende dal tipo di prodotto che si sta realizzando. Nella fig. La Figura 3.23 mostra un diagramma della produzione di prodotti laminati lunghi. Il pezzo iniziale in questo caso è un lingotto di acciaio del peso massimo di 60 tonnellate, il lingotto viene riscaldato nei pozzetti di riscaldamento 1 e alimentato ad un trasportatore di lingotti, che porta e posiziona il lingotto 2 sulla rulliera di ricezione di un blumitore 3. Dopo la laminazione su un blumo si ottiene un semilavorato di sezione quadrata (da 140x140 a 400x400 mm), denominato blumo 4. Il blumo, spostandosi lungo la rulliera, passa attraverso una macchina pulitrice antincendio, dove vengono puliti i difetti superficiali, e viene alimentato alle cesoie, dove viene tagliato a pezzi misurati. Successivamente, il blumo entra (a volte dopo un ulteriore riscaldamento) nel mulino per billette 5, dove viene laminato in blumi con una sezione trasversale da 50x50 a 150x150 mm, e poi direttamente al laminatoio di sezione. Per ottenere il profilo richiesto, il pezzo passa attraverso una serie di gabbie con rulli calibrati. Nella fig. La Figura 3.23 mostra una disposizione semicontinua delle gabbie di un laminatoio di profilati. Nel primo gruppo (6, 7, 8) il pezzo viene laminato in modo continuo, cioè è in essi simultaneamente e nel secondo gruppo (9, 10) viene eseguito il rotolamento sequenziale.

Nei sezionatori, la billetta passa in sequenza attraverso una serie di calibri. Sviluppare un sistema di sagome sequenziali necessarie per ottenere un particolare profilo è un compito complesso. Il numero di calibri dipende dalla complessità del profilo e dalla differenza nelle dimensioni della sezione trasversale del pezzo iniziale e del prodotto finale. Quindi, per ottenere le rotaie, è necessario far passare il nastro attraverso un sistema di nove scartamenti (Fig. 3.24).

Riso. 3.23. Schema di produzione di prodotti lunghi:

1 - pozzo di riscaldamento, 2 - lingotto, 3 - fioritura, 4 - fioritura, 5 - laminatoio per billette, 6,7,8,9,10 - gabbie di laminazione a sezione

Il prodotto laminato risultante del profilo richiesto viene tagliato ad una determinata lunghezza, raffreddato, raddrizzato a freddo, trattato termicamente e i difetti superficiali vengono rimossi.

La tecnologia di produzione della lamiera è simile. Un lingotto rettangolare riscaldato viene lavorato su laminatoi di aggraffatura e tranciatura. Successivamente il nastro viene laminato in gabbie multi-laminatoio di laminatoi per lamiera.

Riso. 3.24. Calibri rotanti ferroviari

I laminatoi per tubi vengono utilizzati per produrre tubi senza saldatura e saldati. La laminazione dei tubi senza saldatura prevede due fasi: l'ottenimento di un manicotto cavo da acciaio tondo e da un manicotto cavo di tubo finito. I manicotti cavi vengono prodotti su un mulino per perforazione e, per tubi di grande diametro, mediante fusione centrifuga. Il mulino perforatore (Fig. 3.25) funziona secondo il principio della laminazione elicoidale incrociata. Dispone di due rulli di lavoro a forma di botte disposti ad un angolo di 4...6° l'uno rispetto all'altro. I rulli ruotano in una direzione. Per trattenere il pezzo tra i rulli di lavoro sono presenti righelli guida o rulli folli. Quando i rulli di lavoro ruotano, il pezzo viene trascinato nella zona di deformazione. Man mano che il pezzo si muove, la distanza tra i rulli diminuisce e la velocità periferica sulla sua superficie aumenta. Ciò porta alla torsione del pezzo, a una diminuzione del suo diametro e alla comparsa di grandi tensioni interne nel metallo. Il metallo al centro del pezzo si allenta e può essere cucito relativamente facilmente con un mandrino.

Per ottenere un tubo finito da un manicotto cavo, viene arrotolato su un mulino a pellegrino (Fig. 3.26, a). I rulli di lavoro 3 del mulino pellegrino ruotano in direzioni diverse alla stessa velocità. In questo caso, il senso di rotazione dei rulli è opposto al senso di avanzamento del pezzo 1. Il profilo dei rulli è variabile, per cui la sezione trasversale del calibro, che ha la forma di un cerchio, cambia continuamente ad ogni giro dei rulli. Alla dimensione massima del calibro, il pezzo con il mandrino 2 viene fatto avanzare nei rulli in base alla quantità di alimentazione. La gola del calibro del rullo 3 cattura parte della manica e la comprime con la sua parte operativa (Fig. 3.26, b). Dopo che i rulli hanno compiuto un giro completo e sono tornati nella loro posizione originale, il mandrino con il pezzo in lavorazione viene ruotato di 90° e nuovamente inserito nei rulli per la compressione. Il processo continua finché l'intera manica non è stata arrotolata. Successivamente i tubi vengono lavorati su un'apposita macchina per eliminare ovalità e variazioni di spessore, e poi laminati su un mulino calibratore per ottenere le dimensioni finali.

Esistono altri metodi per la laminazione dei tubi, in particolare un laminatoio automatico per tubi.

I tubi saldati, il cui diametro raggiunge i 2500 mm, sono molto più economici dei tubi senza saldatura, ma meno resistenti e durevoli. Per la produzione di tubi saldati vengono utilizzati nastri piatti laminati a caldo (nastri) arrotolati nel rotolo 1 (Fig. 3.27). Per garantire la continuità del processo, l'estremità anteriore del nastro viene saldata all'estremità posteriore del rotolo precedente.

Riso. 3.27. Schema per la produzione di tubi mediante saldatura a forno continuo:

1 - rotolo grezzo, 2 - raddrizzatrice, 3 - forno di riscaldamento, 4 - macchina per formatura e saldatura, 5, 6 - supporti di aggraffatura

Il processo consiste nelle operazioni di laminazione del pezzo in un tubo, saldatura, dimensionamento, finitura e raddrizzatura. Le estremità dei nastri vengono alimentate al luogo di saldatura mediante i rulli di trazione di una raddrizzatrice per lamiere 2. Il nastro continuo passa attraverso un forno di riscaldo a tunnel 3, dove viene riscaldato ad una temperatura di 1320 ... 1400 °C . All'uscita dal forno viene effettuata la rimozione del calcare dalla superficie del nastro (con aria compressa). Direttamente dietro il forno è installato un mulino di formatura e saldatura a gabbie multiple 4, nelle cui gabbie il nastro viene arrotolato in un cerchio completo secondo lo schema mostrato in Fig. 3.28. I bordi vengono poi compressi e saldati. Negli stand successivi 5 e 6 il tubo viene compresso alla dimensione richiesta. Per la saldatura dei tubi viene utilizzato il forno, il riscaldamento elettrico e a gas dei bordi del nastro. L'effettivo processo di saldatura dei bordi di un tubo grezzo formato è un processo di saldatura a forgia, che prevede l'utilizzo della capacità di adesione interatomica delle superfici compresse di metalli riscaldate ad alta temperatura. I tubi di grande diametro vengono prodotti principalmente utilizzando la saldatura automatica ad arco sommerso.

