La produzione dell'acciaio, dal minerale di ferro al prodotto finito, prevede principalmente quattro fasi: sinterizzazione, produzione del ferro, produzione dell'acciaio e laminazione. Negli articoli precedenti abbiamo esplorato in dettaglio gli aspetti chiave della produzione dell’acciaio. Ora ci concentreremo sul processo di laminazione dell'acciaio, approfondendo il processo di produzione dal lingotto al prodotto finito. Come fase finale della produzione dell'acciaio nelle moderne acciaierie, la laminazione è di innegabile importanza.
Panoramica sulla laminazione dell'acciaio
La laminazione dell'acciaio è un passaggio fondamentale nella produzione dell'acciaio. Trasforma i lingotti di acciaio nella dimensione e nella forma desiderate attraverso la deformazione plastica tra rulli rotanti. Il processo di laminazione dell'acciaio è un processo attentamente progettato che comprende la preparazione, il riscaldamento, la laminazione e la finitura della billetta. La forma del prodotto desiderata si ottiene attraverso il cambiamento di forma tra rulli rotanti.
La laminazione dell'acciaio è un processo di formatura a pressione-eseguito tra rulli rotanti per modificare la forma di un lingotto o di una billetta di acciaio. Questo processo attentamente progettato è costituito da più fasi che insieme costituiscono il processo completo di laminazione dell'acciaio.
Spiegazione dettagliata del processo di laminazione dell'acciaio
Preparazione e riscaldamento delle fatture
La preparazione delle fatture comprende il trattamento superficiale e il trattamento termico. Il riscaldamento fornisce le condizioni di temperatura necessarie per la laminazione ed è una fase particolarmente importante nel processo di laminazione a caldo. Questa è la prima fase nella produzione della laminazione dell'acciaio e prevede la pulizia dei difetti superficiali, la rimozione delle incrostazioni e il pre-trattamento termico della billetta. Il riscaldamento è particolarmente cruciale nel processo di laminazione a caldo, poiché fornisce le condizioni di temperatura necessarie per il processo di laminazione.
Laminazione e finitura dell'acciaio
La laminazione è la fase centrale nella produzione della laminazione dell'acciaio. Qui la billetta viene deformata mediante laminazione e questo processo ha un impatto decisivo sulla qualità del prodotto finale. La finitura è la fase finale che garantisce la qualità finale e comprende l'avvolgimento, il raffreddamento e la raddrizzatura. I requisiti di qualità del prodotto comprendono molteplici aspetti, tra cui la forma geometrica, l'accuratezza dimensionale, la struttura e le proprietà interne e la finitura superficiale. Come fase finale della produzione di laminazione dell'acciaio, è responsabile di garantire la qualità del prodotto finale. Il contenuto del processo di finitura varia a seconda dei requisiti tecnici del prodotto, ma in genere comprende l'avvolgimento, il raffreddamento post-laminazione, la raddrizzatura, il trattamento termico finale, la pulizia della superficie e la verniciatura.
Metodi di laminazione dell'acciaio
Laminazione a caldo e laminazione a freddo
La laminazione a caldo viene eseguita ad alte temperature, mentre la laminazione a freddo viene eseguita a temperatura ambiente. La differenza si basa sulla temperatura di ricristallizzazione del metallo. I lingotti o le billette di acciaio sono difficili da deformare e lavorare a temperatura ambiente, quindi vengono riscaldati tra 1100 gradi e 1250 gradi per la laminazione. Questo processo è chiamato laminazione a caldo. La laminazione eseguita a temperatura ambiente è generalmente considerata laminazione a freddo. Dal punto di vista metallurgico, la distinzione tra laminazione a caldo e a freddo si basa sulla temperatura di ricristallizzazione del metallo. La laminazione al di sotto dell'intervallo di temperature di ricristallizzazione compreso tra 450 e 600 gradi è considerata laminazione a freddo, mentre la laminazione al di sopra di questo intervallo di temperature è considerata laminazione a caldo.
Rotolamento longitudinale e trasversale-
Nella laminazione longitudinale il pezzo si muove perpendicolarmente all'asse di laminazione; nel rotolamento incrociato-, il pezzo ruota attorno alla linea centrale, parallelamente all'asse di rotolamento. La laminazione longitudinale, nota anche come laminazione longitudinale, è il tipo più comune di processo di laminazione. In questo metodo, il materiale laminato passa tra due rulli controrotanti-, muovendosi perpendicolarmente all'asse del rullo, con il pezzo che si muove in avanti attraverso lo spazio tra le facce del rullo. La laminazione incrociata-, d'altro canto, comporta la rotazione del pezzo tra i rulli attorno alla propria linea centrale, con la linea centrale parallela all'asse del rullo, ed è soggetto a pressione solo nella direzione trasversale.
