Дәріс. Ыстықтай илемдеу.

Ыстықтай илемделен қаңылтырлы болатты өндіру. Қаңылтыр илемдейтін орнақтарға көпсатылы металды деформациялайтын процесті іске асыратын жабдық ретінде қарайық. Ыстықтай илемдеудің үздіксіз кеңжолақты орнағы қапастың мынандай екі топтарынан тұрады: қаралай өңдейтін және тазалай өңдейтін. 6.1-де -суретте ыстықтай илемдейтін кең жолақты орнақтың негізгі жабдықтарының орналасу сұлбасы көрсетілген. Қаралай өңдейтін топ әдетте жеке тұратын қапастардан тұрады. Осы қапастар арасының ара қашықтығы илемделіп жатқан илемнің ұзындығынан үлкен. Кейбір орнақтарда соңғы екі, үш қаралай өңдейтін қапастар үздіксіз тазалай өңдейтін топқа біріктірілген. Осындай біріктіру орнақтың ұзындығын қысқартуға мүмкіндік береді. Тазалай өңдейтін топ 6 – 7 төртпішінбілікті қапастардан тұрады. Осы қапастарда илемдеуді бір уақытта жүргізеді. Осы себептен үздіксіз өңдейтін топ құралады. Үздіксіз өңдейтін орнақта илемдеу жылдамдығы үздіксіз өседі, ал топтың екі жақын орналасқан қапасындағы жаншу арасындағы тыныс ұзақтылығы бірнеше секундтан соңғы аралықта секундтың ондық үлесіне дейін өзгереді.

6.1 – сурет. Ыстықтай илемдейтін үздіксіз кеңжолақты орнақтың негізгі жабдықтарының орналасу сұлбасы

Үздіксіз өңдейтін орнақта илемдеген кезде бірінші және соңғы қапастар арасындағы температураның айырмашылығы 270 ^оС дейін жетеді. Осындай кезде соңғы қапастағы илемдеудің температурасы мынандай болады: 730 – 800 ^оС. Осы орнақта деформациялар арасындағы тыныс ұзақтылығы көп емес. Бұл металда беріксіздену процесі толық жүрмейтін жағдай жасалатындығына куә болады. Жуықты осындай температура-уақыттық илемдеу жағдайы үздіксіз штрипсті орнаққа да тән. Осы орнақ қапастары арасындағы ара қашықтық қаңылтырлы орнақпен салыстырғанда кіші. Айтылған ара қашықтық 3,6 м мөлшеріне жақын болады, ал соңғы қапастағы илемдеу жылдамдығы 21 м/с жетеді.

Қалыңқаңылтырлы орнақ 3600 (6.2 - сурет) қалыңдығы 5-50 мм, ені 2000 – 3200 мм болатын қаңылтырды массасы 16 т дейін болатын слябтан өндіру үшін және қалыңдығы 50 – 200 мм және ені 2000 – 3200 мм болатын ауыр тақтаны массасы 40 т дейін болатын құймакесектен шығару үшін арналған. Құймакесектерді илемдеудің алдында қыздыру құдығында немесе табаны шығырылатын бөлмелі пеште қыздырады. Слябтарды қадамды арқалығы бар бес және алты аймақты әдістемелік пеште қыздырады. Илемдеуді тік пішінбілігі бар екіпішінбілікті қапаста бастайды. Мұнда құймакесектің бүйір жағының конустылығын алып тастайды және отқабыршық қабатын сындырады. Ары қарай илемдеуді ретпен орналастырылған екі кері қайтымды төртпішінбілікті қапастарда іске асырады. Қапастардың жұмысшы пішінбіліктерінің диаметрі 1100 және 1000 мм тең (сәйкесті жазылған), ал тіреуші пішінбіліктері 1800 мм тең болатын диаметрге иемденген. Әрбір қапас жетекті қуатты 6920 кВт (қаралай өңдейтін) және 8840 кВт (тазалай өңдейтін) болатын екі қозғалтқыштан алады. Айтылған орнақтарда 6 м/с дейінгі илемдеу жылдамдығын қолданады. Екі төртпішінбілікті қапастарды қолдану қаңылтырдың ені бойынша әр түрлі қалыңдықты азайтуға мүмкіндік береді. Қаралай өңдейтін төртпішінбілікті қапаста илемдегенде, керек болса құймакесекті немесе слябты 90^о бұрады, содан кейін енді үлкейту үшін керекті мөлшерге дейін көлденең өңдейді. Әрбір қапаста бірнеше өтіммен илемнің қалыңдығын берілген аяққы мәнге дейін азайтады. Тегіс бүйірлік жиекті алу үшін және ен бойынша қаңылтырдың дәлдігін қамтамсыз ету үшін қапасты әмбебапты қылып жасайды, яғни көлденең және тік пішінбіліктері бар етіп қапас жасалады. Қапастар жоғарғы қысыммен (15 МПа) отқабыршықты қағатын гидроқағу құрылғысымен жабдықталған.