Attualmente si è diffuso anche il metodo per realizzare tubi arrotolando una striscia a spirale.

Le tecnologie per la produzione di tipi speciali di prodotti laminati sono molteplici. Il più comunemente utilizzato è la laminazione dei profili periodici, che vengono utilizzati come pezzo grezzo sagomato per il successivo stampaggio e come pezzo grezzo per la lavorazione finale. I profili periodici sono prodotti principalmente mediante laminazione trasversale ed elicoidale. Vengono utilizzati anche mulini speciali, uno dei cui schemi è mostrato in Fig. 3.29. Qui il pezzo viene deformato da tre rulli che ruotano nella stessa direzione. Quando il righello copiatore si muove, i rulli si avvicinano o divergono, modificando il diametro del pezzo laminato lungo la sua lunghezza.

Sui laminatoi elicoidali vengono prodotti anche pezzi grezzi di sfere e rulli sferici di cuscinetti volventi (Fig. 3.30). I rulli 2 e 4 qui ruotano nella stessa direzione. Le correnti dei rulli costituenti i calibri di forma corrispondente sono realizzate lungo una linea elicoidale. Il pezzo 1 riceve movimento rotatorio e traslatorio durante la laminazione. Viene trattenuto nella zona di deformazione mediante arresti di centraggio 3.

PRESSATURA

La pressatura è un tipo di formatura dei metalli che consente la produzione di vari profili da metalli ferrosi e non ferrosi di sezione trasversale costante lungo la lunghezza (Fig. 3.31). Durante la pressatura, il metallo del pezzo viene deformato utilizzando un utensile costituito da una matrice, un punzone e un contenitore (Fig. 3.32). La pressatura consiste nel pressare, utilizzando un punzone 1, attraverso un foro nella matrice 4 un pezzo 3 situato in una cavità chiusa (contenitore) 2. La forma e le dimensioni del profilo pressato sono determinate dalla configurazione del foro della matrice.

La pressatura è detta anche estrusione. Il processo di pressatura, eseguito secondo lo schema mostrato in Fig. 3.32 è chiamato diretto. In questo caso la direzione di uscita del metallo attraverso il foro della matrice coincide con la direzione di movimento del punzone.

Durante la pressatura inversa (Fig. 3.33), il metallo del pezzo 3 fuoriesce nella direzione opposta al movimento del punzone 5. Per fare ciò, la matrice 4 viene installata all'estremità del punzone cavo e il pezzo 3 viene posto in un contenitore cieco 2, bloccato con una rondella di spinta 1 e rimane immobile durante la pressatura. L'attrito del metallo sulla superficie del contenitore è ridotto e quindi la pressatura inversa, detta anche contropressione, richiede meno sforzo.

Mediante pressatura vengono prodotti non solo profili pieni, ma anche cavi (Fig. 3.34) . In questo caso, il pezzo 4, posto nel contenitore 2, viene prima cucito con un ago 6 , passaggio attraverso il punzone cavo 1 . Con un ulteriore movimento del punzone 1, il metallo viene estruso sotto forma di tubo attraverso l'intercapedine anulare tra le pareti del foro della matrice 5 e l'ago 6.

Recentemente è stato utilizzato il metodo della pressatura idraulica, chiamato anche idroestrusione (Fig. 3.35). Il pezzo 5, posto nel contenitore 3, si inserisce saldamente nel cono della matrice 7. Il contenitore è chiuso con un coperchio 1 con un otturatore 2 e sigillato con guarnizioni 8. Attraverso il foro 4, il liquido 6 viene pompato nel contenitore sotto alta pressione, che schiaccia il pezzo attraverso la matrice. In questo caso il metallo del pezzo si trova in uno stato di compressione totale da parte del liquido e si deforma con perdite per attrito minime. Questo metodo consente la lavorazione di leghe molto fragili.

Il materiale di partenza per la pressatura è solitamente un lingotto o un prodotto laminato. Per migliorare la qualità della superficie del prodotto e ridurre la quantità di attrito, il pezzo viene pre-molato su una macchina e dopo il riscaldamento la superficie viene pulita dalle incrostazioni.

Durante la pressatura, il metallo è sottoposto ad una compressione irregolare su tutto il perimetro. Con questo modello di deformazione, il metallo è più duttile. Il grado di deformazione durante la pressatura è caratterizzato dal coefficiente di allungamento. È definito come il rapporto tra l'area della sezione trasversale del pezzo e l'area della sezione trasversale del profilo estruso. L'allungamento durante la pressatura è 10 ... 50. Sia le leghe duttili che quelle a bassa duttilità vengono lavorate mediante pressatura: rame, alluminio, magnesio, titanio, acciai al carbonio e legati, ecc. Il primo si deforma senza riscaldamento, il secondo allo stato caldo.

La gamma di profili estrusi è molto varia. Tra le altre cose, questo metodo produce filo con un diametro di 5 ... 10 mm, aste con un diametro di 3 ... 250 mm, tubi con un diametro di 20 ... 400 mm con uno spessore di parete di 1,5 .. 12 mm, profili con flangia con spessore di 2 ... 2,5 mm e dimensioni lineari delle sezioni trasversali fino a 200 mm.

I principali vantaggi del processo di pressatura includono quanto segue.

1) La precisione dei prodotti è maggiore rispetto alla laminazione, il che ne consente l'utilizzo senza ulteriori lavorazioni.

2) Elevata produttività del processo (la velocità di spremitura del prodotto fuori dal foro della filiera in alcuni casi può raggiungere i 20 m/s).

3) La capacità di ottenere profili complessi non ottenibili con altri tipi di formatura dei metalli.

4) Mediante pressatura è possibile lavorare leghe che, a causa della bassa duttilità, sono impossibili o difficili da deformare con altri tipi di lavorazione a pressione.

5) Flessibilità del processo e facilità di cambio per la produzione di un altro profilo, perché questo richiede solo la sostituzione della matrice.

6) Qualità superficiale sufficientemente elevata durante la pressatura a freddo, che consente di evitare operazioni di finitura.

La pressione ha anche degli svantaggi.

