تبلیغات
وبلاگ مهندسی مکانیک - آشنایی با خط تولید میلگرد

 




نوشته شده توسط : سهیل پوررحیمی

آشنایی با خط تولید میلگرد

آشنایی با خط تولید میلگرد

چند وقتی معرفی خطوط تولید کمرنگ شده بود، امروز خط تولید میلگرد رو معرفی می کنم ، خط تولید میلگرد به روش نورد گرم رو برای شما تشریح خواهم کرد . میلگرد یا آرماتور فولادی است که در بتن برای جبران مقاومت کششی پایین آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. فولادی که به این منظور در سازه‌های بتن آرمه به کار می‌رود به شکل سیم یا میلگرد می‌باشد و فولاد میلگرد نامیده می‌شود.

طبقه بندی فولاد میلگرد :

در کشورهای مختلف فولاد میلگرد با استانداردهای متفاوتی تولید می‌شوند و در هر استانداردی طبقه بندی مشخصی در ارتباط با خواص مکانیکی فولادها وجود دارد. در ایران قسمت عمده فولادهای میلگرد که توسط کارخانه ذوب آهن اصفهان  تولید می‌شوند با استاندارد روسی مطابقت دارند. فولاد میلگردی که در ایران تولید می‌شود (طبق استاندارد روسی) به سه گروه تقسیم می‌شود: فولاد نوع A-1، فولاد نوع A-2 و فولاد نوع A-3.

فولاد A-1 از نوع صاف بوده و مقاومت تسلیم و مقاومت کششی آن به ترتیب ۲۳۰۰ و۳۸۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع می‌باشد. فولاد A-2 از نوع آجدار با مقاومت تسلیم ۳۰۰۰ و مقاومت کششی ۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع است، و فولاد A-3 نیز از نوع آجدار با مقاومت تسلیم ۴۰۰۰ و مقاومت کششی ۶۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع می‌باشد.

از نظر تنوع قطر میلگردها نیز استانداردهای تولید کنندگان متفاوت است. در سیستم روسی که در کارخانجات ذوب آهن اصفهان مورد استفاده‌است میلگردها تا قطر ۴۰ میلیمتر ساخته می‌شوند.

 

تاریخچه استفاده از میلگرد در بتن:

به دنبال یک تکامل و پیشرفت به قرار زیر،مصرف فولاد در بتن رایج گردید:

1- اولین سازه بتن مسلح با ساختن یک پاروی بتنی قایق،بوسیله شبکه های مربع مستطیل شکل،میله های آهنی، مسلح گردیده بود، توسطlambot  در سال 1848 بوجود آمد .

 

مواد اولیه مصرفی تولید میلگرد:

مواد اولیه مصرفی بسته به نوع محصول تولیدی فرق می کند.قسمت های نورد تیرآهن– ناودانی و نبشی از شمش های 3sp و برای نورد میلگرد از شمش های 5sp استفاده می کنند(شمش های 3sp و 5sp در آنالیز باهم تفاوت دارند). شمش ها در ابعاد مختلف که بسته به طراحی و نوع کوره های پیشگرم و خطوط نورد دارند تولید می شوند معمولا شمش ها در ابعاد های 6000*150*150 یا 6000*125*125 می باشد. اگر طول شمش ها 12 متری باشد آنگاه در کارخانه شمش ها را به طول های مشخص متناسب با ظرفیت و ابعاد کوره برش می دهند.

 

نحوه تولید میلگرد :

نورد بر روی فولاد از متداول ترین كارهاست.یکی از روش های شکل دهی فلزات فرایند نورد می باشد به عبارت بهتر فرایند تغیر شکل مومسان فلز از طریق عبوراز بین غلتک ها به نورد موسوم است که به دو صورت گرم و سرد صورت می گیرد.

