آشنایی با نورد یا rolling
اسلاید 1: به نام خداآشنایی باrolling یا نورد
اسلاید 2: :روش های شکل دهی فلزات 1-فرایند های تغییر شکل حجمی آهنگری ، اکستروژن ، کشش میله و سیم ، نورد 2-فرایندهای تغییر شکل ورق فلزی برشکاری ، خمکاری ،شکل دهی کششی ، کشش عمیق 3- سایر روش های شکل دهی فلزات سکه زنی، کله زنی ، سوراخ کاری و ایجاد حفره با سنبه ، آهنگری غلتشی ، آهنگری شعاعی و...
اسلاید 3: از دهه ی 1590 از نورد برای تولید قطعات باریک آهن استفاده می شد (البته نه به شکل امروزی آن) ماشینهای نورد کاری اولیه کوچک بودند و از آب برای ایجاد فشار بهره می بردند. در سال 1720 آقای John Hanbury ورق حلبی را از قطعات ضخیم تر آهنی به دست آورد. در سال 1779 اولین ماشین نورد کاری امروزی درکارخانه ی Fontly توسط آقای Henry Court به کار گرفته شد.
اسلاید 4: نورد، فرایندی است که درآن قطعه کارتوسط نیروهای فشاری که ازطرف، دویا بیشتراز دو غلتک به آن وارد می شود و در این فرایند هم زمان ضخامت قطعه ی کارکاسته می شود. محصول حاصل از نورد به صورت میله، تسمه، ورق، تیرآهن و... به بازار عرضه می شود، در این فرایند قطعه ی کار را به دوصورت سرد یا گرم وارد فضای بین دو غلتک می نمایند. تولید ورق حاصل از نورد گرم را به با نورد سرد مسطح می کنند تا مشتری پسند تر باشد.
اسلاید 5:
اسلاید 6: اوایل برای اعمال نیرو ی مورد نیازدر نوردکاری ، از فشار آب استفاده می شد، واز قرن هیجده میلادی به بعد، ازنیروی بخار آب واز اوایل قرن 1900از انرژی الکتریکی وسپس از انرژی مکانیکی ویا هیدرولیکی استفاده می گردد.
اسلاید 7: دوغلتک در جهت مخالف یک دیگر در حال دوران باعث می شود که:الف: قطعه کار در اثر اصطکاک به درون فاصله ی دو غلتک نورد وارد شده وسپس به داخل کشیده می شود .ب: در حین کشیدن یا ورود قطعه به داخل فاصله ی دو غلتک هم زمان ضخامت قطعه کاسته شده تا برای مصرف آماده گردد. ج: در فرایند ها یی که نیاز به پایین آوردن زیاد ضخامت باشد می توان از غلتک های متوالی با فواصل متفاوت استفاده نمود.
اسلاید 8: انواع نورد از نظر شکل می توان نورد را به دو دسته تقسیم کرد 1- نورد تخت flat rolling محصولات این نورد شامل صفحه ی صاف (plate) و ورق (sheet) می باشد. صفحه به محصولی گفته می شود که ضخامت آن بیشتر از 6 میلیمتر باشد. صفحه برای سازه هایی مانند بدنه کشتی، دیگ بخار ، پل ها و ... به کار می رود. ضخامت ورق معمولا کمتر از 6 میلیمتر است و برای بدنه اتومبیل ، هواپیما، لوازم خانگی و ... استفاده می شود. 2- نورد منحنی profile rolling محصولات این نوع نورد اشکال مختلفی به خود می گیرند. مانند تیر آهن، ریل و... .
اسلاید 9: از دیدگاه دمایی نیز می توان نورد را به دو دسته تقسیم کرد.1- نورد گرم (hot rolling ) نورد گرم به نوردی گفته می شود که دمای قطعه ی در حال نورد کاری بالاتر از دمای تبلور مجدد(recrystallization) آن باشد. 2- نورد سرد (cold rolling) در صورتی که دمای قطعه پایین تر از دمای تبلور مجدد باشد به آن نورد سرد می گویند.
