عندما يتعلق الأمر بإنتاج منتجات الصلب الطويلة مثل حديد التسليح, قضيب سلكي, القضبان, والأقسام الهيكلية, تتميز إحدى المواد الخام بكفاءتها, تناسق, والفعالية من حيث التكلفة: ال الصب المستمر الخام. اليوم, زيادة 97% من المنتج الطويل المتداول الصلب تستخدم العمليات في الصين قضبان الصب المستمر بدلاً من سبائك الفولاذ التقليدية. لا يقتصر هذا التحول على التحديث فحسب، بل يتعلق أيضًا بالجودة الأفضل, انخفاض استخدام الطاقة, وارتفاع العائد.
في هذه المقالة, سنتعرف على كل ما تحتاج لمعرفته حول قوالب الصب المستمر — بدءًا من كيفية تصنيعها, ما هي أنواع الفولاذ التي يمكنهم حملها, مزاياهم في المتداول الصلب, وبيانات الإنتاج الحقيقية التي تهم على أرض المصنع.
ما هو البليت الصب المستمر?
إن قالب الصب المستمر عبارة عن منتج فولاذي شبه نهائي يتم تشكيله عن طريق صب الفولاذ المنصهر في قالب مبرد بالماء, حيث يتصلب في مقطع عرضي طويل مستطيل أو مربع. على عكس صب السبائك القديمة, الأمر الذي يتطلب خطوات إعادة تسخين متعددة, الصب المستمر ينتج الزي الموحد, قطعة جاهزة للفة في قطعة واحدة, عملية دون انقطاع.
تتراوح هذه الخامات عادة من 120مم × 120 مم ل 180مم × 180 مم في الحجم ويتم تقطيعها إلى أطوال ثابتة، عادة ما تكون بين 6 ل 12 متر—اعتمادًا على متطلبات الدرفلة.
لماذا حل الصب المستمر محل صب السبائك
مرة أخرى في الثمانينات, تستخدم معظم مصانع الصلب صب السبائك. لكن هذه الطريقة كانت لها عيوب كبيرة: فقدان الطاقة العالية, عائد منخفض, والجودة الداخلية غير متناسقة. اليوم, يهيمن الصب المستمر لأنه يحل هذه المشاكل.
| عامل | صب السبائك | الصب المستمر |
|---|---|---|
| أَثْمَر | ~85% | ~97% |
| استهلاك الطاقة | عالي (2 إعادة التسخين اللازمة) | قليل (1 إعادة التسخين أو المتداول المباشر) |
| العيوب الداخلية | شائع (انكماش, الفصل) | نادر (التصلب الخاضع للرقابة) |
| تَعَب & يكلف | عالي | قليل |
كما هو موضح أعلاه, يعمل الصب المستمر على تحسين كل جانب من جوانب إنتاج الصلب تقريبًا. ل المتداول الصلب المطاحن, وهذا يعني عددًا أقل من الرفض, انخفاض فواتير الوقود, وإنتاجية أسرع.
كيف يعمل الصب المستمر – خطوة بخطوة
تبدأ العملية بعد صناعة الفولاذ وتنتهي بقضيب جاهز لللف. وإليك كيف يتدفق:
- نقل مغرفة: يتم صب الفولاذ المنصهر من BOF أو EAF في مغرفة ونقله إلى العجلة المستمرة.
- مغرفة المعادن (LF): يخضع الفولاذ للتكرير وتعديل درجة الحرارة, إزالة الكبريت, صناعة السبائك - لتلبية المواصفات الكيميائية الدقيقة.
- اثارة الأرجون & تنديش: تصب المغرفة الفولاذ في وعاء, الذي يعمل كمخزن مؤقت. يحرك غاز الأرجون المصهور لضمان تكوين موحد.
- صب القالب: يتدفق الفولاذ إلى قالب نحاسي مبرد بالماء. يتصلب الغلاف الخارجي في ثوانٍ بينما يظل القلب سائلاً.
- منطقة التبريد الثانوية: يتحرك الشريط عبر غرف مبردة بالرش حيث يتصلب بالكامل.
- قطع ستراند: مرة واحدة صلبة, يتم تقطيع الخصلة إلى قطع معدنية باستخدام لهب آلي أو مقص ميكانيكي.
