التكنولوجيا الجديدة لصلب و تخليل الفولاذ المقاوم للصدأ المدلفن على البارد ومميزاته
وفقًا للمعيار الأوروبي EN10088 / 2 ، فإن شريط الفولاذ المقاوم للصدأ المدلفن على البارد يتم عادةً تقسيم الموفر حاليًا إلى نوعين من الأسطح:
1) سطح 2D / 2B: السطح بعد الدرفلة على البارد ، التلدين ، التخليل ، والتسوية ؛
2) سطح 2R: السطح بعد الدرفلة على البارد ، التلدين اللامع (BA) ، والتسوية.
سطح 2D / 2B ، يتم إنتاجه عادةً عن طريق خط التلدين والتخليل المستمر الأفقي عالي الإنتاجية ، يمكن أن يصل الإنتاج إلى 150 طن / ساعة ، ويتم إجراء عملية تلدين الشريط الفولاذي في جو مؤكسد (خليط غاز الاحتراق). يجب إزالة طبقة الأكسيد الناتجة أثناء التلدين ، ثم استعادة حالة التخميل. عادة ما يتم الانتهاء من هذه العملية عن طريق إزالة الترسبات التحليلية والتخليل الكيميائي. يستخدم التخليل الكيميائي بشكل عام محلول حمض مختلط (حمض النيتريك وحمض الهيدروفلوريك). تتطلب الكميات الكبيرة الناتجة من الملوثات ، مثل أكاسيد النيتروجين والنترات في مياه الصرف الصحي والحمأة ، عمليات معالجة خاصة.
سطح 2R ، يتم إنتاجه على خط تلدين عمودي ساطع. صلب الشريط الصلب في خليط هيدروجين-نيتروجين للتحكم في نقطة التكثف ، وبالتالي منع أكسدة سطح الشريط دون الحاجة إلى التخليل. ومع ذلك ، فإن الفرن العمودي يحد من الإنتاجية ، وفي الوقت الحالي ، يمكن أن يصل الحد الأقصى فقط إلى حوالي 20t / h-25t / h. نظرًا لخصائص المرآة والمظهر الجيد ، فإن منتجات السطح 2R أكثر شيوعًا من 2D / B.
من خلال الجمع بين المزايا الرئيسية للعمليتين ، تم تطوير تقنية عملية مبتكرة وتطبيقها على معالجة التلدين والتخليل لشرائط الفولاذ المقاوم للصدأ المدرفلة على البارد.
1 العملية والتكنولوجيا
تدفع عولمة السوق مصنعي الصلب إلى البحث عن عمليات وتقنيات جديدة لتقليل تكاليف الإنتاج وزيادة القدرة التنافسية وتحسين جودة المنتج وفي نفس الوقت تقليل التأثير البيئي لعملية الإنتاج. سعياً لتحقيق هذا الهدف ، تم تطوير تقنية جديدة لإنتاج شرائط الفولاذ المقاوم للصدأ التي يمكن أن تحصل على جودة سطح محسّنة قريبة من 2R ، مع الحفاظ على نفس القدرة الإنتاجية وتكلفة الإنتاج مثل خط التلدين والتخليل التقليدي. مزاياها الإضافية هي أنه يمكن أن يقلل من التأثير البيئي لعملية التخليل الكيميائي.
