پارامترهای موثر بر تولید نورد گرم
یکی از رایج ترین فرآیندهای تولید محصولات فولادی، روش نورد گرم است. در روش نورد گرم مواد خام گداخته شده بین غلتک های مختلف رد می شوند. این غلتک ها بر خلاف جهت یکدیگر حرکت می کنند و با فشار وارده به ماده خام، ضخامت ورق را تغییر می دهند.
این فرآیند تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند فشار غلتک ها، قطر رول ها، اصطکاک بین غلتک ها و قطعه کار، دمای نورد، سرعت غلتک و ضخامت ورودی قطعه کار قرار دارد که در این مقاله می خواهیم به بررسی تک تک آنها بپردازیم.
- فشار غلتک ها. یکی از عواملی که در تولید محصولات نهایی نورد گرم به ویژه ورق سیاه تأثیر گذار است، فشاری است که غلتک ها به اسلب وارد می کنند. در اثر فشاری که غلتک ها به اسلب وارد می شود، ضخامت آن هم به اندازه های مختلفی در می آید. بنابراین میزان فشاری که غلتک ها وارد می کنند، تعیین کننده ضخامت ورق سیاه است و به گونه ای روی محصول نهایی تأثیر گذار است.
- قطر غلتک. یکی از پارامترهای بسیار مهم و تأثیر گذار بر تولید نورد گرم، قطر غلتک های نورد است. هرچه قطر غلتک های نورد افزایش پیدا کند، نیروی وارده به ورق هم بیشتر می شود و هرچه قطر غلتک کمتر شود، نیروی کمتری به ورق وارد می شود. اگر قطر غلتک کم باشد، تغییرات بیشتری می توان در ضخامت ورق ایجاد کرد.
- اصطکاک بین غلتک ها. میزان اصطکاک بین غلتک ها و اسلب روی کشش ورق و اندازه طول آن تأثیر گذار است. برای کشش ورق و رسیدن به طول دلخواه، نیروی اصطکاک نیاز است. هرچه نیروی اصطکاک کاهش یابد، طول ورق سیاه هم کاهش می یابد. برای رسیدن به ورق با طول بیش از ۲٫۵ متر، اصطکاک بیشتری باید بین غلتک ها ایجاد شود. از این رو اصطکاک بین غلتک ها و ورق عامل بسیار مهمی در تولید نورد گرم به شمار می رود.
- دمای نورد. حرارتی که به اسلب داده می شود و معمولا بالای ۹۲۶ درجه سانتی گراد است باعث ایجاد تغییرات در مولکول های اسلب شود و اسلب را آماده شکل گیری شود. دمای نورد باید برای مدت زمان خاصی نگه داشته شود تا نورد به شکل مورد نظر درآید. برای همین کنترل دمای نورد، پارامتر مهمی در تولید نورد گرم به شمار می رود.
- سرعت غلتک. غلتک ها سرعت دورانی مختلفی دارند. هر چه سرعت غلتک ها بیشتر شود، زمان کل فرآیند هم کمتر می شود.
- ضخامت ورودی قطعه کار. هر چه ضخامت قطعه ورودی کار بیشتر شود، نیروی نورد هم افزایش می یابد زیرا درصد کاهش سطح مقطع ثابت می ماند. درصد کاهش مقطع نشان می دهد که تا چه اندازه قطعه کار باریک شده است. همچنین با افزایش ضخامت قطعه ورودی، زمان نورد گرم بیشتر می شود.
تأثیر آلیاژهای به کار رفته در فولاد بر نورد گرم
آلیاژهای به کار رفته در فولاد، در کیفیت نورد گرم و محصول نهایی آن تأثیر می گذارد و بر اساس آن محصولات فولادی با درجه آلیاژ متفاوت تولید می شوند. علت استفاده از آلیاژ در فولاد، بهبود خواصی مانند مقاومت در برابر فرسودگی و خوردگی، افزایش سختی و چقرمگی و استحکام در دمای بالا است. اما هر یک از این آلیاژها، تأثیری روی نورد گرم می گذارند که با هم به بررسی آنها می پردازیم.
- کربن. یکی از مهم ترین آلیاژهای به کار رفته در فولاد است که هرچه بالاتر باشد، میزان سختی و مقاومت نورد گرم را افزایش می دهد.
- منگنز. از اثرات منگنز در محصول نهایی نمی توان چشم پوشی کرد. منگنز در واقع یک دی اکسیدان ملایم است که به عنوان یک پاک کننده عمل می کند و گوگرد و اکسیژن را از نورد گرم مذاب خارج می کند. همچنین وجود منگنز، مقاومت کششی نورد گرم را افزایش می دهد و به فرآیند کشش کمک می کند.
- فسفر. اثر عنصر فسفر روی نورد گرم بسته به غلظت، مختلف است. حداکثر مقدار فسفر در فولاد ، بین ۰٫۰۳ تا ۰٫۰۵ درصد است . در فولادهای کم آلیاژ با استحکام بالا باعث، میزان فسفر تا ۰٫۱۰ درصد باعث افزایش استحکام و همچنین بهبود مقاومت فولاد در برابر خوردگی می شود.
- گوگرد. زمانیکه از مقادیر زیادی گوگرد در فولاد به کار برود، ماشین کاری را بهبود می بخشد اما شکل پذیری عرضی و چقرمگی نورد گرم را کاهش می دهد.
- نیتروژن. عملکرد نیتروژن به مانند کربن است. با استفاده از روش های نوینی که امروزه برای تولید نورد گرم استفاده می شود، گاهی اوقات نیتروژن را جایگزین کربن می کنند تا سختی محصول نهایی بیشتر شود. وجود عنصر نیتروژن به عنوان آلیاژ در فولاد، خواص مکانیکی نورد گرم را بهبود می بخشد.
کلام آخر
در تولید نورد گرم پارامترهای مختلفی موثر است. هنگام تولید نورد گرم عوامل موثری مانند سرعت غلتک های نورد، فشار وارده به غلتک ها، دمای نورد، ضخامت ورودی قطعه کار و حتی نوع آلیاژهای به کار رفته در فولاد، تأثیر گذار هستند. هر یک از این پارامترها تأثیر مستقیمی روی ضخامت و خواص نورد گرم می گذارند که کیفیت محصول نهایی را تعیین می کند.