- الشحن الساخن أو التخزين: تذهب الخامات مباشرة إلى فرن إعادة التسخين (تهمة ساخنة) أو مكدسة لاستخدامها لاحقا.
تعمل هذه العملية برمتها بسرعات تتراوح بين 1.8 ل 3.0 متر في الدقيقة, اعتمادا على حجم القسم ودرجة الصلب. على سبيل المثال, عادة ما تكون سرعة صب البليت 150 مم × 150 مم موجودة 2.2 م/بي.
درجات الفولاذ مناسبة للصب والدرفلة المستمرة
لا يمكن صب جميع أنواع الفولاذ بشكل مستمر, ولكن الغالبية العظمى تستخدم في المنتج الطويل المتداول الصلب يستطيع. يوجد أدناه تفصيل لعائلات الفولاذ الشائعة وجدوى صبها.
| نوع الصلب | الدرجات المشتركة | الصب ممكن? | تستخدم في المتداول الطويل? |
|---|---|---|---|
| الفولاذ الهيكلي الكربوني | Q195, Q235, Q355, 10#, 20#, 45# | نعم | نعم (حديد التسليح, أقسام) |
| سبائك الصلب الهيكلي | 20كر, 40كر, 42كرمو, 35كرمو | نعم | نعم (مهاوي, التروس) |
| ربيع الصلب | 60Si2Mn, 55CrSi, 50CrV | نعم | نعم (نوابض السيارات) |
| تحمل الصلب | جي سي آر 15, GCr15SiMn | نعم (مع تخفيض ناعم) | نعم (محامل الراقية) |
| الفولاذ المقاوم للصدأ | 304, 316ل, 430, 201 | نعم (قوالب خاصة) | نعم (الحانات, سلك) |
| أداة فولاذية عالية السرعة | W18Cr4V, M2 | لا | لا (لا يزال يلقي سبيكة) |
اعتبارا من 2023, زيادة 180 درجات الصلب يتم إنتاجها بنجاح عبر الصب المستمر على مستوى العالم. في الصين, وصلت نسبة التبني 97.9% من إجمالي إنتاج الصلب الخام في 2010, وقد زاد منذ ذلك الحين.
مزايا استخدام البليت الصب المستمر في درفلة الصلب
لمشغلي مطحنة الدرفلة, الفوائد تتجاوز مجرد العرض المادي. إليك ما يهم حقًا في طابق الإنتاج:
- دقة الأبعاد أعلى: تتميز الكتل الناتجة من الصب المستمر بتفاوتات ضيقة - ± 0.5 مم على طول الجانب - مما يضمن دخولًا مستقرًا إلى حوامل التدحرج.
- جودة داخلية أفضل: يقلل التبريد المتحكم فيه من فصل خط الوسط والمسامية, مما يؤدي إلى عدد أقل من الشقوق أثناء المتداول.
- الشحن الساخن المباشر: يمكن أن تنتقل قطع الخام مباشرة من العجلات إلى الفرن عند درجة حرارة 800-1000 درجة مئوية, توفير ما يصل إلى 50 كيلوواط ساعة/طن في الوقود.
- تشكيل مقياس أقل: وقت إعادة التسخين الأقصر يعني كمية أقل من أكسيد الحديد, تحسين التشطيب السطحي للمنتجات النهائية.
- ارتفاع العائد المتداول: تقرير ميلز 1-2% عائد أعلى عند استخدام قوالب الصب المستمر مقابل. سبائك.
معلمات الإنتاج في العالم الحقيقي من المطاحن الصينية
لإعطائك فكرة عملية عن كيفية عمل ذلك, فيما يلي معلمات التشغيل الفعلية من العديد من مصانع المنتجات الطويلة واسعة النطاق في الصين.
