ĐỒ án cán NGUỘI THÉP tấm

Trong lịch sử phát triển của xã hội loài người chúng ta đã sử dụng rất nhiều loại vật liệu khác nhau, với tính năng sử dụng của chúng càng ngày càng cao hơn. Đầu tiên là thời kỳ đồ đá, sau đó tiến đến thời đại đồ đồng, đồ sắt… Cho đến ngày nay là một loạt các loại vật liệu mới như: composite, ceramic, polymer… Các loại vật liệu này (đặc biệt là kim loại hợp kim) đã góp phần thúc đẩy sự phát triển của xã hội loài người một cách nhanh chóng. Thép tấm, một vật liệu đuơc sử dụng rất nhiều và phong phú, trong tất cả các lĩnh vực.Thép tấm mỏng cán nguội phục vụ chủ yếu cho các nghành công nghiệp chế tạo ô tô,xe máy,xây dựng,cơ điện,công nghiệp đồ hộp,thiết bị gia dụng(như tủ lạnh ,máy giặt,bàn làm việc,tủ kệ sách…). Thép tấm có hai phương pháp sản xuất cơ bản đó là cán nguội và cán nóng. Từ cuối thế kỉ XX cho đến nay, công nghệ cán nguội tấm đã không ngừng phát triển và sản lượng cũng tăng lên một cách nhanh chóng trong thời gian ngắn.(trên thế giới chiếm hơn 50% khối lượng thép tấm).Tuy nhiên ở nước ta chưa có cơ sở nào đầu tư sản xuất từ cán phôi đến cán tấm kim loại . Các sản phẩm tấm nguyên liệu dạng bó thành bakét chủ yếu nhập từ nước ngoài.Tổng công ty thép Việt Nam đã xây dựng nhà máy cán nguội tấm Phú Mỹ đầu tiên tại Việt Nam hoàn thành năm 2005 và chính thức hoạt động thương mại từ đầu năm 2006. Bài này nghiên cứu về công

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU

BỘ MÔN KIM LOẠI – HỢP KIM

Đề tài:

Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Đăng Khoa

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đại Giang V1300980

Lớp: VL13KL

LỜI MỞ ĐẦU

Trong lịch sử phát triển của xã hội loài người chúng ta đã sử dụng rất nhiều loại vật liệu khác nhau, với tính năng sử dụng của chúng càng ngày càng cao hơn Đầu tiên là thời

kỳ đồ đá, sau đó tiến đến thời đại đồ đồng, đồ sắt… Cho đến ngày nay là một loạt các loại vật liệu mới như: composite, ceramic, polymer… Các loại vật liệu này (đặc biệt là kim loại

& hợp kim) đã góp phần thúc đẩy sự phát triển của xã hội loài người một cách nhanh chóng Thép tấm, một vật liệu đuơc sử dụng rất nhiều và phong phú, trong tất cả các lĩnh vực.Thép tấm mỏng cán nguội phục vụ chủ yếu cho các nghành công nghiệp chế tạo ô tô,xe máy,xây dựng,cơ điện,công nghiệp đồ hộp,thiết bị gia dụng(như tủ lạnh ,máy giặt,bàn làm việc,tủ

kệ sách…)

Thép tấm có hai phương pháp sản xuất cơ bản đó là cán nguội và cán nóng Từ cuối thế kỉ XX cho đến nay, công nghệ cán nguội tấm đã không ngừng phát triển và sản lượng cũng tăng lên một cách nhanh chóng trong thời gian ngắn.(trên thế giới chiếm hơn 50% khối lượng thép tấm).Tuy nhiên ở nước ta chưa có cơ sở nào đầu tư sản xuất từ cán phôi đến cán tấm kim loại Các sản phẩm tấm nguyên liệu dạng bó thành ba-két chủ yếu nhập

từ nước ngoài.Tổng công ty thép Việt Nam đã xây dựng nhà máy cán nguội tấm Phú Mỹ đầu tiên tại Việt Nam hoàn thành năm 2005 và chính thức hoạt động thương mại từ đầu năm 2006

Bài này nghiên cứu về công nghệ cán nguội thép tấm.Nguyến lý và quy trình sản xuất của công nghệ

LỜI MỞ ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

CHƯƠNG I :SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHỆ CÁN NGUỘI THÉP TẤM 3

1 Sơ lược thép tấm 3

2 Nhu cầu sử dụng thép tấm 4

3 Tình hình sản xuất thép tấm trong nước 5

CHƯƠNG II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THÉP TẤM CÁN NGUỘI 5