اسلاید 10: مراحل انجام نورد:به طور سنتی، مواد اولیه برای فرایند نورد به صورت شمش بوده و اخیرا این مواد از طریق ریخته گری مداوم تهیه می شود و مستقیما وارد خط نورد می گردد . در ابتدا از نورد داغ استفاده می شود و این نورد شمش را با دانه های درشت و ساختار ترد و متخلخل را به ساختار نرم با دانه های ریزتر تبدیل می کند.شکستن شمش بزرگ (ingot) به اجزای کوچکتر مانند slab , billet توسط نورد گرم انجام می شود. نورد گرم این محصولات نیمه تمام شده را به نوار فلزی، ورق، میله، لوله ، ریل ، تیر آهن و سایر شکل های سازه ای تبدیل می کند. با نورد سرد اشیائی مانند ورق ، نوار فلزی و زرورق تولید می شود. همچنین می توان شکل دهی غلتشی(Roll Forming) و نورد رزوه (Thread Rolling) را نیز در گروه نورد سرد قرار داد
اسلاید 11:
اسلاید 12: فرایند نورد سرد بطور کلي از 7 واحد زير تشکيل شده است: 1- خطوط اسيدشوئي 2- واحد تاندم ميل 3- واحد نورد دو قفسه اي 4- واحد شستشوي الکتروليتي 5- واحد تمپرميل 6- واحد قلع اندود12مراحل انجام نورد سرد:
اسلاید 13: به طور کلي هدف از نصب اين خطوط عبارتست از : 1- حذف اکسيدهاي سطحي از روي ورق با عبور دادن آن از حوضچه هاي اسيد کلريدريک 2- کناره بري ورق براي رسيدن به عرض نهايي و حذف هرگونه عيوب احتمالي موجود درکناره هاي ورق 3- روغن کاري سطح ورق با استفاده از ماشين الکترواستاتيک13خطوط اسيدشوئي:
اسلاید 14: 4- اصلاح شکل ورق گرم با استفاده از دستگاه استرچ لولر که اين دستگاه دو وظيفه اصلي را بر عهده دارد : الف - پوسته هاي اکسيدي را مي شکند و کارايي اسيد شوئي را بهبود مي بخشد. ب - عيوب شکلي ورق را اصلاح مي کند بنابراين کيفيت عمليات بعدي را بهبود مي بخشد5- در خطوط اسيدشوئي کلافها پس از باز شدن توسط قرقره هايي باز کننده وارد حوضچه هاي اسيد کلريدريک شده و در آنجا جهت اکسيد زدايي شسته مي شوند. اين کلاف ها پس از شسته شدن و خارج شدن از حوضچه هاي اسيد توسط آب شسته شده و با عبور از تونل هواي گرم خشک مي شوند و پس از روغن کاري ، مجدداً به شکل کلاف در مي آيند و در انبار نگهداري مي شوند.14
اسلاید 15:
اسلاید 16: هدف از نصب اين خط کاهش ضخامت ورق در درجه حرارت محيط است. در اين خط کلاف پس از باز شدن توسط دستگاه کلاف بازکن و عبور کردن از پنج قفسه چهارغلتکي که در يک امتداد عمودي روي هم قرار گرفته اند و در اثر کشش فشار زياد از حداقل 50% تا حداکثر 85% کاهش ضخامت پيدا مي کند. در پايان توسط دستگاه کلاف پيچ به شکل کلاف در مي آيد که شامل ورقهائي با ضخامتهاي 0/3 تا 3 ميليمتر مي باشد .16واحد تاندم ميل:
اسلاید 17: هدف از نصب اين خط کاهش ضخامت ورق در درجه حرارت محيط است. در اين خط کلاف پس از باز شدن توسط دستگاه کلاف بازکن از دو قفسه چهار غلتکي به صورت رفت و برگشتي عبور مي کند و در اثر کشش و فشار زياد از حداقل 60% تا حداکثر 90% و بر مبناي تعداد 2 يا 3 پاس نورد ، کاهش ضخامت پيدا مي کند.در پايان توسط دستگاه کلاف پيچ به شکل کلاف در مي آيد.خط نورد دو قفسه اي يکي از مهمترين مراحل در سيکل کاري زنجيره نورد سرد بوده و وظايف تکنولوژيکي آن عبارت است از: 1- کاهش ضخامت تا مقدار نهائي 2- ايجاد شکل مناسب براي سيکل کاري پيش بيني شده براي محصول نهائي17واحد نورد دو قفسه ای:
اسلاید 18: در واحد شستشوي الکتروليتي عمليات شستشوي سطح ورق نورد شده جهت رفع آلودگي ها و چربي هاي سطحي طي دو مرحله غوطه وري در محلول قليائي و شستشوي الکتروليتي صورت گرفته است. محصول توليدي پس از شستشوي نهايي و خشک کردن کامل و کلاف پيچي، جهت برنامه ريزي و انجام عمليات پخت به واحد بازپخت هيدروژني منتقل مي‌شود.بطور کلي وظيفه خط شستشوي الکتروليتي تميز کردن ورق به منظور حذف تمام امولسيون باقيمانده، پودر آهن و ذرات غير آهني جامد ناشي از فرآيند نورد سرد مي‌باشد.18واحد شستشوی الکتروليتی:
اسلاید 19: در واحد بازپخت هيدروژني عمليات حرارت دهي و پخت کلاف ها به منظور يکنواخت سازي ساختار متالورژيکي ورق و همچنين دستيابي به کيفيت هاي متالورژيکي موردنظر صورت گرفته و کلاف ها پس از طي عمليات حرارتي و خنک کاري نهايي جهت ادامه سيکل به واحد تمپرميل منتقل مي گردند.با توجه به اينکه کلافهاي خام توليد از خط تاندم ميل و نورد دو قفسه اي مستقيماً فرم پذيري لازم را ندارند براي فرآيندهاي بعدي ضرورت انجام آنيل در درجه حرارت بالا وجود دارد.19واحد بازپخت هيدروژنی:
اسلاید 20: واحد تمپرميل شامل دو قفسه چهار غلتکي (هر قفسه شامل دو غلتک کاري و دو غلتک پشتيبان ) مي باشد که به منظور سخت نمودن سطح ورق و حصول خواص مکانيکي مناسب پس از عبور از کوره‌هاي بازپخت ايجاد شده است. به طور کلي اهداف اين خط عبارتند از : 1- صاف کردن ورق و کاهش موج 2- دادن سختي مناسب به ورق 3- دادن زبري مناسب به ورق بر اساس درخواست مشتري و و جهت فرآيند قلع‌اندود براي بدست آوردن سطوح براق، Stone و مات20واحد تمپرميل:
اسلاید 21: خط قلع‌اندود بر اساس روش الکتروليت اسيدي با محلول فرو استان طراحي گرديده که در اين روش ورق پس از عبور از حوضچه‌هاي شستشوي الکتروليتي و شسته شدن با آب و عبور از حوضچه اسیدشوئي الکتروليتي و دو مرحله شستشو با آب وارد حوضچه‌هاي محتوي محلول الکتروليت شده و طي پنج مرحله در حاليکه شمش خالص قلع، آند و ورق ، کاتد را تشکيل ميدهد به روش الکتروليتي هر دو سطح ورق قلع اندود مي‌گردد.21واحد قلع اندود:
اسلاید 22: مزایا و معایب نورد سرد وگرم:نورد گرمخواص مکانیکی در این نوع نورد نسبتا پایین استبه دلیل اکسیداسیون سطح زبری به دست می آیدبه دلیل دمای بالا به نیروی کمتری نیاز دارد.به دلیل بالا بودن دما، محدودیتی از لحاظ مقدار نورد کاری وجود ندارد.نورد سرداستحکام (strength) را افزایش می دهد.چکش خواری (ductility) را کم می کندسطح صیقلی ایجاد می کند.به نیروی زیادی برای انجام این پروسه نیاز استنمی توان بیش از اندازه نورد سرد را بر روی یک فلز انجام داد زیرا تمایل آن به شکست افزایش می یابد.
اسلاید 23: انواع ماشین های نورد کاری انواع ماشین های فرایند نورد برحسب آرایش غلتک ها به شرح زیر می باشد:1-دوطبقه یا دو غلتکی : اکثر دستگاه های نورد بدین فرم آرایش یافته اند.