Sistema di processo di laminazione
Sistema di deformazione rotolante
Il sistema di deformazione per laminazione prevede la deformazione totale e la sua distribuzione tra le varie unità di laminazione. Il sistema di deformazione della sezione in acciaio si riflette nella progettazione del passaggio. Comprende la deformazione totale dalla materia prima al prodotto finito in specifiche condizioni di laminazione, il numero di passaggi di laminazione, la distribuzione della deformazione tra le varie unità di laminazione e il metodo di laminazione. Nella produzione di profilati in acciaio, il pezzo viene fatto rotolare attraverso il passaggio in passaggi successivi. Pertanto, il sistema di deformazione della sezione in acciaio si riflette principalmente nella progettazione del passaggio. La progettazione del passaggio comprende molteplici aspetti, tra cui la determinazione del passaggio, la distribuzione dei coefficienti di allungamento, la progettazione del profilo della sezione trasversale e la progettazione del passaggio di rotolamento.
Sistema di temperatura rotante
Viene specificata la temperatura del pezzo in ciascuna fase. I moderni laminatoi dispongono di apparecchiature per il controllo preciso della temperatura. Questo sistema specifica le temperature iniziali e finali del pezzo durante il processo di laminazione. I moderni laminatoi sono spesso dotati di attrezzature come serbatoi intermedi dell'acqua per controllare con precisione la temperatura in ogni fase. Durante la laminazione della sezione di acciaio, è necessario controllare rigorosamente diversi parametri chiave, tra cui la temperatura iniziale di laminazione, la temperatura finale di laminazione, la temperatura di deformazione, la temperatura iniziale di raffreddamento, la temperatura di raffreddamento intermedia, la temperatura del letto inferiore e la temperatura del letto di raffreddamento inferiore.
Controllo della velocità di rotolamento
Il controllo della velocità lineare dei rulli in ogni passaggio per garantire la stessa portata del metallo è fondamentale. Ciò comporta regolazioni specifiche per la velocità lineare dei rulli in ogni passaggio e nelle diverse fasi del processo di laminazione, note anche come regolazioni di velocità. Diversi tipi di laminatoi hanno i propri requisiti e regolamenti specifici sulla velocità. In un laminatoio continuo, è fondamentale mantenere la stessa portata del metallo in tutte le gabbie, cosa che si ottiene controllando e regolando le velocità di laminazione di ciascun laminatoio.
Attrezzature di rotolamento
Classificazione delle attrezzature rotanti
Le apparecchiature meccaniche in un laminatoio possono essere suddivise in treno principale e altre apparecchiature ausiliarie in base alle loro funzioni. I rulli sono i componenti principali del treno principale e i loro tipi variano a seconda dell'applicazione. L'attrezzatura principale che deforma il metallo all'interno dei rulli rotanti è chiamata treno principale del laminatoio. I componenti principali del treno principale includono il motore principale, i macchinari di trasmissione e i laminatoi. La loro configurazione varia a seconda della disposizione del mulino, del metodo di azionamento e del meccanismo di trasmissione. Ad esempio, un laminatoio è tipicamente costituito da un telaio, rulli, dispositivi di regolazione dei rulli, dispositivi di bilanciamento dei rulli e cuscinetti dei rulli.
I rulli, in quanto componenti chiave del treno principale, possono essere classificati in tre tipi principali: rulli per laminazione di piastre e nastri, rulli per profilati e rulli per tubi, a seconda del tipo di laminatoio. I rulli per laminazione di lastre e nastri sono generalmente cilindrici. I rotoli di nastri laminati a caldo-hanno un cilindro leggermente concavo per mantenere una buona forma nonostante l'espansione termica, mentre i rotoli di nastri laminati a freddo-hanno un cilindro leggermente convesso per mantenere una forma eccellente sotto le forze di flessione. I rulli del profilato sono scanalati e la loro disposizione richiede un'attenta progettazione in base al processo di laminazione del profilato in acciaio. I rulli utilizzati nella laminazione dei tubi sono progettati in base al principio della laminazione incrociata- e possono essere conici, a forma di tamburo- o di disco-.