1 Đặc điểm của thép tấm cán nguội 5

2 Phân loại thép tấm 5

3 Một số sản phẩm thép tấm……… 5

4 Tiêu chuẩn thép tấm……….7

5 Ứng dụng 8

CHƯƠNG III QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CÁN NGUỘI THÉP TẤM 8

1 Tổng quan quy trình 8

2 Các giai đoạn chính 9

CHƯƠNG IV THIẾT BỊ 11

TÀI LIỆU THAM KHẢO 14

CHƯƠNG I

SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHỆ CÁN NGUỘI THÉP TẤM

1 Sơ lược thép tấm

- Thép tấm được chia làm hai loại là thép tấm cán nóng và thép tấm cán nguội Thép tấm cán nóng thường là loại dày, dày vừa; còn thép tấm cán mỏng và cực

mỏng thì được cán nguội

 Sản xuất thép càn nguội phức tạp hơn sản xuất thép cán nóng.Gồm số lượng

nguyên công nguyên công lớn hơn để chuẩn bị và tinh chỉnh sau cán,đòi hỏi nhiều thiết bị phức tạp khác nhau.vốn đầu tư và chi phí vận hành cũng cao hơn thép cán nóng

 Khác với thép hình, thép tấm được cán trên các trục không khoét rãnh, mức độ biến dạng đồng đều trên toàn bộ chiều rộng tiếp xúc, diện tích tiếp xúc rất lớn nên lực cán rất lớn Do đặc điểm lực cán lớn nên sự biến dạng đàn hồi của khung giá cán và các chi tiết lắp trên giá cán và truyền động cũng rất lớn làm ảnh hưởng đến

độ chính xác của sản phẩm cán

 Thép tấm cán nóng thường có chiều dày từ 4 ÷ 60mm Thép có chiều dày dưới 1.4mm thường được cán nguội

- Bảng 1.2 Sự khác nhau giữa thép cán nóng và thép cán nguội

Thép cuộn cán nguội Thép cuộn cán nóng

Độ dày thông

thường

Bề mặt Trắng sáng, có độ bóng

cao

Xanh đen, tối đặc trưng

Mép biên Thường được xén biên

thẳng và sắc mép Hai biên cuộn thường bo tròn, xù xì, biến

màu rỉ sét khi để lâu

Bảo quản Hàng cán nguội thường có

bao bì và để trong nhà.Rất nhanh rỉ sét bề mặt không

sử dụng được

Có thể để thép cuộn cán nóng ngoài trời một thời gian dài.Và không cần bao

bì bảo quản

-

-

Hình ảnh thép tấm

2 Nhu cầu sử dụng thép tấm

- Thép tấm thường được ứng dụng trong ngành công nghiệp chế tạo, gia công

theo theo yêu cầu, gia công cơ như đóng tàu thuyền, kết cấu giàn thép , kết cấu

thép giằng móng, kết cấu xây dựng, bồn bể xăng dầu,…

ô tô, xe máy, điện lạnh và đồ gia dụng…) tại Việt Nam tăng nhanh chóng trong

vài năm qua Các số liệu thống kê cho thấy tiêu thụ đạt gần 5 triệu tấn/năm

chiếm khoảng 40% tổng tiêu thụ thép các loại Tuy nhiên sản xuất trong nước

chỉ đáp ứng chưa đến 10% còn lại phải nhập khẩu

3 Tình hình sản xuất thép tấm trong nước

- Tổng công ty thép Việt Nam đã xây dựng nhà máy cán nguội tấm Phú Mỹ đầu tiên tại Việt Nam hoàn thành năm 2005 và chính thức hoạt động thương mại từ

đầu năm 2006

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THÉP TẤM CÁN NGUỘI

1 Đặc điểm của thép tấm cán nguội

- Thép tấm cán nguội là loại thép được cán và cắt tại nhiệt độ thấp Phôi thép sau khi trải qua quá trình sản xuất sẽ được đem đi làm nguội và sau đó được cán mỏng và cắt thành thép tấm thành phẩm Quy trình cán nguội không làm biến đổi cấu tạo vật chất thép mà chỉ làm biến dạng Vì thế, so với thép tấm cán nóng thì thép tấm cán nguội có các ưu điểm và nhược điểm như sau:

 Ưu điểm của thép tấm cán nguội:

- Tính chất cơ học cao: cứng và chịu lực tốt

- Bề mặt láng mịn, bóng và có màu trắng sáng bắt mắt

- Các mép biên sắc cạnh, không xù xì như thép cán nóng

 Nhược điểm của thép tấm cán nguội:

- Thép tấm cán nguội dễ bị oxy hóa và xuống cấp nhanh, cần được bảo quản cẩn thận