1) la presenza di scarti metallici, poiché non possono essere tutti spremuti fuori dal contenitore e al suo interno rimane il cosiddetto residuo di pressatura che, dopo la pressatura, viene tagliato dal profilo risultante. Il peso del residuo di pressatura è solitamente dell'8...12%, ma in alcuni casi può essere molto elevato. Pertanto, quando si pressano tubi di grande diametro, la massa dei residui della pressa può raggiungere il 40% della massa del pezzo originale.

2) Grande usura dell'utensile, perché lavora in condizioni estremamente difficili, sperimentando, oltre ad alte pressioni, alte temperature.

3) Costo elevato degli strumenti di pressatura, perché È realizzato con acciai per utensili di alta qualità e leghe resistenti al calore.

DISEGNO

Il disegno è un tipo di formatura del metallo in cui la forma del pezzo 2 viene eseguita tirandolo attraverso un foro che si restringe gradualmente in uno strumento speciale chiamato matrice di trafilatura 1 (Fig. 3.36). In questo caso, l'area della sezione trasversale del pezzo diminuisce e la sua lunghezza aumenta. Il prodotto acquisisce un profilo corrispondente alla configurazione del foro della matrice.

I semilavorati laminati e stampati in acciaio, metalli non ferrosi e loro leghe vengono lavorati mediante trafilatura, sia a caldo che a freddo. Di conseguenza, si ottiene un'ampia varietà di profili (Fig. 3.37). A differenza della pressatura, è impossibile ottenere mediante disegno un profilo cavo (tubo) da un pezzo grezzo con una sezione trasversale solida. In questo caso, è necessario avere uno spazio vuoto. Disegnando i tubi secondo lo schema riportato in Fig. 3.36 (ovvero utilizzando solo la matrice), non è possibile modificare lo spessore della parete del prodotto. Se è necessario deformare la parete di un pezzo cavo, al suo interno viene inserito uno strumento aggiuntivo, un mandrino. I mandrini sono mobili (indeformabili e deformabili) (Fig. 3.38 a, b), fissi (Fig. 3.38 c) e autoallineanti (Fig. 3.38 d). L'utilizzo dei mandrini migliora anche la qualità della superficie interna del tubo.

Una caratteristica del processo di trafilatura è l'applicazione di una forza di trazione costante alla parte del pezzo estratta dalla matrice. Per evitare rotture, è necessario creare condizioni in cui la forma del pezzo si verificherà solo nella zona di deformazione situata all'interno della matrice. Sono da escludere deformazioni plastiche della parte frontale del prodotto. Ciò si ottiene mediante la progettazione del foro della matrice, la scelta delle dimensioni del pezzo e la scelta del lubrificante. Per garantire che il pezzo non si rompa, è necessario garantire che le sollecitazioni di trazione in esso contenute non superino 0,6 σ V (resistenza alla trazione) del materiale del pezzo. La deformazione durante l'imbutitura può essere valutata quantitativamente dal coefficiente di imbutitura - il rapporto tra l'area della sezione trasversale iniziale e quella finale.

A causa del fatto che alla fine del prodotto che emerge dalla matrice di disegno, la deformazione plastica è inaccettabile, il valore del coefficiente di allungamento è limitato e durante la lavorazione a freddo non deve superare 1,05 ... 1,5 in un passaggio . A causa del basso rapporto di allungamento, di solito è possibile ottenere dimensioni richieste profili, il processo di trafilatura viene ripetuto più volte attraverso una serie di fori via via decrescenti, e per ripristinare la duttilità, il metallo, rinforzato dalla trafilatura, viene sottoposto a ricottura di ricristallizzazione intermedia dopo una o due transizioni.

La gamma di prodotti realizzati mediante disegno è molto varia. Si tratta di un filo con un diametro di 0,002 ... 10 mm, vari profili sagomati, esempi dei quali sono mostrati in Fig. 3,37, aste di diametro 3...150 mm, tubi di diametro da capillare a 500 mm e con spessore di parete 0,1...10 mm, chiavi segmentate, prismatiche e sagomate, rulli scanalati.

Gli strumenti per la trafilatura sono matrici e mandrini. Sono realizzati con acciai per utensili, leghe metallo-ceramiche e minerale-ceramiche e diamanti tecnici (per trafilare fili con un diametro inferiore a 0,2 mm).

La trafilatura viene effettuata su trafilerie. Hanno un'azione periodica e continua. Tra i mulini discontinui, i più comuni sono i mulini a catena (Fig. 3.39). L'estremità del pezzo 7 viene fatta passare attraverso il foro della matrice 8 e afferrata dalla pinza 6 , che sono fissati al carrello 5. Il movimento del carrello lungo il telaio 1 avviene quando il gancio 2 è impegnato con l'asse di una catena a piastre senza fine 3 azionata da un motore elettrico . Quando il prodotto esce dalla trafila, la tensione tra gancio e catena diminuisce e il contrappeso 4 solleva il gancio e lo scollega dalla catena.

I mulini batch sono semplici da progettare e utilizzare, ma la lunghezza del pezzo lavorato qui è piccola (6 ... 7 metri) e la velocità del processo è bassa - 10 ... 20 m/min.

I mulini continui sono più veloci e consentono la lavorazione di pezzi lunghi decine di migliaia di metri.

Tra i mulini continui, i più diffusi sono quelli a tamburo (Fig. 3.40). Tali mulini lavorano un pezzo 1 arrotolato in una bobina. La bobina viene posizionata sul tavolo svolgitore 2, l'estremità anteriore del pezzo viene fatta passare attraverso una matrice di trafilatura 3 e fissata su un tamburo 4, il quale è azionato da un motore elettrico 6 tramite una trasmissione 5. Il mulino viene acceso e il viene eseguito il processo di trafilatura e il prodotto viene anche avvolto in una bobina sul tamburo. Ciò garantisce la compattezza del materiale lavorato, aspetto molto importante durante il trasporto, lo stoccaggio ed il trattamento termico. Inoltre, si riducono gli sprechi tecnologici e la velocità del processo aumenta fino a una media di 10 m/s (sono noti mulini a tamburo per la trafilatura di fili sottili, che eseguono il processo a velocità fino a 40 m/s). Oltre ai mulini a tamburo singolo, esistono modelli a tamburo multiplo (Fig. 3.41). Sono anche chiamate trafilerie multiple. Qui, il pezzo 4 passa in sequenza attraverso diverse matrici di trafilatura 5 (fino a 20). Il pezzo, dopo essere passato attraverso i fori di ciascuna matrice, viene avvolto sui tamburi di trazione intermedi 3, e poi su un tamburo di ricezione (non mostrato nello schema ) . La velocità di rotazione di ogni tamburo successivo aumenta proporzionalmente all'allungamento del pezzo.