نورد سرد : تغییر شکل فلز در دمای محیط

نورد گرم : تغییر شکل در دمای بالاتر ازدمای محیط وکمتر از دمای ذوب فلز

نورد از متداول ترین فرایند های فلز کاری است زیرا تولید آن زیاد و کنترل محصول نهایی دقیق است.در تغیر شکل فلز بین غلطک ها ودر نتیجه اعمال فشار غلطک هاتنش های فشاری زیادی به قطعه وارد می شود.نیرو های اصطکاکی نیز مسبب کشش فلز به داخل غلطک ها هستند.اولین تبدیل شمش ها به شمشه و شمشال به طور کلی توسط نورد گرم آنجام می گیرد. با ادامه عمل نورد گرم صفحه ورق میلگرد مفتول لوله ریل یا دیگر اشکال ساختاری به وجود می آیند.

خط تولید میلگرد

نمونه ای از رول های آج زن

 خطوط تولید نورد بسته به فضای در دسترس و همچنین تناژ مورد نظر طراحی خاص خود را می طلبد. که ما در این پروژه یک خط تولید را شرح می دهیم:

در ابتدا شمش ها را باید وارد کوره ها کنند که دمای کوره ها تا 1100 درجه سانتی گراد می باشد  برای این کار شمش ها  را توسط یک جك هیدرولیكی در ردیف های مشخص  به داخل كوره ها هدایت می کنند ووقتی شمش ها در داخل كوره قرار گرفتند  به وسیله ی جریانات گردآبی دردمای 1100 سانتی گراد جهت نورد آماده می شوند.

بعداز رسیدن شمش ها به دمای مورد نظر جهت نورد به خط تولید ارسال میشود سپس شمش های پخته شده  روی رول ها قرار می گیرد و به طرف مرحله رافینگ هدایت می شوند مرحله رافینگ در سه مرحله از قطر شمش ها كاسته و به طول آن می افزاید و بعد از مرحله ی رافینگ (استند)ها (قفسه های نورد) قرار دارند كه این مرحله متشكل از 10-18 تا استند با كالیبر مشخص می باشدمرحله  آخر نورد قسمت آج زنی میلگرد می باشد و بعد از استند آج زنی قیچی متراژ جهت برش میلگردهای تولید شده در طول های مشخص بکار برده می شود که معمولا 24 و یا 36 متر برش داده می شود سپس میلگردهای تولیدی در زیرگیوتین های بسته بندی به طول 12 متری طبق استاندارد ایزیری ایران برش داده شده و در مرحله آخر به صورت بندیل های 2 تنی بسته بندی می شوند.

خط تولید میلگرد

طبق استاندارد ایزیری ایران میلگرد ها در دو نوع A II و A III تولید می شوند که برای تولید میلگرد A II به صورت مستقیم در خط نورد آج زنی می شود ولی برای تولید میلگرد A III  از یک فرآیند دیگری به نام گوﺋیچنگ (خنک کاری) (خنک کاری معمولا با پاشش آب و یا در معرض هوا قرار دادن میلگرد انجام می شود) و بعد از آج زنی میلگرد استفاده می گردد ، که در نهایت محصول تولیدی به رنگ سیاه در می آید.

 

دستگاه های موجود در کارخانه:

1-کوره پیشگرم :  پخت شمش ها

2-رول های کوره : انتقال شمش جهت نورد به طرف رافینگ

3- رافینگ : جهت نورد و کاهش ابعاد شمش و افزایش طول آن

4-رول های رافینگ : انتقال مواد به طرف استند

5- قیچی  سرزن

6-استند : شامل موتور گیربکس ـ گاردان-غلطک های مونتاژ شده و گاید های ورودی و خروجی

7- قیچی متراژ :  برش میلگرد در طول های معین

8- شانه های بسته بندی : جهت خنک کاری و آماده سازی برای بسته بندی

خط تولید میلگرد

حال با تکنولوژی جدید تولید میلگرد یا همان QST آشنا می شویم :

تکنولوژی QST

تکنولوژی آبدهی و خود تمپرینگ (QST) به‌صورت یک عملیات درون خطی در واحدهای نورد به کار گرفته می‌شود که در دهه‌های 70 و 80 میلادی در نتیجه تقاضای مهندسین عمران برای میلگردهای فولادی آجدار مورد استفاده به عنوان آرماتور بتون ابداع شد. با استفاده از این روش میلگردهای ساختمانی به استحکام تسلیم حداقل 500 نیوتن بر مترمربع می‌رسند. توسعه موفقیت‌آمیز روش QST در تولید میلگرد‌های ساختمانی مزایای زیر را برای مهندسین عمران به همراه آورد:

:: کاهش حجم فولاد

:: کاهش هزینه‌های نیروی انسانی

:: کاهش مصرف انرژی برای حمل و نقل و دیگر مزایا

همچنین این تکنولوژی به نوبه خود این امکان را برای مهندسین عمران فراهم آورد تا طراحی‌های خود را با هزینه‌های کمتر به اجرا درآورند.