Để lưu giữ thép tấm cán nguội lâu ngày, nhà sản xuất khuyến cáo cần bọc thép trong các vật liệu bảo vệ như giấy, nilon và cất giữ trong nhà, tránh khỏi nền đất ẩm ướt

2 Phân loại thép tấm

 Thép tấm có hai loại là thép tấm cán nóng và thép tấm cán nguội

Chúng được chia thành 3 nhóm:

 Thép tấm dày: S = 4 đến 60 mm; B = 600 đến 5.000 mm; L = 4000 đến 12.000 mm

 Thép tấm mỏng: S = 0,2 đến 4 mm; B = 600 đến 2.200 mm

 Thép tấm rất mỏng (thép lá cuộn): S = 0,001 đến 0,2 mm; B = 200 đến 1.500 mm; L

= 4.000 đến 60.000 mm

3 Một số sản phẩm thép tấm

a) Thép tấm:A36,AH36,A572

- Công dụng :dùng trong nghành đóng tàu,thuyền,kết cấu nhà xưởng,bồn bể xăng dầu,cơ khí,xây dựng

b) Các loại thép tấm chuyên dùng cứng cường độ cao,chống mài mòn

- Thép tấm Q345B,C45,65r,SB410,15X,20X,…

- Công dụng:dùng trong nghành chế tạo máy,khuôn mẫu,nghành cơ khí,nồi hơi

- Quy cách chung của các loại tấm thép:

- Độ dày:3 đến 300mm

- Chiều ngang:750mm,1000mm,1250mm,1500mm,1800mm,2000mm,2500mm

- Chiều dài:6000mm,9000mm,12000mm

4 Tiêu chuẩn thép tấm

5 Ứng dụng

- Thép tấm cán nguội có nhiều ứng dụng trong ngành cơ khí chế tạo, đặc biệt được ứng dụng nhiều trong các chi tiết máy và thiết bị đòi hỏi sự tỉ mỉ, chính xác và độ bền cao như xe hơi, đồ gia dụng, đồ nội thất, dập tạo hình, tủ điện,…

- Ngoài ra, ứng dụng của thép tấm cán nguội còn trải dài trong các ngành công nghiệp đóng tàu, xây dựng nhà xưởng, cầu cảng, chế tạo bồn chứa xăng dầu, nồi

hơi và các ngành xây dựng dân dụng

CHƯƠNG III:QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CÁN NGUỘI THÉP TẤM

1) Tổng quan quy trình

- Quá trình thép cuộn cán nguội được thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn và đôi khi gần

với nhiệt độ phòng Quy trình sản xuất thép cán nguội này làm cho kết cấu thép trở nên cứng hơn và khoẻ hơn Quy trình cán nguội về nguyên lý không làm thay đổi cấu tạo vật chất thép, nó chỉ làm biến dạng Tuy nhiên quá trình cán, dập nguội cần được kiểm soát chặt chẽ để không tạo một xung lực quá lớn làm biến dạng không kiểm soát gây đứt, nứt bề mặt

- Vd: Phương pháp dập thép tấm thành hình có góc thường gây biến dạng nứt ở góc/ cạnh thành phẩm và khu vực này thường không hàn nối được do cấu tạo vật chất và cơ lý bị thay đổi

- Thông thường trong quy trình vận hành cán nguội, người ta thường dùng các dung dịch chuyên dụng để “làm mát” trong suốt quá trình sản xuất, nhằm kiểm soát nhiệt

độ và duy trì không cho thép biến đổi cấu tạo vật chất bên trong

- Phương pháp cán nguội được áp dụng để sản xuất thép băng và thép lá mỏng có cơ tính, chất lượng bề mặt và độ chính xác cao Với công nghệ này người ta có thể sản xuất thép băng và thép lá có độ dày từ vài micro đến 4 mm Về qui trình công nghệ thì thép cán nguội có quy trình công nghệ phức tạp hơn nhiều so với quy trình công nghệ của thép cán nóng, nó yêu cầu cán nguyên công phức tạp hơn về mặt chuẩn bị, tinh chỉnh và các thiết bị khá phức tạp Bên cạnh đó, vốn đầu tư cao hơn từ (15-25)

% và chi phí vận hành cao hơn 10% so với sản xuất thép băng và thép tấm cán nóng

- Ở các nhà máy cán nguội hiện đại người ta có thể cán thép băng có độ dày nhỏ nhất đến 0,15mm, rộng đến 2.000 mm, tôn có độ dày nhỏ nhất đến 0,07 mm, rộng đến 1.300 mm và thép dải có độ dày nhỏ nhất đến 0,0015 mm, rộng đến 1.000 mm và hơn