Il processo tecnologico di disegno comprende le seguenti operazioni principali.

1) Trattamento termico preliminare - ricottura di ricristallizzazione, al fine di aumentare la duttilità del metallo.

2) Pulizia del pezzo dalle incrostazioni (il metallo viene decapato in soluzioni acide e poi lavato successivamente con acqua calda e fredda).

3) Rivestimento superficiale del pezzo strato sottile ossido di ferro idrato o rame, fosfato, calce per trattenere il lubrificante sulla superficie metallica.

4) Affilare le estremità del pezzo in lavorazione per poterlo inserire facilmente attraverso il foro e afferrarlo con le pinze della trafilatrice.

5) Trafilatura in una o più passate a seconda del grado di deformazione richiesto.

6) Trattamento termico interoperazionale per rimuovere l'indurimento (dopo il trattamento termico - pulizia del pezzo e applicazione di uno strato lubrificante).

7) Finitura dei prodotti finiti.

Il processo di disegno presenta i seguenti vantaggi.

1) Elevata precisione delle dimensioni geometriche del prodotto, determinata solo dalle dimensioni del foro della matrice (tolleranza 0,02 mm).

2) Elevata qualità superficiale paragonabile alla molatura durante il taglio.

3) Alte prestazioni. La velocità di trafilatura sui mulini continui raggiunge i 10 m/s, mentre per i fili sottili raggiunge i 40 ... 50 m/s.

4) Aumento della resistenza del prodotto grazie alla lavorazione a freddo.

5) Basso costo Strumenti ed equipaggiamento.

6) Possibilità di ottenere profili lunghi (decine di migliaia di metri), non ottenibili con altri metodi.

7) Piccoli rifiuti metallici tecnologici.

Svantaggi del processo.

1) La gamma dei prodotti ottenuti per trafilatura è limitata, così come le dimensioni dei profili.

2) Durante la lavorazione dell'acciaio, sono necessarie ripetute ricotture e incisioni della superficie per rimuovere le incrostazioni.

FORGIATURA

La forgiatura è una delle i modi più importanti ottenere spazi vuoti nell'ingegneria meccanica. Questi pezzi grezzi sono chiamati forgiati forgiati o semplicemente forgiati. Forging produce fucinati di varie forme e dimensioni con peso da 0,1 kg a 300 tonnellate. Durante la successiva lavorazione su macchine per il taglio dei metalli si ottengono pezzi fucinati beni finiti. I materiali di partenza per la forgiatura sono lingotti metallici e prodotti laminati. Una particolarità della forgiatura è il riscaldamento del pezzo prima di deformarlo.

La forgiatura prevede la modellatura di un pezzo riscaldato utilizzando le superfici di lavoro di uno strumento universale (percussori) con il metallo che scorre liberamente ai lati. La forgiatura modifica la configurazione del pezzo a causa del ripetuto impatto sequenziale dei percussori sulle sue singole sezioni, a seguito del quale il pezzo, deformandosi, acquisisce gradualmente una determinata forma e dimensione.

L'impatto sul pezzo può essere di tipo urto, se lavorato su un martello, o statico, se lavorato su una pressa.

Per eseguire le operazioni di forgiatura vengono utilizzati i principali strumenti tecnologici, di supporto (ausiliari) e di controllo e misurazione. Gli strumenti principali includono percussori (piatti e ritagliati), asce, mattarelli, piercing, mandrini, matrici di supporto, ecc. Gli strumenti di supporto sono pinze, mandrini, gru rotanti a sbalzo, manipolatori per forgiatura. Le dimensioni dei pezzi fucinati vengono controllate utilizzando righelli, calibri, graffette, modelli, ecc. Gli strumenti utilizzati per la forgiatura sono considerati universali perché sono adatti alla realizzazione di pezzi fucinati di varie configurazioni.

Sebbene la forgiatura sia inferiore alla forgiatura a caldo in termini di produttività e precisione dei pezzi fucinati, ha tuttavia un proprio campo di applicazione razionale. Si tratta principalmente della produzione di piccole serie di pezzi fucinati di peso piccolo e medio (100...200 kg), quando la produzione di stampi costosi per lo stampaggio a caldo non è economicamente fattibile. In questi casi, la forgiatura con martelli utilizzando uno strumento universale - i percussori - è più economica. I pezzi fucinati di grandi dimensioni (soprattutto quelli del peso di decine e centinaia di tonnellate) possono essere prodotti solo mediante forgiatura su presse idrauliche. Nella produzione totale di pezzi fucinati prodotti nel nostro Paese, in media il 30% sono pezzi fucinati e il 70% sono stampati. Tuttavia, ad esempio, nell'ingegneria pesante, il numero di pezzi fucinati raggiunge il 70%.

OPERAZIONI BASE DI FORGIATURA

La forgiatura può essere eseguita a macchina utilizzando martelli e presse, oppure a mano. La forgiatura a mano viene utilizzata per la fabbricazione di prodotti artistici e viene utilizzata anche nel settore delle riparazioni per piccoli lavori.

Il processo di forgiatura consiste nell'alternanza di operazioni principali e ausiliarie in una determinata sequenza.

Un'operazione è una parte di un processo tecnologico che viene eseguito in un posto di lavoro utilizzando un determinato gruppo di strumenti e comprende una sequenza di azioni su un pezzo in lavorazione al fine di ottenere pezzi fucinati della forma richiesta e delle proprietà specificate. Un'operazione consiste in una serie di transizioni. Una transizione è una parte di un'operazione durante la quale una sezione di un pezzo viene lavorata con lo stesso utensile in una postazione di lavoro.

Pertanto, ogni operazione è determinata dalla natura della deformazione e dallo strumento utilizzato. Le principali operazioni di forgiatura comprendono: ricalcatura, brocciatura, foratura, taglio, piegatura, torsione, saldatura, stampaggio in matrici.

Bozza - un'operazione consistente nell'aumentare l'area della sezione trasversale del pezzo diminuendone l'altezza (Fig. 3.42). Il ribaltamento viene effettuato mediante percussori o piastre sedimentarie. Per ottenere una forgiatura di alta qualità, si consiglia di selezionare il grezzo cilindrico iniziale con un rapporto tra altezza h zar e diametro d zar non superiore a 2,5, al fine di evitare possibili curvature longitudinali del prodotto. Le estremità del pezzo devono essere lisce e parallele. Un tipo di precipitazione è sbarco, in cui il metallo viene depositato solo su una parte della lunghezza del pezzo 1 mediante l'utilizzo di un utensile di supporto 2, a seguito del quale si forma un ispessimento locale della forgiatura (Fig. 3.43).

