Hot رولینگ چیست؟

Hot نورد یک فرایند فلزی پایه است که در آن سهام فلزی - به طور معمول فولاد، آلومینیوم، مس یا آلیاژهای آنها - از طریق یک یا چند جفت رول در دما بالاتر از نقطه تکرار مجدد آن عبور می کند، برای اکثر فولادها، این بدان معنی است که در محدوده ساختار 900 درجه سانتیگراد به 1300 درجه سانتیگراد عمل می کند، دمای بالا باعث کاهش قابل توجه ضخامت، برش سنگ سازی و تولید قطعات مکانیکی بدون تولید قطعات برش های سنگی بزرگ، برش سنگ جامد، برش سنگ آهن، بدون تولید قطعات برش سنگ جامد، برش سنگ برش سنگ جامد، برش سنگ برش سنگ برش سنگ برش سنگ برش سنگ برش سنگ برش و برش سنگ جامد، کار، کار برش بزرگ، کار، کار، برش سنگ برش سنگ برش سنگ برش سنگ برش سنگ برش سنگ برش، و تولید قطعات برش سنگ برش بزرگ، برش، کار را انجام می شود.

اصول دینامیک حرارتی در Hot رولینگ

پویایی حرارتی در نورد گرم شامل نسل، انتقال و اتلاف گرما در سراسر منطقه تغییر شکل و کل کارخانه ایستاده است. درک این پدیده ها برای کنترل کیفیت فلز و ابعاد محصول نهایی ضروری است.

نسل گرما در طول تخریب

گرما در داخل فلز تولید می شود، زیرا تحت تاثیر تغییر شکل پلاستیک قرار می گیرد.دو منبع اولیه کمک می کند: (1) کار مکانیکی تغییر شکل، که اصطکاک بین رول و قطعه کار، همراه با حرکت تغییر شکل و تغییر شکل داخلی، انرژی مکانیکی را به انرژی حرارتی تبدیل می کند؛ و (2) ماهیت بیرونی برخی از تحولات فاز که به عنوان خنک کننده فلز پس از ظهور دما به دقت می تواند به کاهش قابل توجهی در کاهش مواد یا (2) کاهش قابل توجهی کاهش مواد، و یا کاهش بیش از حد قابل توجهی کاهش، جلوگیری از 50 درجه حرارت.

مکانیسم انتقال گرما

هنگامی که فلز وارد نیش رول می شود، گرما از طریق سه حالت اولیه منتقل می شود:

  • Conduction : ارتباط مستقیم بین فلز داغ و رول نسبتا خنک کننده منجر به انتقال سریع گرما می شود. درجه حرارت سطح رول می تواند افزایش یابد، و ضریب رابط بستگی به مواد رول (معمولا آهن یا فولاد)، شدت سطح و شرایط روان کننده است.
  • سازگاری ؛ همانطور که فلز از طریق آسیاب حرکت می کند و بعد از آن در امتداد میز اجرا، مایعات هوا و خنک (آب، امولسیون) حرارت را با تداخل اجباری حذف می کنند.
  • [FLT:] در دما بالای ۷۰۰ درجه سانتیگراد، از دست دادن حرارت تابش به محیط زیست قابل توجه است. [۷] فلز تابش مادون قرمز را منتشر می کند، و نرخ به دنبال قانون استفان-Boltzmann، متناسب با قدرت چهارم دمای مطلق است.

تعادل حرارتی خالص، مشخصات دما را از طریق ضخامت و در طول طول قطعه کار تعیین می کند که به طور مستقیم بر ساختار نهایی تاثیر می گذارد.

گرادیان حرارتی و کنترل آنها

شیب های حرارتی شدید بین سطح و هسته فلز در طول نورد گرم توسعه می یابد. سطح به سرعت به دلیل تماس با رول و هوا محیط سرد می شود، در حالی که داخلی گرم است، این گرادیان می تواند باعث گسترش و انقباض تفاوت، منجر به باقی مانده استرس، جنگ، یا کرک اگر به درستی مدیریت نشده است. آسیاب های پیشرفته از خنک کننده و گرم کننده برای جلوگیری از ضخامت ثابت و پایدار برای دستیابی به خواص حیاتی است.

تاثیر دینامیک حرارتی بر کیفیت محصول

تاریخ حرارتی که در طول نورد گرم تجربه شده است، تکامل ساختار میکروساختار را دیکته می کند و در نتیجه، خواص مکانیکی و سطحی آن.

تکامل ساختار Microstructure Evolution

در دمای بالا، فلزات تحت تکرار قرار می گیرند - تشکیل یک ساختار دانه جدید و بدون فشار، نرخ و میزان تکرار مجدد بستگی به دما، فشار و زمان دارد. Adequate انرژی حرارتی را تضمین می کند که دوباره تکرار بین عبور، منجر به دانه های خوب، استواکس که هر دو قدرت و سختی را افزایش می دهد اگر دمای پایین، کاهش می یابد و باعث کاهش تغییر شکل مجدد مواد می شود.

خواص مکانیکی

مدیریت حرارتی مناسب به طور مستقیم قدرت عملکرد، قدرت کششی نهایی، بلند مدت و مقاومت در برابر تاثیر را بهبود می بخشد، به عنوان مثال، در پردازش کنترل شده ترمکان (TMCP) صفحه فولاد، کنترل دقیق دما در هنگام نورد و پس از آن، بازده خنک کننده بالا قدرت پایین-قدرت (HSLA) با قابلیت جوش عالی، در مقابل، نتایج کنترل دما ناکافی در دانه ها، عدم شکل جامد، و سختی مکانیکی و طول سیم پیچ و یا طول صفحه پیچ و یا طول صفحه.