Қалыңдықтары 5 – 50 мм жететін қаңылтырлар илемделгеннен кейін, олар аунақшалы шынықтыру машинасына шынықтыру үшін немесе 550 ^оС температурасына дейін салқындату үшін түседі. Бойлық және көлденең кесуді, сонымен бірге 12 м дейінгі өлшемді ұзындыққа кесуді көлбеқайшыда іске асырады. Тақталар илемдеуден кейін бәсең салқындататын, отпен кесетін, бөлмелік пеште термиялық өңдейтін және тазалайтын аралыққа арбамен тасымалданады. Қалың қаңылтыр бойынша орнақтың жылдық өнімділігі 1,8 млн. т жетеді.

 

1-9 – қалыңдығы 50 – 200 мм болатын тақтаны илемдеу және тазалай өңдеу үшін қолданылатын жабдықтар; 1 – қыздыру құдықтары; 2 – көлденең отқабыршықты сындырушы; 3 – манипулятор сызғышы; 4 – тік пішінбілігі бар екіпішінбілікті қапас; 5 – қаралай өңдейтін төртпішінбілікті қапас 3600; 6 – тақтаны түсіруші; 7 – көтеріп – түсіретін үстел; 8 – беруші арба; 9 – табаны шығатын бөлмелік пеш; 10 – 20 – қалыңдығы 5 – 50 мм болатын қаңылтырды илемдеу және тазалай өңдеу үшін қолданылатын жабдықтар; 10 - әдістемелік пеш; 11 – тазалай өңдейтін керіқайтымды төртпішінбілікті қапас 3600; 12 – аунақшалы шынықтыру машинасы; 13 – көлденең қиатын қайшы; 14 – түзету машинасы; 15 – суытқыш; 16 – салқындататын құрылғы; 17 – қаңылтырларды қалыптастыратын аунақшалы пештер; 18 – бүйірлік жиекті кесетін дискілі қайшылар; 19 – барабан типті жиек кесуші қайшылар; 20 – қаңылтырларды термиялық өңдейтін пештер

6.2 – сурет. Орнақ 3600-дың жабдықтарының орналасу сұлбасы

 

Қалыңдығы 1,2 мм-ден 16 мм-ге дейін және ені 2300 мм-ге дейін жететін ыстықтай илемделген қаңылтырлы болатты өндіру үшін үздіксіз кеңжолақты орнақты (ҮКЖО) қолданады. Осы орнақтардың жылдық өнімділігі 3,5 – 6,0 млн. т. Осындай орнақтарда бастапқы дайындама ретінде массасы 20 – 45 т-ға жететін слябты қолданады. Осы слябтардың қалыңдығы 300 мм-ге дейін, ал ені дайын қаңылтырдың ені тең болады.

ҮКЖО өнімінің едәуір бөлімін автомобиль саласында және өндірістің басқа салаларында тетіктер қалыптау үшін пайдаланылатын төменгі және орташа көміртекті болаттар құрады. Жағары пластикалық және жақсы қалыптану қасиеттерін қамтамасыз ету үшін ыстықтай илемделген қаңылтырлар ені және ұзындығы бойынша ең кішкентай әр түрлі қалыңдыққа және белгілі бір механикалық қасиет пен микроқұрылымға (біркелкі және ірі емес феррит түйіршіктері және осы ферриттер алаңында біркелкі таралған ұсақ бөлшектерден тұратын карбидтер) иемдену қажет. Ыстықтай илемдеуді жүргізген кезде рекристаллизация процесі жүретін болғандықтан, керекті механикалық қасиет пен микроқұрылымды алу, илемдеудің аяққы температурасын (Ас₃ нүктесінен жоғары) және соңғы қапаста жаншудың мөлшерін дұрыс таңдаумен қамтамасыз етіледі. Жаншу мен температураның белгілі бір үйлесімінде ірі түйіршіктер пайда болатындығы болаттың рекристаллизация диаграммасынан көрініп түр. Осы ірі түйіршіктер қаңылтырды қалыптаған кезде, оның бетінің кедір-бұдырлығын жоғарлатып «апельсинді қабат» ақауын, ал кейбір жағдайда жарылу бойынша ақауды пайда болғызады. Илемдеуді аяқтаудың төменгі температурасында бір мезгілде мынандай екі процестер қатар жүреді: аустениттің ферритке фазалық айналуы; деформацияланған ферриттің рекристаллизациясы. Бұндай жағдайда илемдеуден кейін металдың микроқұрылымы мөлшері бойынша біркелкі емес түйіршіктерден тұрады. Кейбір жағдайда, илемдеудің аяғынан салқындауға дейінгі уақыт рекристаллизация процесінің толық өтуіне жеткіліксіз болғанда, беріктенудің ізі сақталып қалып, осы кеінірек тетікті қалыптаған кезде, оның біркелкі емес кермеленуіне алып келеді.