Spilla - un'operazione consistente nel ridurre la sezione trasversale di un pezzo o parte di esso allungando il pezzo. La brocciatura viene eseguita mediante colpi successivi o compressione di singole sezioni del pezzo adiacenti l'una all'altra durante l'avanzamento lungo il proprio asse (Fig. 3.44). La somma di un certo numero di colpi o compressioni eseguiti in sequenza su un certo spessore del pezzo viene chiamata passata. Due compressioni successive con rotazione intermedia del pezzo forgiato di 90° vengono chiamate transizione.

La brocciatura viene eseguita con riscontri piatti o ritagliati. Forgiatura in stampi ritagliati (Fig. 3.45 ) consente di evitare cricche di forgiatura (soprattutto nel caso di brocciatura di pezzi assialsimmetrici) durante la forgiatura di acciai e leghe a bassa duttilità e di ottenere dimensioni di forgiatura più precise.

La deformazione durante la brocciatura è espressa dalla quantità di forgiatura ed è caratterizzata dal rapporto tra l'area della sezione trasversale del pezzo iniziale FH e l'area della sezione trasversale finale FK.

Maggiore è la forgiatura, migliore è la struttura del metallo e maggiori sono le sue proprietà meccaniche. Pertanto, la brocciatura viene utilizzata non solo per ottenere pezzi fucinati della forma richiesta, ma anche per migliorare la qualità del metallo.

Esistono diversi tipi di brocciatura.

Overclocking - l'operazione di aumentare la larghezza di una parte del pezzo riducendone lo spessore in questo punto (Fig. 3.46) .

Broccia con mandrino - l'operazione di riduzione dello spessore della parete di un pezzo con un foro con un concomitante aumento della lunghezza della forgiatura (Fig. 3.47) . La brocciatura viene eseguita nei riscontri ritagliati (o ritaglio inferiore 3 e parte superiore piatta 2) su un mandrino leggermente rastremato 1. Per facilitare la rimozione del mandrino dalla forgiatura, forgiare verso l'estremità svasata del mandrino.

Rotolando su un mandrino - l'operazione di ridurre lo spessore della parete di un anello grezzo aumentandone i diametri esterno ed interno (Fig. 3.48) . L'anello grezzo 1 poggia con la sua superficie interna su un mandrino cilindrico 2, montato alle sue estremità su supporti (appoggi) 3, e si deforma tra il mandrino e una testa piatta lunga e stretta 4. Dopo ogni colpo o pressatura, il pezzo viene ruotato rispetto al mandrino. Quando si rotola su un mandrino, la larghezza dell'anello aumenta leggermente.

Firmware- l'operazione di ottenere cavità passanti o cieche in un pezzo spostando il metallo dalla zona del suo contatto con l'utensile (Fig. 3.49). La perforazione è un'operazione indipendente che serve a formare rientranze o fori in una forgiatura o un'operazione preparatoria per la successiva brocciatura o laminazione del pezzo su un mandrino. Gli strumenti per forare sono piercing, solidi e cavi (Fig. 3.50). I fori con un diametro fino a 500 mm vengono perforati con un piercing pieno utilizzando un anello di supporto, mentre i fori con un diametro maggiore vengono perforati con un piercing cavo. Il diametro del foro non deve essere superiore a 1/2-1/3 del diametro esterno del pezzo. Con un diametro di perforazione maggiore, la forma della forgiatura risulta notevolmente distorta. Nei forgiati alti, prima viene praticato un foro su un lato (circa 3/4 della profondità), quindi lo stesso foro viene utilizzato per rifinire il foro sull'altro lato, ruotando il forgiato di 180 0 . Quando si perforano forgiati sottili 1, vengono utilizzati anelli di supporto 2. Il piercing è accompagnato dallo spreco di una parte del metallo 3, che è chiamata lontra (Fig. 3.51).

Taglio- l'operazione di separazione completa di parte del pezzo lungo un contorno aperto introducendo uno strumento deformante nel pezzo (Fig. 3.52). Gli strumenti da taglio sono asce e scalpelli dritti e sagomati (Fig. 3.53). Il taglio con le asce viene effettuato per rimuovere le parti redditizie e inferiori del lingotto, il metallo in eccesso alle estremità dei pezzi fucinati o per dividere un pezzo lungo in parti più corte. Un tipo di taglio è una tacca, che serve a formare sporgenze e spalle nella forgiatura.

Piegatura - l'operazione di formare o modificare gli angoli tra le parti di un pezzo o di conferire al pezzo una forma curva lungo un dato contorno (Fig. 3.54) . La piegatura viene eseguita utilizzando vari supporti, cuscinetti, attrezzature e matrici a tampone. Questa operazione produce squadre, graffe, ganci, staffe, ecc. Nella scelta del pezzo iniziale, si dovrebbe tenere conto della distorsione della forma originale e della riduzione dell'area della sezione trasversale del forgiato nella zona di piegatura, chiamata restringimento. Per compensare il restringimento nella zona di piegatura, il pezzo viene dotato di dimensioni trasversali maggiori. Durante la piegatura possono formarsi delle pieghe lungo il contorno interno e delle crepe lungo il contorno esterno. Per evitare questo fenomeno, viene selezionato un raggio di arrotondamento appropriato per un dato angolo di piega.

Torcendo - un'operazione durante la quale una parte del pezzo viene ruotata rispetto a un'altra di un dato angolo attorno all'asse longitudinale (Fig. 3.55). La torsione viene utilizzata nella produzione di alberi a gomiti, trapani, ecc. Durante la torsione vengono utilizzate chiavi inglesi, chiavi inglesi, argani e gru a trave.

Saldatura - l'operazione di formazione di una connessione permanente mediante deformazione plastica congiunta di pezzi preriscaldati (Fig. 3.56) .

Stampaggio su matrici di supporto– un'operazione di forgiatura che consente la produzione di pezzi fucinati di configurazione piuttosto complessa (Fig. 3.57) . Utilizzato nella produzione di piccoli lotti di pezzi fucinati come teste di chiavi, teste di bulloni, dischi con mozzi, boccole con collari, ecc. Lo stampo di supporto può essere costituito da una o due parti, in cui è presente una cavità con la configurazione di un forgiato o una sua sezione separata.

Quando si produce una parte specifica, le operazioni di forgiatura si alternano in una determinata sequenza.

Un esempio di lavoro eseguito mediante forgiatura libera è la forgiatura di una leva con una forchetta (Fig. 3.58, a).

Il pezzo grezzo per la forgiatura è un'asta di sezione rettangolare. Il pezzo riscaldato viene tirato su un rettangolo della dimensione richiesta, dopo di che viene tagliato con prismi tripledrici (Fig. 3.58, b).