اسلاید 24: 2 -سه طبقه : در این آرایش قطعه ی کار مابین غلتک های بالایی وپایینی در یک جهت، ومیانی وپایینی در جهت مخالف حرکت می نماید تا بازدهی کار بالا رود بدیهی است که فاصله ی بین غلتک های بالا ومیانی از فاصله ی بین دو غلتک میانی وپایینی بیشتر خواهد بود.
اسلاید 25: 3-چهارطبقه:همانند شکل غلتک های بیرونی پشتیبان غلتک های داخلی مورد استفاده قرار می گیرند. هر قدر شعاع غلتک های اصلی(داخلی) کمتر باشد به علت سطح تماس کمترانرژی کمتری مورد استفاده قرار می گیرد.
اسلاید 26: 4-خوشه ای: در این نوع آرایش و آرایش چهار طبقه غلتک های پشتیبانی باعث می شوند که تا ابعاد (شعاع) غلتک های اصلی کم ودر نتیجه سطح تماس کم تر شود .
اسلاید 27:
اسلاید 28: 5-متوالی : چندین جفت غلتک به دنبال همدیگر قرار داده شده است، در این آرایش که فاصله ی دو جفت غلتک های بعدی از دو جفت غلتک های قبلی کمتر باشد، تا ضخامت قطعه به تدریج کم شود.
اسلاید 29: غلتک های غیر مسطح: این نوع غلتک ها جهت تولید محصولاتی که سطح مقطع آن ها چهار گوش نبوده ودارای شکل های متفاوت می باشند مورد استفاده قرار می گیرند.در این فرایند قطعه کار الزاماً باید از چندین جفت غلتک عبور کند تا شکل هندسی مورد نظر در سطح مقطع محصول ایجاد گردد.
اسلاید 30:
اسلاید 31: محصولات تولید شده در این نوع فرایند شامل:تیر آهن های ساختمانی، انواع پروفیل ها، ناودانی ها، ریل های قطار، میله گرد های ساده ویا آج دار و.... می باشند.
اسلاید 32: چند نکته در مورد نورد :معمولا غلتک ها به دلیل افزایش دما دچار انبساط می شوند که این انبساط سبب تغییر ضخامت ورق می شود. بنابراین برای تولید ورق صاف نیاز به مواد روانساز مانند پارافین، آب ، قیر و گرافیت می باشددر دستگاه هایی که از چند غلتک پشت سر هم استفاده می شود، سرعت عبور قطعه از میان غلتک ها متفاوت است در نتیجه سرعت موتور برای هر ردیف باید به دقت تنظیم شود.در غیر این صورت ورق پاره می شود و یا بین دو ردیف جمع می شود.
اسلاید 33: کالیبر:غلتکهای نورد دارای شیارهایی باشند که به مرور و با گذر شمش از هر کدام از آنها ، سطح مقطع به محصول نهایی نزدیک ونزدیک تر شود. به سطح مقطع حاصل از قرار گرفتن قرینه دو شیار از دو غلتک که روی هم یا کنار هم قرار گرفته اند کالیبر می گویند . وقتی شمش از کالیبر عبور می نماید شکل و اندازه کالیبر را به خود می گیرد پس از عبور فلز از چندین کالیبر پروفیل مورد نظر بدست می آید. به عبارت دیگر شمش به محصول نورد تبدیل خواهد شد.
