إنتاج الصلب، من خام الحديد إلى المنتج النهائي، ينطوي في المقام الأول على أربع مراحل: التلبيد، وصناعة الحديد، وصناعة الصلب، والدرفلة. في المقالات السابقة، استكشفنا الجوانب الرئيسية لصناعة الصلب بالتفصيل. الآن، سوف نركز على عملية درفلة الفولاذ، ونتعمق أكثر في عملية الإنتاج من السبائك إلى المنتج النهائي. باعتبارها المرحلة النهائية لإنتاج الصلب في مصانع الصلب الحديثة، فإن الدرفلة لها أهمية لا يمكن إنكارها.
نظرة عامة على درفلة الصلب
تعتبر درفلة الفولاذ خطوة رئيسية في إنتاج الصلب. إنه يحول سبائك الفولاذ إلى الحجم والشكل المطلوب من خلال التشوه البلاستيكي بين الأسطوانات الدوارة. إن عملية درفلة الفولاذ هي عملية مصممة بعناية تشمل إعداد الخامات والتسخين والدرفلة والتشطيب. يتم تحقيق شكل المنتج المطلوب من خلال تغيير الشكل بين البكرات الدوارة.
إن دحرجة الفولاذ عبارة عن عملية تشكيل بالضغط -يتم إجراؤها بين بكرات دوارة لتغيير شكل سبيكة أو قطعة من الفولاذ. تتكون هذه العملية المصممة بعناية من خطوات متعددة تشكل معًا عملية درفلة الفولاذ الكاملة.
شرح تفصيلي لعملية دحرجة الصلب
إعداد الفاتورة والتدفئة
يشمل إعداد الفاتورة المعالجة السطحية والمعالجة الحرارية. يوفر التسخين ظروف درجة الحرارة اللازمة للدرفلة وهو خطوة مهمة بشكل خاص في عملية الدرفلة على الساخن. هذه هي الخطوة الأولى في إنتاج درفلة الفولاذ وتتضمن تنظيف عيوب السطح، وإزالة الترسبات الكلسية، والمعالجة الحرارية المسبقة للقضبان. يعد التسخين أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص في عملية الدرفلة على الساخن، لأنه يوفر ظروف درجة الحرارة اللازمة لعملية الدرفلة.
المتداول والتشطيب من الصلب
الدرفلة هي الخطوة المركزية في إنتاج درفلة الفولاذ. هنا، يتم تشويه قطعة الخام من خلال الدرفلة، وهذه العملية لها تأثير حاسم على جودة المنتج النهائي. التشطيب هو الخطوة النهائية التي تضمن الجودة النهائية وتشمل اللف والتبريد والتقويم. تشمل متطلبات جودة المنتج جوانب متعددة، بما في ذلك الشكل الهندسي، ودقة الأبعاد، والبنية الداخلية والخصائص، والانتهاء من السطح. باعتبارها الخطوة النهائية في إنتاج درفلة الفولاذ، فهي مسؤولة عن ضمان جودة المنتج النهائي. يختلف محتوى عملية التشطيب وفقًا للمتطلبات الفنية للمنتج، ولكنها تشتمل عادةً على اللف، والتبريد اللاحق للدرفلة، والتقويم، والمعالجة الحرارية النهائية، وتنظيف السطح، والطلاء.
طرق درفلة الفولاذ
الدرفلة على الساخن والدرفلة على البارد
تتم عملية الدرفلة على الساخن عند درجات حرارة عالية، بينما تتم عملية الدرفلة على البارد في درجة حرارة الغرفة. يعتمد الفرق على درجة حرارة إعادة بلورة المعدن. من الصعب تشويه سبائك أو قطع الصلب ومعالجتها في درجة حرارة الغرفة، لذلك يتم تسخينها إلى ما بين 1100 درجة و1250 درجة للدرفلة. وتسمى هذه العملية الدرفلة على الساخن. يعتبر الدرفلة التي يتم إجراؤها في درجة حرارة الغرفة بشكل عام درفلة باردة. من وجهة النظر المعدنية، يعتمد التمييز بين الدرفلة الساخنة والباردة على درجة حرارة إعادة بلورة المعدن. يعتبر الدرفلة تحت نطاق درجة حرارة إعادة التبلور من 450 درجة إلى 600 درجة درفلة باردة، بينما يعتبر الدرفلة فوق نطاق درجة الحرارة هذا درفلة ساخنة.
التدحرج الطولي والعرضي-
في التدحرج الطولي، تتحرك قطعة العمل بشكل عمودي على محور اللف؛ في الدرفلة المتقاطعة-، تدور قطعة العمل حول خط الوسط، بالتوازي مع محور اللف. الدرفلة الطولية، والمعروفة أيضًا باسم الدرفلة الطولية، هي أكثر أنواع عمليات الدرفلة شيوعًا. في هذه الطريقة، تمر المادة الملفوفة بين بكرتين دوارتين متعاكستين، وتتحرك بشكل عمودي على محور اللفة، مع تحرك قطعة العمل للأمام عبر الفجوة الموجودة بين وجوه اللفة. من ناحية أخرى، تشتمل الدرفلة المتقاطعة على دوران قطعة العمل بين البكرات حول خط الوسط الخاص بها، مع خط الوسط الموازي لمحور اللفة، وتتعرض للضغط في الاتجاه العرضي فقط.