Riso. 3.58. La sequenza di forgiare una leva con una forchetta:

a - parte, b - intaglio, c, d, e - brocciatura e intaglio, e - piegatura, g - brocciatura

Dopo aver allungato le estremità del pezzo fino allo spessore della testa, eseguire nuovi tagli (Fig. 3.58, c) e allungare ciascuna estremità alla dimensione richiesta (Fig. 3.58 , d, e) . Successivamente, il pezzo viene piegato e, posizionando un rivestimento al centro della forcella, viene levigato. Quindi l'estremità della forcella viene tagliata (Fig. 3.58, f) e tirata con un prisma (Fig. 3.58, g ). Successivamente all'estremità della forcella viene data la sua forma definitiva per ottenere la forma di forgiatura desiderata.

Attrezzature per forgiatura

Le operazioni di forgiatura vengono eseguite su magli da forgiatura e presse idrauliche da forgiatura.

I martelli sono macchine a percussione in cui la deformazione del metallo del pezzo avviene a causa dell'energia cinetica delle parti mobili accumulata al momento dell'impatto con il pezzo. La velocità di movimento dell'utensile di lavoro al momento dell'impatto è di 3 ... 8 m/s, il tempo di deformazione è di centesimi di secondo. La caratteristica principale di un martello è la massa delle parti in movimento (molto spesso in caduta).

A seconda del tipo di azionamento, i martelli possono essere pneumatici, vapore-aria, meccanici, idraulici, a gas, esplosivi, ecc.

Secondo il principio di funzionamento, i martelli sono disponibili a singola e doppia azione. Nei martelli a singola azione, l'azionamento serve solo a sollevare le parti colpite (che cadono) e il loro movimento verso il basso viene effettuato sotto l'influenza della gravità. L'azionamento del martello a doppia azione serve sia per sollevare le parti da battere che per spostarle verso il basso. Di conseguenza, l'energia cinetica delle parti cadenti dei martelli a doppia azione è maggiore di quella dei martelli a singola azione, a parità di masse.

Tra i martelli da azionamento, quelli più utilizzati sono pneumatico. Le parti mobili, o in questo caso cadenti, sono il pistone, la sua asta e il percussore superiore. In un martello pneumatico, il sollevamento e l'abbassamento del pistone, allo stelo su cui è fissato il percussore superiore, viene effettuato utilizzando aria compressa con una pressione di 0,2 ... 0,3 MPa. L'aria compressa entra nel cilindro di lavoro da un compressore a pistoni azionato da un meccanismo a manovella-cursore da un motore elettrico separato. I cilindri di lavoro e quelli del compressore si trovano sullo stesso telaio. I martelli pneumatici hanno una massa di parti cadenti di 50 ... 1000 kg e vengono utilizzati per forgiare piccoli pezzi fucinati (fino a 20 kg).

I martelli pneumatici sono ampiamente utilizzati nelle fucine di piccole fabbriche e officine nelle aree di forgiatura manuale. Ciò è dovuto al loro basso costo, alla facilità di manutenzione e all'elevata affidabilità. Il vantaggio dei martelli pneumatici è anche l'utilizzo di energia elettrica, anziché di vapore o aria compressa, il cui utilizzo è più costoso e più difficile (come avviene con l'utilizzo dei martelli vapore-aria).

I martelli pneumatici per forgiatura hanno le seguenti caratteristiche: la massa delle parti d'impatto è 50 ... 150 kg, il numero di colpi è, rispettivamente, 225 ... 95 al minuto. Questi martelli vengono utilizzati per produrre piccoli pezzi fucinati (0,5 ... 20 kg) da prodotti lunghi.

Un martello pneumatico a doppia azione (Fig. 3.59) è dotato di due cilindri: un compressore 5 e un cilindro di lavoro 2. Il pistone del cilindro del compressore 4 riceve movimento alternativo dal meccanismo a manovella 6. L'aria compressa nel compressore Il cilindro viene alimentato attraverso i canali 3 alla parte superiore o inferiore del cilindro di lavoro, spostando rispettivamente verso il basso o verso l'alto il pistone del cilindro di lavoro 1, reso solidale allo stelo 11. All'asta è fissato il percussore superiore 10. Il percussore inferiore 9 è fissato al cuscino 8 montato sul cane 7. La massa del martello supera la massa delle parti che cadono di 10 ... 15 una volta.

L'aspetto del martello pneumatico è mostrato in Fig. 3,60.

I principali tipi di martelli per forgiatura sono vapore-aria martelli a doppia azione. La massa delle parti cadenti di tali martelli è di 1000 ... 8000 kg e il numero di colpi è rispettivamente di 71 ... 34 al minuto. Questi magli sono progettati per la produzione di pezzi fucinati di peso medio (20...350 kg). I martelli vapore-aria sono azionati dal vapore fornito attraverso una tubazione dalla caldaia ad una pressione di 0,7 ... 0,9 MPa o dall'aria compressa fornita da un compressore ad una pressione fino a 0,7 MPa. A seconda del tipo di telaio, i martelli vapore-aria sono disponibili nei tipi a colonna singola e doppia. I martelli a doppia colonna sono disponibili nei tipi ad arco e a ponte.

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Prodotti lunghi

Ampiamente usato nell'ingegneria meccanica, nell'edilizia e nei trasporti metallo laminato: lamiere, nastri, nastri, rotaie, travi ecc. Si ottiene comprimendo un lingotto metallico allo stato caldo o freddo tra i rulli rotanti di un laminatoio. In questo modo vengono lavorati l'acciaio, i metalli non ferrosi e le loro leghe.

Profilo del noleggio (la sua forma in sezione trasversale) dipende dalla forma dei rotoli. Le figure mostrano i principali profili dei prodotti di produzione laminati, denominati prodotti lunghi.

Si distinguono i seguenti profili: prodotti lunghi: semplice (cerchio, quadrato, esagono, striscia, foglio); a forma di (rotaia, trave, canale, marca e così via.); speciale (ruote, rinforzo in acciaio e così via.).

Molto spesso, i prodotti laminati vengono utilizzati come grezzi per varie parti. Ad esempio, da asta esagonale realizzare bulloni e dadi. Da tondo in acciaio le parti cilindriche vengono tornite. Prodotti laminati ad angolo utilizzato nella produzione di cornici, cornici, scaffalature, ecc.

Attraverso la laminazione è possibile conferire al pezzo la forma del pezzo finito, evitando così lavorazioni aggiuntive e, quindi, riducendo gli scarti di metallo e risparmiando tempo.