کیفیت و نقص های سطحی

پویایی حرارتی به شدت بر کیفیت سطح تاثیر می گذارد. نقص های مشترک مربوط به مسائل حرارتی عبارتند از:

  • ] [فرمول: در دمای بالا، آهن با اکسیژن واکنش می دهد تا مقیاس اکسید آهن را تشکیل دهد یا مقیاس بیش از حد یا ناهموار را می توان به سطح، باعث ایجاد حفره و گرفتگی.
  • شکاف های سر و صدا : خنک سازی سریع در سطح، به ویژه در آلیاژهای با قدرت بالا، می تواند فشارهای کششی ایجاد کند که باعث انحراف یا ترک های طولانی می شود.
  • تفکیک و سستی ؛ خنک کننده های درون زا می تواند تفکیک مرکزی را تشدید کند، که منجر به ضعف می شود.
  • استرس های غیرمستقیم : گسترش حرارتی غیر دانشگاهی و انقباض باعث ایجاد تنش های قفل شده است که ممکن است باعث ایجاد جنگ در طول ماشینکاری بعدی یا خدمات شود.

کنترل حرارتی پیشرفته، از جمله ماسک لبه اسپری های خنک کننده و الگوهای خنک کننده رول بهینه شده، به به حداقل رساندن این نقص ها کمک می کند.

استراتژی های مدیریت حرارتی و فن آوری ها

امکانات مدرن نورد گرم از مجموعه ای از فن آوری ها برای مدیریت فعال دینامیک حرارتی در طول فرآیند استفاده می کنند.

طراحی سیستم های خنک کننده

سیستم های خنک کننده به چندین منطقه تقسیم می شوند: خنک کننده رول (برای حفظ یکپارچگی رول و شکل)، خنک کننده بین نشستن (بین نورد ایستاده برای اصلاح دما) و خنک کننده جدول (پس از ایستادن نهایی برای کنترل تحول فاز) خنک کننده Laminar - جایی که آب در ورق های نازک یا پرده ها سقوط می کند - به طور گسترده ای برای انتقال یکنواخت آن استفاده می شود.

نظارت بر زمان واقعی و مدل سازی

سنج ها، ترموها و دوربین های تصویربرداری حرارتی داده های دما را در نقاط بحرانی ارائه می دهند، با این حال، به دلیل مقیاس سطح و عمق اندازه گیری، روش های غیر مستقیم مانند مدل سازی عنصر محدود (FEM) یکپارچه شده اند تا پیش بینی کامل 3D را پیش بینی کنند. الگوریتم های پیش بینی مدل (MPC) سرعت، کاهش و جریان خنک کننده در زمان واقعی برای حفظ دمای هدف در یک نوار سرعت بالا / سرعت بالا تولید می کنند.

منابع خارجی برای مطالعه عمیق تر در تکنیک های مدل سازی شامل مقالات تحقیقاتی از ]ScienceDirect در تجزیه و تحلیل حرارتی داغ و راهنمای صنعت از موسسه آهن و فولاد آمریکا .

برنامه های صنعت و روند آینده

محصولات با استفاده از Hot-rolled به عنوان خوراک برای پردازش بیشتر (شارکت، مهر و موم، جوشکاری) خدمت می کنند یا به طور مستقیم در برنامه های ساختاری استفاده می شوند. بخش های کلیدی شامل خودرو (قطعات ریه، سلاح های تعلیق)، ساخت و ساز (beam ها، rebar)، انرژی (پیپلکس، کشتی های فشار)، و حمل و نقل است.

روند نوظهور در مدیریت دینامیک حرارتی شامل:

  • [AI] و یادگیری ماشین برای بهینه سازی نقاط تنظیم دما بر اساس داده های تاریخی و ترکیب سنسور زمان واقعی.
  • حرارت لبه مغناطیسی [FLT 1] برای جبران خنک کننده سریع تر در لبه های نوار، اطمینان از خواص یکنواخت.
  • [[۱] [۱۰] خنک کننده [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱]] [۱۰] [۱]]، ترکیب جوش آب و انفجار هوا برای خنک کننده دقیق و سریع بدون رکود آب.
  • دوقلوهای دیجیتال از کل کارخانه اجازه می دهد تا تست مجازی از سناریوهای حرارتی قبل از پیاده سازی.

برای یک مرور کلی از نوآوری های اخیر توسط تولید کنندگان پیشرو، ببینید راه حل های داغ نورد فن آوری و / 2 ]MDPI مسئله ویژه در فرایندهای داغ نورد .

نتیجه گیری

کارشناسی ارشد دینامیک حرارتی در گرم کردن یک نظم پیچیده اما ضروری است که به طور مستقیم کیفیت محصول، کارایی پردازش و مصرف انرژی را تعیین می کند، با درک اینکه چگونه گرما تولید، منتقل شده و پراکنده شده است، مهندسان می توانند برنامه های نورد و سیستم های خنک کننده را طراحی کنند که به تولید میکروساختارهای یکنواخت، خواص مکانیکی برتر و سطوح بدون نقص کمک می کنند.