اسلاید 34: قفسه: برای اینکه غلتکهای نورد بتوانند نیروی لازم را به شمش اعمال کنند نیاز است که روی تجهیزات فلزی نصب شوند به شکلی که هم بتوان نیروی چرخشی به آنها اعمال کرد و هم فاصله غلتکها را تنظیم نمود این تجهیزات فلزی را قفسه می نامند. انواع قفسه: با توجه به نوع نورد قفسه ها به دو دسته مداوم و غیر مداوم ( رفت وبرگشتی ) تقسیم می شوند 1- قفسه ی غیر مداوم: در نورد غیر مداوم غلتکهای قفسه دارای چندین کالیبر می باشند ودر هر مرحله شمش از یکی از کالیبرها عبور کرده سپس جهت حرکت غلتکها عکس شده و شمش مجددا از کالیبر دیگری برگشت می کند هنگام برگشت شمش را 90 درجه می چرخانند تا جهت نورد عوض شود رفت وبرگشت می تواند از یک کالیبر نیز انجام شود در این صورت هنگام برگشت فاصله غلتکها کم می شود پس از چندین رفت وبرگشت نهایتا شمش نورد می شود . در نورد غیر مداوم قفسه ها می توانند دارا سه غلتک کاری هم باشند در این حالت نیاز است میز یا حرکت شمش قابلیت حرکت عمودی داشته باشد تا بتواند شمش را به میان غلتک بالایی و میانی یا پایینی و میانی هدایت کند. 2- قفسه ی مداوم در نورد مداوم حرکت شمش یک جهته بوده وشمش هم زمان در چندین قفسه می باشد در یک خط نورد مداوم مقاطع نیاز است که قفسه ها یک در میان به صورت افقی وعمودی قرار گیرند تا از هم ضخامت و هم از پهنای شمش به صورت یکنواخت کاسته شود.
اسلاید 35: عوامل موثر ایجاد انواع عیوب در نورد:1)عیوب کنورتوری 2)عیوب نوردی 1 : عیوب کنورتوری : یا ریخته گری شده که به علت وجود سرباره در فلز و وجود بیش از حد عناصر ترکیبی فلز و ناخالصی ایجاد میشود. از جمله گوگرد ،فسفر ،کربن و .... که موجب شکنندگی سرد و گرم در فولاد میشود یا وجود مک که باعث ایجاد ترک یا پارگی در قسمت های مختلف پروفیل می شود.2 : عیوب نوردی : که شامل اشکالات و نواقص کاری و تجهیزاتی است که به خودی خود در خط تولید روی پروفیل اثر می گذارد و باعث معیوب شدن فلز میشود
اسلاید 36: شرح مختصری در باره عیوب نوردی: عیوب نوردی که روی پروفیل ظاهر می شود عبارتند از: 1)زاکات 2)پریودی شدن 3)برآمدگی روی پروفیل 4)عدم تقارن 5)کمبود فلز درقسمتی از ابعاد پروفیل 6)زبری و ناهموارشدن سطوح پروفیل 7)خارج از اندازه بودن ابعاد پروفیل 8)موج دار بودن فلز
اسلاید 37: 1)زاکات : ایجاد ترک های نامرئی در زوایا و سطوح پروفیل را در هنگام نورد زاکات می گویند.2)پریودی شدن : وقتی که روی بال تیر آهن فرورفتگی ایجاد شده باشد 3)ایجاد برآمدگی های روی پروفیل : روی پروفیل به صورت برآمدگی است که جهت رفع این اشکال باید بعد از کنترل قفسه ها،قفسه ای که روی یکی از غلطک های آن کندگی ایجاد شده تعویض گردد.4)نامتقارن بودن پروفیل: اگر در اندازه پروفیل نسبت به محور تقارن آن وضعی پیش آید که اندازه های آن مساوی نباشند آن وقت می گویند که پروفیل نامتقارن است. علت به وجود آمدن این اشکال به هم خوردن تنظیم غلطک ها می باشد.5)کمبود فلز در قسمتی از ابعاد پروفیل : اصطلاحا به این پدیده پرنکردن کالیبر نیز می گویند .علت این اشکال صحیح انتخاب نکردن ابعاد فلز اولیه جهت نورد این پروفیل میباشد که به علت کمبود ابعادی در موقع نورد کالیبر پر نمی شود و این اشکال بوجود می آید ،مثلا لبه تیر آهن تیز میشود.