Di seguito sono riportati alcuni esempi di tipi comuni di prodotti laminati: tubi, armature, travi, canali, lamiere, angolari, nastri, ecc.

Prodotti lunghi - uno dei tipi di prodotti semilavorati. Questo è il nome dato a un prodotto del lavoro destinato all'ulteriore lavorazione e produzione di prodotti finiti.
Conosci già alcuni tipi di prodotti semilavorati: legname, compensato, filo metallico.
Lamiera diviso in foglio sottile (fino a 4 mm) e foglio spesso (oltre 4 mm

Tipi e proprietà degli acciai

Acciaio- Questo lega ferro-carbonio(fino al 2%) e altri elementi chimici. È ampiamente utilizzato nell'ingegneria meccanica, nei trasporti, nell'edilizia e nella vita di tutti i giorni.
A seconda della composizione ce ne sono diversi carbonioso E legato acciaio. L'acciaio al carbonio contiene lo 0,4...2% di carbonio. Carbonio conferisce durezza all'acciaio, ma aumenta la fragilità e riduce la duttilità. Quando si aggiungono altri elementi all'acciaio durante la fusione: cromo, nichel, vanadio ecc. - le sue proprietà cambiano. Alcuni elementi aumentano la durezza e la resistenza, altri aumentano l'elasticità, altri conferiscono anticorrosione, resistenza al calore, ecc. Gli acciai contenenti questi elementi sono chiamati legati. Negli acciai legati, gli additivi sono indicati con lettere: N - nichel , IN - tungsteno ,G - manganese , D - rame , A - cobalto , T - titanio .

Di proposito si distinguono strutturali, strumentali e speciali diventare.
Carbonio strutturale l'acciaio è di qualità ordinaria e di alta qualità. Primo- plastica, ma ha una bassa resistenza. Utilizzato per realizzare rivetti, rondelle, bulloni, dadi, filo morbido, chiodi. Secondoè caratterizzato da una maggiore resistenza. Da esso vengono ricavati alberi, pulegge, viti di comando e ingranaggi.
Acciaio per utensili ha maggiore durezza e resistenza rispetto all'acciaio strutturale e viene utilizzato per la produzione di scalpelli, martelli, utensili per filettare, trapani e frese.
Acciai speciali - si tratta di acciai con proprietà speciali: resistenti al calore, resistenti all'usura, inossidabili, ecc.
Tutti i tipi di acciaio sono contrassegnati in un certo modo. COSÌ, acciaio strutturale la qualità ordinaria è indicata da lettere San. e numero di serie da 0 Prima 7 (Arte. DI, Arte. 1 ecc. - maggiore è il numero di acciaio, maggiore è il contenuto di carbonio e la resistenza alla trazione), alta qualità - due cifre 05 , 08 , 10 ecc., mostrando il contenuto di carbonio in centesimi di punto percentuale. Utilizzando il libro di consultazione, è possibile determinare la composizione chimica dell'acciaio e le sue proprietà.
Le proprietà dell'acciaio possono essere modificate mediante trattamento termico (trattamento termico). Consiste nel riscaldamento ad una certa temperatura, nel mantenimento a questa temperatura e nel successivo raffreddamento rapido o lento. L'intervallo di temperature può essere ampio a seconda del tipo di trattamento termico e del contenuto di carbonio dell'acciaio.
Principali tipologie di trattamento termico - tempra, rinvenimento, ricottura, normalizzazione .
Per aumentare la durezza dell'acciaio viene utilizzato indurimento - riscaldamento di un metallo a una certa temperatura (ad esempio fino a 800 ° C) e raffreddamento rapido in acqua, olio o altri liquidi.
Se esposto a calore significativo e raffreddamento rapido, l'acciaio diventa duro e fragile. La fragilità dopo l'indurimento può essere ridotta di vacanze - la parte in acciaio raffreddata e temprata viene nuovamente riscaldata ad una determinata temperatura (ad esempio 200...300°C) e quindi raffreddata all'aria.
Per alcuni strumenti solo la parte operante è temprata. Ciò aumenta la durata dell'intero strumento.
A ricottura il pezzo viene riscaldato ad una certa temperatura, mantenuto a questa temperatura e lentamente(questa è la differenza principale rispetto all'indurimento) raffreddare. L'acciaio ricotto diventa più morbido e quindi più facile da lavorare.
Normalizzazione - un tipo di ricottura, avviene solo il raffreddamento in aria. Questo tipo di trattamento termico aiuta ad aumentare la resistenza dell'acciaio.

Viene effettuato il trattamento termico dell'acciaio nelle imprese industriali lavoratori termici. Il termista deve avere una buona conoscenza della struttura interna dei metalli, delle loro proprietà fisiche e tecnologiche, delle modalità di trattamento termico, utilizzare abilmente forni termici e osservare rigorosamente le norme sulla sicurezza del lavoro.

Il più importante proprietà meccaniche dell'acciaio - durezza e forza . SU durezza l'acciaio viene testato utilizzando speciali durometri. Il metodo di misurazione si basa sulla pressione di più di materiale duro: sfera in acciaio duro, cono di diamante o piramide di diamante.

Valore della durezza NV determinato dividendo il carico per la superficie dell'impronta lasciata nel metallo ( Metodo Brinell ) (Fig. a destra, UN),

oppure dalla profondità di immersione nel metallo di una punta di diamante, di una sfera d'acciaio ( Metodo Rockwell ) (riso. 6 ).

Forza l'acciaio viene determinato utilizzando macchine per prove di trazione testando campioni di forma speciale, allungandoli in direzione longitudinale fino alla rottura (Fig. a sinistra). Quando si determina la resistenza, dividere il carico maggiore che ha preceduto la rottura del campione per l'area della sua sezione trasversale originale.

TECNOLOGIA TRADIZIONALE

FUSIONE

CRISTALLIZZAZIONE/INGINGON IN FORMA METALLICA

LINGOTTO ROTANTE

Vari metodi per la produzione di acciaio inossidabile laminato.

NUOVA TECNOLOGIA

FUSIONE

OTTENERE I GRANULI

PRESSATURA

SINTERIZZAZIONE IN FORNO

LAMINAZIONE "BILLETTE"

le aree possono essere sufficienti per la formazione di composti chimici.

Pertanto, i bordi del grano nell'acciaio inossidabile rappresentano spesso strati particolari con una composizione chimica e, quindi, proprietà diverse dal corpo del grano. In molti casi, questi strati risultano essere potenziali fonti di corrosione.

Pertanto, pulire l'acciaio inossidabile dalle impurità nocive è la riserva più importante per migliorarne la qualità, prolungarne la durata e, di conseguenza, risparmiare elementi di lega scarsi. Questo è il motivo per cui i metallurgisti hanno adottato una varietà di mezzi per raffinare l'acciaio, compreso l'alto vuoto, l'uso di fonti di calore "pulite" per la fusione (ad esempio plasma, elettroni e raggi laser), lo spurgo con gas inerti, ecc.