نظام عملية المتداول
نظام التشوه المتداول
يتضمن نظام التشوه المتداول التشوه الكلي وتوزيعه بين وحدات الدرفلة المختلفة. ينعكس نظام تشوه القسم الفولاذي في تصميم التمرير. وهو يشمل التشوه الكلي من المواد الخام إلى المنتج النهائي في ظل ظروف دلفنة محددة، وعدد مرات الدرفلة، وتوزيع التشوه بين وحدات الدرفلة المختلفة، وطريقة الدرفلة. في إنتاج المقاطع الفولاذية، يتم دحرجة قطعة العمل عبر الممر في تمريرات متتالية. ولذلك، فإن نظام تشوه القسم الفولاذي ينعكس بشكل أساسي في تصميم الممر. يشمل تصميم التمرير جوانب متعددة، بما في ذلك تحديد التمرير، وتوزيع معامل الاستطالة، وتصميم ملف تعريف المقطع العرضي -، وتصميم تمرير التدحرج.
نظام درجة الحرارة المتداول
يتم تحديد درجة حرارة قطعة العمل في كل مرحلة. تحتوي مصانع الدرفلة الحديثة على معدات للتحكم بدقة في درجة الحرارة. يحدد هذا النظام درجات حرارة البداية والنهاية لقطعة العمل أثناء عملية الدرفلة. غالبًا ما تكون مصانع الدرفلة الحديثة مجهزة بمعدات مثل خزانات المياه المتوسطة للتحكم بدقة في درجة الحرارة في كل مرحلة. أثناء درفلة مقطع الفولاذ، يجب التحكم بشكل صارم في العديد من المعلمات الرئيسية، بما في ذلك درجة حرارة بداية اللف، ودرجة حرارة اللف النهائية، ودرجة حرارة التشوه، ودرجة حرارة التبريد الأولية، ودرجة حرارة التبريد المتوسطة، ودرجة حرارة طبقة التبريد المنخفضة، ودرجة حرارة طبقة التبريد المنخفضة.
التحكم في سرعة الدوران
يعد التحكم في السرعة الخطية للبكرات في كل تمريرة لضمان معدل تدفق معدني متساوٍ أمرًا بالغ الأهمية. يتضمن ذلك لوائح محددة للسرعة الخطية للفة في كل تمريرة وفي مراحل مختلفة من عملية التدحرج، والمعروفة أيضًا باسم لوائح السرعة. الأنواع المختلفة من مصانع الدرفلة لها متطلبات ولوائح خاصة بالسرعة. في مطحنة الدرفلة المستمرة، يعد الحفاظ على معدل تدفق معدني متساوي عبر جميع الحوامل أمرًا بالغ الأهمية، والذي يتم تحقيقه من خلال التحكم وضبط سرعات الدرفلة لكل مطحنة.
معدات المتداول
تصنيف معدات المتداول
يمكن تقسيم المعدات الميكانيكية في مصنع الدرفلة إلى القطار الرئيسي والمعدات المساعدة الأخرى بناءً على وظائفها. تعتبر البكرات المكونات الأساسية للقطار الرئيسي، وتختلف أنواعها حسب استخدامها. المعدات الرئيسية التي تشوه المعدن داخل اللفات الدوارة تسمى القطار الرئيسي لمطحنة الدرفلة. تشمل المكونات الأساسية للقطار الرئيسي المحرك الرئيسي وآلات النقل ومصانع الدرفلة. ويختلف تكوينها وفقًا لترتيب المطحنة، وطريقة القيادة، وآلية النقل. على سبيل المثال، تتكون مطحنة الدرفلة عادةً من إطار، ولفائف، وأجهزة ضبط لفة، وأجهزة موازنة لفة، ومحامل لفة.
يمكن تصنيف البكرات، باعتبارها مكونات رئيسية للقطار الرئيسي، إلى ثلاثة أنواع رئيسية: لفائف مطحنة الألواح والشريط، ولفات مطحنة المقطع، ولفات مطحنة الأنبوب، اعتمادًا على نوع المطحنة. عادة ما تكون لفات مطحنة الألواح والشرائط أسطوانية. تحتوي -لفات الأشرطة المدرفلة على الساخن على أسطوانة مقعرة قليلاً للحفاظ على الشكل الجيد على الرغم من التمدد الحراري، في حين أن-لفات الأشرطة المدرفلة على البارد تحتوي على أسطوانة محدبة قليلاً للحفاظ على الشكل الممتاز تحت قوى الانحناء. إن بكرات مطحنة المقطع محززة، ويتطلب تخطيطها تصميمًا دقيقًا يعتمد على عملية الدرفلة لقسم الصلب. تم تصميم الأسطوانات المستخدمة في دحرجة الأنابيب بناءً على مبدأ الدرفلة المتقاطعة وقد تكون مخروطية الشكل، أو على شكل أسطوانة-، أو على شكل قرص-.
