Jak se vyrábějí plechy válcované za tepla?
Plechy se vytvářejí během tepelně-plastického zpracování.
Tepelně-plastické zpracování se provádí za účelem získání vhodného tvaru a požadovaných mechanických vlastností. V závislosti na teplotě, při které se proces provádí, se rozlišuje:
- vysokoteplotní (horké) zpracování
- nízkoteplotní (studené) zpracování.
Hranicí dělení je teplota rekrystalizace, která je přibližně 0,5÷0,6 teploty tání deformovaného kovu, vyjádřená ve stupních Kelvina. Materiály s velkým průřezem se deformují za tepla. Válcování plechů za tepla se obvykle provádí při teplotě přibližně 1200 ℃.
Při použití správných parametrů procesu, tj. teploty, stupně rýhování a rychlosti deformace, mohou plechy dosáhnout velmi dobrých mechanických a svařovacích vlastností a mohou být podrobeny dalším procesům. Díky vysokoteplotnímu zpracování plechů a tím i menší spotřebě energie na jejich deformaci jsou plechy válcované za tepla levnější než plechy válcované za studena.
Začněme pojmem plochý výrobek....
Plochý výrobek je výrobek s obdélníkovým průřezem, jehož šířka "b" je mnohem větší než tloušťka "h".
Z hlediska šířky rozlišujeme
- plechy (šířka b > 600 mm)
- pásy (šířka b ≤ 600 mm).
Z hlediska tloušťky se ploché výrobky dělí na
- desky (tloušťka h > 3 mm)
- tenké desky (tloušťka h ≤ 3 mm).
Proces kontinuálního válcování CSP
Výchozí surovinou pro výrobu plechů jsou ploché ingoty, nejčastěji z procesu kontinuálního odlévání oceli (COS ) nebo v minulosti z válcování na šablonách. Ingoty se zahřívají na teplotu 1150÷1250 ℃. Válcování ingotů probíhá v kontinuální válcovací stolici na pásové desce.
V současné době se proces COS kombinuje s procesem válcování za tepla do jednoho integrovaného systému, např. metody CSP (obrázek 1) (Compact Strip Production).
Obr. 1 Zařízení CSP - Compact Strip Production ve společnosti Thyssen Krupp Stahl AG (zdroj: M.Dziarmagowski, T.Kargul, M.Skalski, Development of the integrated strip sheet production process)
Tento způsob výroby plechů výrazně zkracuje výrobní linku a dobu od vypuštění kovu do pánve po hotový pásový výrobek.
Po výstupu ze stroje COS je pás řezán pomocí nožů a na samohybkách přenesen do ohřívací pece, aby se vyrovnala teplota v celém řezu. Za pecí jsou instalovány další nůžky a zařízení na odstraňování vodního kamene.
Válcovací linka se skládá ze skupiny sedmi quarto válců. Ve skupině sedmi stanic probíhá válcování kontinuálně. Ve válcovací skupině quarto se provádí základní deformace, při níž se snižuje tloušťka pásu. Po opuštění poslední klece může být plech podroben regulovanému chlazení vodním postřikem v laminární chladicí věži a poté se válcuje do svitků. V typické lince CSP tvoří kvarto válce souvislou skupinu a navíc musí být splněna podmínka plynulého toku materiálu mezi válci.
Válce jsou řízeny počítačem na základě měření tvaru pásu, teploty, rychlosti válcování a tlaků na válce. Integrovaný systém válcování zajišťuje sníženou spotřebu energie na úkor využití tepla obsaženého v ingotu, snižuje znečištění životního prostředí, eliminuje systém předválcování, zkracuje válcovací linku a snižuje investiční náklady.
Další metody výroby plechů
Proces výroby plechů se vyvíjel s rozvojem průmyslu a technologií, a proto jsou známy různé metody výroby, které se liší například způsobem ohřevu (indukční, obloukový, přídavná ohřívací pec). Úpravy linek se provádějí s cílem zabránit praskání plechů a zvýšit efektivitu výroby a snížit náklady.
V současné době jsou známé tyto způsoby
- proces CSP - výroba kompaktních pásů
- proces ISP - Inline Strip Production (výroba pásků v řadě)
- proces DSP - přímá výroba plechů
- proces DSC - Direct Strip Casting
- proces KTN - Krupp Thyssen Nirosta
Charakteristickými rysy linky ISP je tzv. přehřívání odlévaného pásu, tj. deformace jádra ingotu v polotekutém stavu, a přímé válcování při vysokých teplotách poté, co pás opustí linku COS. K dalším metodám patří také: použití ohřevu pramene v indukčních pecích a použití navíječů typu Cremona umístěných v pecích před dokončovací linkou válcovacích tratí, aby se vyrovnala teplota v celém svitku a snížil se teplotní rozdíl mezi začátkem a koncem pramene.
Plechy a pásy válcované za tepla se široce používají v automobilovém, leteckém a kosmickém průmyslu, energetice, stavebnictví a při výrobě domácích spotřebičů. Kromě toho jsou surovinou pro válcování plechů a pásů za studena a pro výrobu otevřených a uzavřených ohýbaných profilů za studena. Plechy a pásy jsou svinuté.
Výhody a nevýhody válcování za tepla
Výhody:- dochází k úplné rekrystalizaci materiálu
- plastický odpor kovu je velmi nízký, takže tažnost kovu je vysoká a lze snadno získat složité tvary,
- na zahřátí kovu na teplotu tváření se spotřebuje velké množství energie
- povrch oceli je pokryt vrstvou okují, které je třeba odstranit.
Zpět na hlavní stránku blogu
Zpět na stránku blogu