Ecco un esempio che dà un'idea dei vantaggi della raffinazione. È noto da tempo che gli acciai inossidabili contenenti il ​​20-30% di cromo sono dotati di elevata resistenza alla corrosione. Tuttavia, il loro utilizzo come materiale strutturale è molto limitato a causa della grande fragilità che presentano questi materiali e i loro giunti saldati. La fragilità si verifica a causa della presenza di carbonio e azoto nell'acciaio, il cui contenuto totale è di circa 0,10-0,16%; I metallurgisti hanno stabilito che riducendo il contenuto di queste impurità al livello dello 0,01% si elimina la fragilità. Al posto del cromo-nichel è possibile utilizzare acciaio extra puro con il 28% di cromo

degli acciai nella produzione di acido nitrico, soda caustica negli impianti e produzione di dissalazione dell'acqua concimi minerali! In termini di resistenza alla fessurazione da corrosione, soprattutto gli acciai al cromo puro non sono inferiori agli acciai al cromo-nichel contenenti il ​​30-40% di nichel scarso.

La pulizia dell'acciaio inossidabile dalle impurità non è l'unico metodo tecnologico in grado di migliorarne la qualità. Anche la tecnologia di produzione della billetta fusa, che viene poi utilizzata per la forgiatura o la laminazione, gioca un ruolo altrettanto importante.

Si scopre che quando un metallo liquido cristallizza, in esso si verificano inevitabilmente processi di segregazione, cioè divisione in volumi di dimensioni maggiori o minori che differiscono tra loro per composizione chimica. Questo fenomeno è del tutto naturale ed è ben descritto dalle leggi della cristallizzazione dei solidi dallo stato liquido. Di norma, a un maggiore doping corrisponde anche un maggiore grado di segregazione. In un lingotto sufficientemente grande, la differenza nel contenuto di elementi in diversi punti può raggiungere il 2-3%. L'eterogeneità della liquefazione viene ereditata dall'acciaio durante le successive lavorazioni, rimanendo nei prodotti. L'eterogeneità chimica porta all'eterogeneità delle proprietà e questo non è sempre accettabile.

Come possiamo eliminare questo difetto, che sembra essere insito nelle leghe?

E qui una tecnologia fondamentalmente nuova è venuta in soccorso.

Affinché avvenga la liquidazione

zione, gli elementi di lega devono percorrere un certo percorso durante la transizione dell'acciaio dallo stato liquido a quello solido. Come possiamo accorciare la durata di questo percorso? Ovviamente è necessario ridurre il più possibile il tempo di cristallizzazione. Ciò può essere ottenuto riducendo significativamente il volume di cristallizzazione ad una velocità di raffreddamento elevata. Se il volume di cristallizzazione viene ridotto alla dimensione di una goccia raffreddata da un gas inerte che scorre, il grado di eterogeneità della liquefazione in esso sarà molto inferiore rispetto a un grande lingotto che si solidifica lentamente. È stato possibile stabilire che la segregazione praticamente non ha il tempo di svilupparsi se la cristallizzazione avviene nel volume di granuli con un diametro di 20 -50 μm. Questo principio è la base per la nuova tecnologia attualmente in via di sviluppo per la produzione di acciai altolegati, compresi gli acciai inossidabili.

L'uso degli acciai inossidabili risale a soli settant'anni fa, ma il loro aspetto ha giocato un ruolo enorme nello sviluppo dell'industria globale nel XX secolo. Dopotutto, senza di loro i colossali successi ottenuti nel campo dell’energia nucleare, dell’aviazione e della tecnologia spaziale e in molti altri settori dell’economia moderna sarebbero stati impossibili. E dal fatto che sia gli stessi acciai inossidabili che la tecnologia per la loro produzione continuano a migliorare, non è difficile prevederlo: questi materiali più di una volta avranno voce decisiva nel futuro progresso scientifico e tecnologico.

Tra i rulli nella direzione della freccia. Durante il passaggio tra i rulli l'altezza del pezzo H diminuisce fino ad h, e la lunghezza aumenta. Grandezza Si chiama H-h valore assoluto di compressione e il rapporto ( H - h )/H * 100% — grado di compressione , O compressione relativa .

processi rotolamento" larghezza="293" altezza="250">

rotolamento metallo" larghezza="353" altezza="375">

UN - lamiera, b - profili

Si compongono diverse gabbie interconnesse dotate di speciali dispositivi ausiliari Molino a cilindri.

A seconda dei prodotti fabbricati, ci sono laminatoi per lamiere (produzione di lamiere), laminatoi per profilati (produzione di travi, barre, nastri), laminatoi per tubi (produzione di tubi), laminatoi per rotaie e travi e laminatoi speciali.

I laminatoi ad alta potenza progettati per il dimensionamento preliminare di lingotti di grandi dimensioni sono chiamati laminatoi per blumi e lastre. Macchine per fioriture con diametro rotoli da 840 a 1150 mm permettono di ottenere prodotti sotto forma di lingotti compressi con sezione da 140 x 140 a 450x450 mm. Tali lingotti compressi a sezione quadrata (fioriture) pesano fino a 10-12 tonnellate o più.

Foglio noleggio varia:

profili noleggio" larghezza="650" altezza="198">

Riso. 3. Principali tipologie di profili laminati: UN - acciaio quadrato, B- acciaio tondo, nbsp; V— nastri di acciaio, nbsp; G - triangolare, opale, semicircolare, segmentale, D — acciaio angolare, disuguale ed equilatero, e - canali, g - Trave a I in acciaio, e - Trave a T in acciaio, e - rotaie, a - acciaio verde, l - colonna in acciaio

Laminazione senza lingotti.

Il metodo mostrato in Fig. 4, fai rotolare il metallo liquido fuori dalla siviera 1 attraverso la grondaia 2 inviato nell'imbuto 4 tra due rulli rotanti 3, raffreddato dall'acqua.

Avvolgimento di tubi.

Un ramo speciale del rotolamento è produzione di tubi, ampiamente utilizzati nell'ingegneria meccanica, nell'edilizia, nella perforazione esplorativa, per condotte idriche, petrolifere e di gas, ecc.

L'enorme bisogno dell'economia nazionale per la produzione di tubi è stato causato dall'invenzione dei mulini ad altissima velocità. Le unità di saldatura dei tubi del forno operanti negli stabilimenti metallurgici di Chelyabinsk e Taganrog hanno la velocità più alta al mondo. Ogni minuto