| نوع المطحنة | حجم الخام (مم) | سرعة الصب (م/بي) | إعادة تسخين درجة الحرارة (درجة مئوية) | سرعة المتداول (آنسة) |
|---|---|---|---|---|
| مطحنة حديد التسليح | 150 × 150 | 2.0 - 2.4 | 1100 - 1150 | 10 - 14 |
| مطحنة قضبان الأسلاك | 130 × 130 | 2.6 - 3.0 | 1080 - 1120 | 80 - 100 |
| مطحنة القسم (شعاع H) | 220 × 260 | 1.6 - 1.9 | 1180 - 1220 | 1.2 - 2.0 |
| مطحنة الربيع للصلب | 160 × 160 | 1.8 - 2.1 | 1130 - 1160 | 0.8 - 1.5 |
هذه الأرقام ليست نظرية، فهي تعكس ظروف التشغيل الحقيقية. على سبيل المثال, يمكن لمطحنة قضبان الأسلاك التي تستخدم قضبان 130 مم تحقيق سرعات صب تصل إلى 3.0 م/بي بفضل التحريك الكهرومغناطيسي وتقنيات التخفيض الديناميكي الناعم.
التحديات والقيود
في حين أن الصب المستمر هو السائد, انها ليست مثالية. لا تزال بعض أنواع الفولاذ تتطلب صب السبائك لأسباب معدنية أو اقتصادية.
الفولاذ الذي لا يمكن صبه بشكل مستمر (حتى الآن)
- فولاذ أداة عالي السبائك: درجات مثل 5CrNiMoV وH13 لها نطاقات تجميد ضيقة وتكون عرضة للتشقق.
- فولاذ عالي السرعة: يتطلب W18Cr4V وM42 تصلبًا بطيئًا للغاية لتجنب فصل الكربيد.
- السبائك الفائقة: مواد مثل GH4169 (إنكونيل 718) تحتاج إلى التصلب الاتجاهي, غالبا ما يتم ذلك في الفراغ.
غير مجدية اقتصاديًا للدفعات الصغيرة
حتى لو كان الصف الصلب يستطيع يلقي بشكل مستمر, قد لا يكون له معنى للطلبات الصغيرة. إن إعداد عجلة لدفعة 50 طنًا ليس فعالاً من حيث التكلفة. في مثل هذه الحالات, يظل صب السبائك أمرًا عمليًا.
المستقبل: نحو الشكل القريب من الشبكة والدرفلة المباشرة
الحدود القادمة في المتداول الصلب هو القضاء على فرن إعادة التسخين تماما. بعض المطاحن المتقدمة تستخدم بالفعل الشحن الساخن المباشر أو حتى المتداول المباشر من قضبان الصب المستمر.
في المتداول المباشر, تخرج الكتل المعدنية من العجلة عند درجة حرارة 1000-1100 درجة مئوية وتذهب مباشرة إلى مطحنة التخشين - بدون تخزين, لا إعادة التسخين. هذا يمكن أن يوفر ما يصل إلى 80 كيلوواط ساعة/طن وتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 60 كجم لكل طن من الفولاذ.
المطاحن في باوستيل, شاجانج, ونفذت HBIS مثل هذه الأنظمة للفولاذ الكربوني والدرجات منخفضة السبائك. المفتاح هو التنسيق الدقيق بين العجلة والمطحنة، حيث يجب أن يكون التوقيت خلال دقائق.
الأفكار النهائية لمهندسي الدرفلة
إذا كنت تقوم بتشغيل منتج طويل المتداول الصلب خط, اختيارك للمواد الخام يؤثر بشكل مباشر على الجودة, يكلف, والجهوزية. توفر قطع الصب المستمر مزايا مثبتة: عائد أفضل, انخفاض استخدام الطاقة, وأعلى الاتساق.
في حين أنه لا يمكن صب كل درجات الفولاذ بهذه الطريقة, زيادة 97% من منتجات الفولاذ الطويلة الشائعة - من حديد التسليح إلى الفولاذ الزنبركي - يمكن. ومع التقدم المستمر في تصميم القالب, التحريك الكهرومغناطيسي, والتحكم في العمليات, الفجوة تغلق بسرعة.
سواء كنت تعمل على تحسين عمليتك الحالية أو تخطط لخط جديد, يعد فهم الإمكانات الكاملة لقضبان الصب المستمر أمرًا ضروريًا. لا يقتصر الأمر على مواكبة التكنولوجيا فحسب، بل يتعلق أيضًا بالحفاظ على القدرة التنافسية في السوق العالمية حيث يتم احتساب كل كيلوواط ساعة وكل نقطة مئوية من العائد.