بالمقارنة مع خط التلدين والتخليل التقليدي ، يمكن للعملية الجديدة أن تقلل بشكل كبير من أكسدة الشريط في قسم التلدين. لذلك ، يمكن أيضًا التخلص من معالجة التخليل الكيميائي أو تقليل استخدامها ، وذلك للحصول على جودة سطح جيدة ، وتوفير تكلفة معالجة التخليل وتقليل كمية النفايات السائلة التي يجب تحييدها. يتم التحكم في تكوين طبقة الأكسيد من خلال دورة معالجة حرارية خاصة للشريط والتحكم الدقيق في كمية الأكسدة في جو التلدين لكل خطوة من خطوات العملية (قسم التسخين والتبريد) ، خاصة في قسم العمليات ذات درجة الحرارة العالية. تتضمن الخطوات الرئيسية لتقنية العملية هذه الأقسام التالية:
1) قسم التسخين السريع تحت جو مؤكسد متحكم فيه ، حيث يتم تشكيل نواة أكسيد بلورية وطبقة أكسيد رفيعة ؛
2) قسم التلدين ، أكمل تحويل المعادن (للحصول على الخصائص الميكانيكية المطلوبة ، حجم الحبيبات ، محلول الكربون الصلب ، إلخ) ، يتم إجراء التلدين في جو غير مؤكسد (النيتروجين) للحد من نمو طبقة الأكسيد ؛
3) في قسم التبريد تحت جو غير مؤكسد ، يمكن أن يتجنب معدل التبريد ترسيب الكربيدات ؛
4) الإزالة الكهربائية الفعالة للموازين ؛
5) يمكن أن يقلل قسم التخليل الكيميائي البسيط من التأثير على البيئة وينتج أسطحًا خاملة. للحصول على أفضل سطح ، يمكن إلغاء هذه الخطوة.
2 البحث والتطوير
بدءًا من عملية إنتاج التلدين والتخليل المستمرة للفولاذ المقاوم للصدأ والمعرفة الفنية للشركة المصنعة ، يتم إجراء البحث والتطوير الأولي في منشأة المعالجة في المختبر. في وقت لاحق ، تم إجراء التحقق التجريبي للعملية الجديدة على وحدة تجريبية تلدين مستمرة مصممة ومصممة خصيصًا. كما تم إجراء اختبارات خصائص السطح واختبارات التخليل لألواح العينة الملدنة.
(1) صلب
بحث عن ظاهرة أكسدة الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304 في ظل عملية التلدين التقليدية والعملية الجديدة ، تظهر النتائج أنه في قسم التسخين الأولي (850 ℃ ～ 950 ℃) من التلدين في ظل العملية الجديدة ، يتحقق الحد من الأكسدة من خلال اعتماد هواء أعلى - نسبة الوقود عن العملية التقليدية. تم الحصول عليها ، وبالتالي تشكيل طبقة أكسيد رقيقة واقية في جو متحكم فيه. التلدين عند درجة حرارة أعلى (عادة ما يتم تكوين كمية كبيرة من الأكسدة في هذه المرحلة) ، باستخدام جو غير مؤكسد لمنع نمو الأكاسيد ، وبالمثل ، في قسم التبريد ، فإن استخدام جو غير مؤكسد يمنع أيضًا المزيد من الأكسيد إنتاج.
(2) التخليل
عادة ما يتم تقسيم قسم التخليل لخط التخليل الصلب المدرفل على البارد إلى جزأين. يقوم قسم التحليل الكهربائي بإذابة طبقة الأكسيد ، والقسم الكيميائي (حمض النيتريك المختلط وحمض الهيدروفلوريك أو تجمع الملح البيئي) يزيل مقياس الأكسيد المتبقي ويعيد السطح المخمل عن طريق إذابة طبقة التفاعل الداخلية.
نظرًا لأن العملية الجديدة تقلل من توليد طبقات الأكسيد ، يمكن إزالة طبقة الأكسيد الرقيقة بسهولة عن طريق إزالة الترسبات الكهربية البسيطة في قسم التحليل الكهربائي التقليدي. بعد المعالجة بالتحليل الكهربائي ، يكون سطح الشريط الفولاذي غير مؤكسد ، مما يظهر جودة سطح قريبة من 2R.
أخيرًا ، تضمن المعالجة الكيميائية الطفيفة (درجة حرارة منخفضة ، محتوى منخفض من حمض الهيدروفلوريك ، وقت معالجة قصير) أنه حتى في بيئة العمل غير القياسية لخط التلدين والتخليل (مثل فترة انتقال الفرن الناتجة عن التغيرات في ناتج الإنتاج والمواد الواردة ، وخفض سرعة خط الإنتاج ، وما إلى ذلك) يمكن أيضًا تحقيق التخليل الكامل. نظرًا لتقليل ظاهرة الأكسدة إلى حد كبير وتقليل تفاعل سطح الشريط الفولاذي ، فإن التخليل الكيميائي الطفيف النهائي يقلل بشكل كبير من فقد المواد ووقت التخليل مقارنة بالعملية التقليدية.