2) Các giai đoạn chính

- Giải thích: Sản phẩm thép cán nguội được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp sắt, than cốc, đá vôi trong lò cao sau đó hỗn hợp được đưa vào lò luyện và khử chân không, tiếp theo được đưa vào lò đúc tiếp liệu Thép được nung lại và trải qua các quá trình cắt ép theo tỉ lệ, loại bỏ các khuyết tật Tiếp đến là giai đoạn tẩy gỉ, đưa vào cán nguội Vì cán nguội làm nguyên liệu trở nên cứng và khó tạo hình nên thép được đưa vào tôi luyện để cải thiện độ dẻo, sau đó thép được làm sạch, ủ trong kín hoặc ngoài trời, đánh bóng bề mặt, và mang đi cuộn lại lần nữa và xuất

ra thành phẩm

- iron ore: quặng sắt

- -coke: than cốc

- -lime stone: đá vôi

- -blast furnace: lò cao

- -converter: lò luyện thép

- -vacuum degasser: máy hút chân không

- -continuous caster: thiết bị đúc tiếp liệu

- -reheating furnace: lò nung lại

- -scale breaker: máy cắt tỉ lệ

- -rougher: máy phay thô

- -finishing train: kết thúc quá trình luyện

- -pickling line: tẩy gỉ

- -continuous cold strip mill: máy cán tấm ( cán nguội)

- -continuous annealing line: tiếp tục tôi luyện

- -electrolytic cleaning line: tinh chế điện phân

- -box annealing: ủ trong thùng kín

- -open coil annealing: ủ cuộn thép (để hở)

- -skinpass mill: đánh bóng bề mặt

- -recoiling line: cuộn thép thành cuộn

- -cold rolled product: sản phẩm thép cán nguội

CHƯƠNG IV:THIẾT BỊ

- Tùy theo loại sản phẩm mà người ta xây dựng các nhà máy cán phù hợp như độ dày , chiều rộng,chiều dài,tráng mạ kẽm,phủ polyme…Hoặc với các yêu cầu về nhiệt luyện ,để có trang thiết bị cho đầy đủ.Các nhà máy cán nguội hiện nay đạt năng suất đến 1,2-1,5 triệu T/năm,có sử dụng hệ thống điều khiển vi tính cho chương trình cán

- Để cán nguội thép tấm người ta cán trên máy có thiết bị căng trước,căng sau và hệ thống cuốn thép.Trước máy cán nguội người ta phải trang bị hệ thống tháo

cuộn,phía sau hệ thống máy cuộn là bàn lăn vận chuyển cuộn đến kho …Ngoài ra

để đảm bảo chế độ nhiệt khi cán nguội ,sau giá cán là hệ thống phun dụng dịch làm mát ,dung dịch bôi trơn lên phôi cán để tăng chất lượng bề mặt cho sản

phẩm,cũng như làm giảm hệ số ma sát sau khi cán

- Máy cán tấm nguội dùng để cán ra các sản phẩm cực mỏng có độ dày từ 0,007 mm đến 1,25 mm Máy cán tấm thường dùng 2 trục, 4 trục, 6 trục, 12 trục Máy càng nhiều trục cán thì độ dày của sản phẩm ngày càng chính xác

- Trục máy cán tấm luôn luôn có hình dạng trục tròn xoay và đòi hỏi độ chính xác,

độ đồng đều bề mặt, độ bóng… Lực cần để cán tấm lớn hơn rất nhiều so với cán hình đặt biệt là khi cán tấm nguội Sản phẩm của chúng thường được để ở dạng cuộn do sản phẩm luôn có tiết diện hình chữ nhật và có chiều dài vô tận

Máy cán tấm nguội một giá cán Kvarto 1.Trục cuộn; 2 Cữ đỡ cuộn; 3 Tang nhã; 4.Con lăn kẹp; 5 Trục làm việc; 6 Tang cuộn, nhả

Máy cán nguội đảo chiều Kvarto 500/1300x1200

1-máy cắt,2-máy đánh vẫy,3=>8 các giá cán 700/1400/1700,9-máy cắt bay

Nhóm giá cán tính cán nguội thép tấm 700/1400/1700

Máy cán tấm nguội 12 trục

Máy cán tấm nguội 20 trục

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[2] TS Hà TIến Hoàng, Thiết bị cơ khí xưởng cán, NXB Khoa học và Kỹ thuật

[3] Nguyễn Trường Thanh,Cơ sở kĩ thuật cán,NXB Đại học quốc gia TP.Hồ Chí Minh

[4] https://www.satthep.net

[5] Đỗ Hữu Nhơn, Công nghệ cán kim loại và hợp kim thông dụng, NXB Khoa học và

Kỹ thuật, 2005