Илемделген қаңылтырды орамға ораған кездегі металдың температурасына да үлкен мәнді береді. Жоғары температурада орам оралып бәсең салқындатылатын болса, онда цементиттің ірі кірмелері бөлініп шығып, орам қаңылтырын қалыптаған кезде болат жарылуға бейімділік көрсетеді.

Жоғарыда қаралған ыстықтай илемделген қаңылтырдың сапасына қойылатын талап технологиялық процестің түрін және илемдеу орнағының құрылымын алдын ала анықтайды. Қазіргі заманғы үздіксіз ыстықтай илемдейтін кең жолақты орнақтарда қапастардың мынандай екі тобы бар: қаралай өңдейтін және үздіксіз тазалай өңдейтін. Төртпішінбілікті қапастарды қолдану жолақтың ені мен ұзындығы бойынша әр түрлі қалыңдықты едәуір азайтуға мүмкіндік береді. Қаралай өңдейтін топта қойылған әмбебапты қапастардың тік пішінбіліктері илемдеген кезде дөңестікті пайда болғызбай, осының себебінен қаңылтыр жиегінің жарылуын болдырмай, жолақтың бүйірлік қырларын жаншиды. Тазалай өңдейтін топтан кейін еденнен төменгі деңгейде жолақты орамға орайтын тік орағыштарды орналастырады. Қаралай және тазалай өңдейтін топтардың арасына, ал тағы да тазалай өңдейтін топ пен орағыш арасына аралық және тасымалдаушы рольгангтар орналасқан. Осы рольгангтер жолақты тасымалдау үшін және илемдеу мен ораудың температуралық режімдерін реттеу үшін қолданылады. Егер жолақтың температурасы керектіден жоғары болса, онда оны ауа құрылғысымен немесе суының қысымы 1 – 1,2 МПа болатын сумен салқындататын құрылғымен жабдықталған рольгангте салқындатады. Стандарттың талабы бойынша қаңылтырдың беті тегіс, оның бетінде домалап кірген пешті және ауалы отқабыршық болмауы қажет. Осы мақсатпен қаралай және тазалай өңдейтін топтардың алдына отқабыршықты сындыратын деп аталатын арнайы қапастарды орнатады. Осы қапастарда салыстырмалы кішкентай жаншумен (10 – 12%) отқабыршық сындырылады, содан кейін 15 МПа қысымы бар сумен алынып тасталады. Отқабыршықты гидросындыратын құрылғылар отқабыршық сындырғыш қапастардан кейін және қаралай өңдейтін қапастар арасына орналасқан.

Үздіксіз өңдейтін кең жолақты орнақ 2000 (сурет 6.3) қалыңдығы 1,2 – 12 мм болатын оралған қаңылтырлы болатты илемдеуге арналған. Қалыңдығы 300 мм-ге дейін, ал массасы 15 – 20 т болатын көміртекті және төменқоспаланған болаттардан жасалған құйылған немесе илемделген слябтарды төрт бесаймақты әдістемелік пештерде 1150 – 1280 ^оС температурасына дейін қыздырады. Қыздырылған сляб бір көлбеу екіпішінбілікті және төрт әмбебапты төртпішінбілікті (диаметрлері 1180 (жұмысшы) және 1600 (тіреуші) мм болатын көлденең пішінбіліктерден және диаметрі 1000 мм болатын тік пішінбіліктерден құрастырылған) қапастардан тұратын қаралай өңдейтін топқа түседі. Осы қаралай өңдейтін топтың алдына тік отқабыршық сындырушы орнатылған. Орнақтың ерекшелігі болып үздіксіз өңдейтін топқа үш қаралай өңдейтін қапасты біріктіру саналады. Осындай біріктіру орнақтың ұзындығын қысқартуға және жылуды жоғалтуды азайтудың есебінен илемдеудің температуралық режімін жақсартуға мүмкіндік берді.