(3) مصنع تجريبي
يمكن لخط اختبار التلدين الذي تم بناؤه أن يعالج باستمرار سمك 0.4 مم 2.0 مم وشريط فولاذي بعرض 300 مم بسرعة وحدة قصوى تبلغ 10 م / دقيقة. تتميز الوحدة بتصميم معياري ويمكنها تكرار دورات التلدين وأجواء الفرن المختلفة. يمكن للمواد المقاومة للحرارة المستخدمة أن تتحمل درجات حرارة تصل إلى 1400 درجة مئوية في منطقة التسخين ومجهزة بأدوات التحكم في العملية. عندما يصل الشريط الفولاذي إلى المنطقة الثانية من الفرن ، تصل درجة الحرارة إلى أعلى مستوياتها ، وفي هذا الوقت يتم تسخينها بشكل غير مباشر عن طريق تسخين المقاومة أو الأنابيب المشعة. تم إجراء عدد كبير من التجارب على هذه الوحدة ، مكرسة للبحث عن أفضل ظروف العملية ، وزيادة المعايير بشكل متناسب ، وتحديد تقنية عملية الإنتاج الصناعي المقابلة.
3 مجالات التطبيق
باستخدام هذه التقنية ، يمكن لجميع أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ (الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستينيت والحديد والفولاذ المزدوج) الحصول على جودة سطح قريبة من التلدين اللامع (BA) والمعيار 2B ～ 2D. في عملية التلدين ، يتم توفير حوالي 20٪ فقط من إجمالي الطاقة التي يجب نقلها إلى الشريط الفولاذي عن طريق أنظمة التسخين غير المباشرة (مثل تسخين المقاومة أو تسخين الأنبوب المشع).
4 تقييم التكلفة
يعتمد تحليل التكلفة على أسعار الطاقة والمواد المحلية ، مع مراعاة تكاليف الإنتاج التالية:
أ) استهلاك الطاقة (الوقود) وغاز المعالجة في قسم التلدين ؛
ب) استهلاك الكهرباء والمواد الكيميائية في قسم التحليل الكهربائي وقسم التخليل الكيميائي الخفيف.
ج) معالجة النفايات والغازات العادمة.
د) تكلفة العمالة المباشرة لتشغيل المصنع ؛
هـ) خسارة المعادن (معدل العائد) بسبب التلدين والتخليل ؛
بناءً على تكاليف الإنتاج المذكورة أعلاه ، مقارنةً بعملية التلدين والتخليل التقليدية ، يمكن للعملية الجديدة أن تقلل من تكلفة إنتاج AISI 304 بحوالي 35٪ إلى 40٪.
5 المزايا الرئيسية
باختصار ، المزايا الرئيسية لتقنية المعالجة الجديدة هي:
1) لها نفس القدرة الإنتاجية مثل خط التلدين والتخليل التقليدي ؛
2) مرونة عالية ، سواء كان سطح المنتج ثنائي الأبعاد أو السطح قريب من 2R ؛
3) تقليل أو حتى التخلص من التخليل الكيميائي ، وبالتالي توفير تكاليف الاستثمار في المعدات وإدارتها ؛
4) تقليل التأثير على البيئة ، وبالتالي تقليل تكلفة التصريف ومعادلة النفايات ؛
5) أفضل جودة سطح المنتج ؛
6) هذه التكنولوجيا مناسبة لكل من المصانع الجديدة وترميمات المصانع الحالية. لتحويل المصنع الحالي ، يحتاج قسم الفرن فقط إلى التعديل دون أي تغييرات في قسم التخليل. السبب الوحيد هو تقليل أكسدة الشريط ، وبالتالي زيادة الإنتاج وكسب الربح.