اسلاید 38: 6)زبر و ناهموار شدن سطوح پروفیل : که ظاهر پروفیل به حالت بد منظره (پنجه گربه ای )در می آید. علت این اشکال سوختگی ویا خوردگی بیش از حد کالیبر پرداخت کننده ویا کالیبر های بعد از آن می باشد . 7)خارج از اندازه بودن ابعاد پروفیل : هنگامی که یکی از قفسه های خط نورد از تنظیم خارج شده است،که با تنطیم نمودن این قفسه اشکال برطرف می شود.8)موج دار بودن فلز: در بعضی مواقع روی سطح جان تیر آهن موج دار می باشدکه اگر شدید باشد همراه سوراخ های متناوب دیده میشود. علت بوجود آمدن این اشکال ناهماهنگ بودن سرعت خطی نورد بین دو بال و جان تیر آهن است
اسلاید 39: مروری بر کلیات و مشخصات کوره های نورد : شکل دادن و نورد فلزات مستلزم ایجاد شرایط حرارتی و فیزیکی مناسب در فلز است این شرایط عمدتا در کوره ها فراهم می شود و بستگی به نوع فلز و میزان حساسیت نورد دارد.برای مثال نورد فولادهای آلیاژی در ظرفیتهای نسبتا کم انجام می شود .اما به تکنولوژی پیشرفته به منظور فراهم ساختن خواص کامل متالوژیکی نیاز دارد بنابر این کیفیت بالای گرمایش وکنترل دقیق دما طی پروسه شکل دادن از اهمیت زیادی برخوردار است .از طرف دیگر نورد فولادهای کم کربن یا با کربن متوسط در ظرفیتهای زیاد صورت می گیرد وبه همین لحاظ عمدتا کیفیت گرمایش وکنترل دقیق دما از اهمیت کمتری برخوردار است.
اسلاید 40: دمای نهایی مطلوب برای چند پروسه حرارتی
اسلاید 41: کوره های صنعتی از جنبه های مختلف طبقه بندی شده اند در اینجا برخی از تقسیم بندی ها به منظور آشنایی با خصوصیات کوره های مورد نظرارایه شده است.الف : تامین گرما معمولا به دو شیوه انجام می شود:1) احتراق سوخت.2) تبدیل انرژی الکتریکی به گرما. در کوره های نورد فولاد کم کربن عموما از احتراق سوخت استفاده شده است.ب : به لحاظ تغذیه کوره و قرار گرفتن شمش: 1) کوره های متناوب یا محفظه ای 2) کوره های پیوسته.کوره های با ظرفیت زیاد، ازجمله کوره های نورد عموما از نوع پیوسته هستند.
اسلاید 42: مکانیزم حرکت قطعات در کوره های پیوسته به دو صورت است:1) قطعه روی بستر ثابت است و بسترحرکت می کند.2) بستر ثابت است و قطعه روی آن حرکت داده می شود.بستر ثابت می تواند غلطکی(Roll Type) یا لغزشی(Skid type)باشد و قطعه بر اساس نیروی وزن روی سطوح شیبدار یا توسط جلو برنده مکانیکی در سطوح افقی به حرکت در می آید.
اسلاید 43: کارگاههای نورد ذوب آهن اصفهان در حال حاضر کارخانه ذوب آهن دارای چهارکارگاه 300، 500، 350 و 650 می باشد که همگی از نوع نورد گرم می باشندکارگاه نورد 300 این كارگاه از نوع نورد سبك و مداوم است. ظرفیت اسمی تولیداین کارگاه 700 هزارتن در سال بوده و تولیدات کارگاه شامل انواع میلگردهای ساختمانی اعم از ساده و آجدار از نمره 10 تا 32 میلیمتر و نبشی های بال مساوی نمره 4، 5 و 6 می باشد .
اسلاید 44: كارگاه نورد 350 این كارگاه ازنوع نورد سبك و مداوم بوده و ظرفیت تولید آن 330 هزار تن در سال می باشد. همچنین کارگاه شامل یک خط مستقیم برای تولید میلگرد و آرماتور و یک خط سیم می باشد. تولیدات این کارگاه در خط مستقیم شامل میلگرد و آرماتور از نمره 16 تا 28 میلیمتر و نیز در خط سیم مفتولهای کلاف از قطر 5/5 تا 16 میلیمتر و آرماتورهای 8 و 10 میلیمتر می باشد.
اسلاید 45: منابع:1-معرفی اصول علم و مهندسی مواد ، دکتر محمد ریاحی و مهندس محمد فرجی ، 13832- شکل دهی فلزات ، دکتر مهدی ظهور3-ASM Metal Handbook-Forming and Forging 4-www.wikipedia.com5- www.iran-eng.com
نقد و بررسی ها
هیچ نظری برای این پاورپوینت نوشته نشده است.