Үздіксіз тазалай өңдейтін топ жеті төртпішінбілікті қапастарды өзінің құрамына кіргізеді. Осы қапастарда қойылған жұмысшы пішінбіліктердің диаметрі 800 мм және тіреуші пішінбіліктердің диаметрі 1600 мм тең. Айтылған топқа сегізінші қапасты орнатуға мүмкіншілік жасалған. Жолақтың әр түрлі қалыңдығын азайту үшін, соңғы үш қапаста гидравликалық құрылғының көмегімен жұмысшы пішінбіліктің июлуіне қарсы жұмыс істейтін жабдық орнатылған. Феррит түйіршігінің керекті өлшемдері және оларды біркелкі болуы болат таңбасына және қаңылтыр қалыңдығына байланысты илемдеудің аяққы температурасын 840 – 900 ^оС шегінде автоматты реттеумен қамтамасыз етіледі. Осы тазалай өңдейтін топтың алдында екіатанақ типті ұшатын қайшылар орнатылған. Айтылған қайшы ары қарай өңделетін жолақтың алдынғы және артқы жақтарын кесуге арналған. Орнақтың барлық қапастарында жеке жетектер бар.

1 – қыздыру пештері; 2 – 5 - жұмысшы қаралай өңдейтін қапас; 2 – тік қаралай өңдейтін екіпішінбілікті қапас – отқабыршық сындырушы; 3 – екіпішінбілікті қапас; 4 - әмбебапты төртпішінбілікті қапас; 5 - әмбебапты төртпішінбілікті қапастардың үздіксіз үшқапасты тобы; 6 – аралық рольганг; 7 – ұшатын атанақты қайшы; 8 – тазалай өңдеу отқабыршық сындырушы; 9 – үздіксіз тазалай өңдейтін топ; 10 – тасымалдайтын себезгілеуші рольганг; 11 – қалыңдығы 1,2 – 4 мм болатын жолақ үшін ораушы; 12 – орамды аудару құрылғысы бар арба; 13 – қалыңдығы 4 - 16 мм болатын жолақ үшін орағыш; 14 – орам үшін бұрушы үстел; 15 – орамды тасымалдаушы

6.3 – сурет. Үздіксіз кеңжолақты орнақ 2000 жабдықтарының орналасу сұлбасы

 

Орнақтың ең соңғы тазалай өңдейтін қапасынан шыққан жолақ 500 – 600 ^оС температурасына дейін себізгілеуші құрылғы көмегімен салқындатылады, ал содан кейін бес аунақша-атанақ орағышының біруінде орамға оралады. Илемделген жолақты суықтай илемденетін цехқа немесе тазалай өңдеуге береді. Осы тазалай өңдеу мынаны қосады: орамды тарқату, көлденең кесу, қанылтырды қаттамға қаттау, бойлық кесу, уландыру, қалыптастыру немесе шынықтыру, түзету және басқа. Тазалай өңдеу арнайы үздіксіз тізбекте орындалады.

Технологиялық процесті бақылау және реттеу үшін орнақ күшті, температураны, керілуді өлшейтін және тіркейтін бергішпен, жолақтың қалыңдығы мен енін өлшейтін түйіспеусіз өлшегіштермен, ал тағы да бақылаушы әсерді өңдейтін орындаушы механизмдермен жабдықталған. Қыздыруды, тасымалдауды, температуралық режімді және жаншу режімін реттейтін автоматтандырудың жергілікті жүйесі мен орталық басқарушы ЭЕМ-нің арасында шапшан орындалатын байланыс қарастырылған. Орнақтың жылдық өнімділігі 6 млн. т.

Жоғары қоспаланған және қиын деформацияланатын болаттардан жасалатын түржиыны көп ыстықтай илемделген қаңылтырды өндірген кезде жартылайүздіксіз жұмыс істейтін қаңылтырлы орнақты қолданады. Осы орнақтарда қаралай өңдейтін топтың орнына екіпішінбілікті кері қайтымды қаралай өңдейтін қапас және әмбебапты төртпішінбілікті қапас қолданылады. Кері қайтымды қапастың бар болуы илемделетін металдың физика-химиялық қасиетіне байланысты жаншуды және өтім санын таңдауға мүмкіндік береді. Мұндай орнақтардың жылдық өнімділігі 1,5 – 2 млн. т.

Ұсынылған әдебиет: нег. 1 [3-8], нег. 2. [16-38].

Бақылау сұрақтары:

1. Қаңылтырды ыстықтай илемдеп жасау үшін қандай жабдықтар

қолданылады?

2. Не себептен илемдеу процесін үздіксіз деп атайды?

3. Отқабыршықты қағу үшін қандай жабдықтар қолданылады?

4. Не себептен ыстықтай илемдеген кейін салқындатуды қолданады?