میلگردهای آجدار با نقطه تسلیم حداقل حدود 500 نیوتن بر متر مربع محدودیت بیشتری برای آرماتورهایی که پیش تنیده نشده باشند دارند. با افزایش در میزان غلظت کربن و منگنز، این امکان در فولاد به‌وجود می‌آید تا میزان نقطه تسلیم آن افزایش یابد، اما چنین افزایشی در میزان کربن می‌تواند موجب پیدایش عیوبی از قبیل کاهش قابلیت جوش‌پذیری شود که همین امر باعث می‌شود تا میلگرد برای استفاده به عنوان آرماتور مناسب نباشد.

بتون آرماتور یکی از پرمصرف‌ترین سیستم‌های سازه‌ای در جهان است و در سال‌های اخیر در کشورهای مختلف شاهد بودیم که این سازه‌ها در سکوهای محسوس (phenomenal) که روی آنها پروژه‌های زیربنایی اجرا می‌شود، مورد استفاده قرار گرفته‌اند. ایمنی و قابلیت اطمینان این سازه‌ها مهمترین مشخصه‌های آنها بوده و این جنبه از کاربرد میلگردهای آجدار مطمئن یکی از پیش‌نیازهای حیاتی است که در هر تکنولوژی که مورد استفاده قرار می‌گیرد باید نیازهای خاص آن را برآورده کند.

 

فرآیند QST و تکنولوژی THERMEX®

هدف این تکنولوژی

در ابتدا ذکر این نکته اهمیت دارد که تکنولوژی THERMEX® برای تولید میلگردهای ساختمانی مستحکم است که دستیابی به نقطه تسلیم 500 نیوتن بر متر مربع را تضمین کند. تمامی سیستم‌های Thermex® ارائه شده برای این هدف طراحی شده‌اند، مگر این که نیاز مشتری چیز دیگری باشد. این سیستم تقریبا در اکثر کشورها به همین صورت است. این سیستم مزایای بسیار درخشانی را برای طراحان و مهندسین عمران به همراه دارد.

کارخانه‌های نورد زمانی که به مرحله تولید می‌رسند اقدام به دریافت لیسانس فرآیند Thermex® می‌کنند و سپس محصولات آنها تحت آزمایش قرار می‌گیرد تا مشخص شود که آیا میلگردهای تولیدی بدون هیچ‌گونه مشکلی به درجه استحکام تسلیم 500 رسیده‌اند یا خیر. موضوع دیگری که می‌توان بدان اشاره کرد این است که در بسیاری از کشورها تمایل به استفاده از میلگردهای ساختمانی QST به جای میلگردهای گرید CTD Fe 415 افزایش یافته است و از این رو صنایع مرتبط با مهندسی عمران در این کشورها قادر نیستند تا به‌طور کامل پاسخگوی این مزیت تکنولوژیکی باشند.

اساسا خواص مطلوب در یک میلگرد تحت فرآیند حرارتی قرار گرفته را می‌توان به صورت زیر برشمرد:

:: استحکام تسلیم حداقل 500 نیوتن بر مترمربع یا بیشتر

:: نسبت تنش(TS/YS) 12/1 (به‌طور کلی 15/1 تا 3/1)

:: حداقل درصد ازدیاد طول 16 (به‌طور کلی 18 تا 25)

:: قابلیت جوشکاری متناسب با نیازهای صنعتی

 خط تولید میلگرد با تکنولوژی QST

فرآیند QST

سیستم QST به مدد فرآیند THERMEX® امکان استفاده از انرژی حرارتی میلگرد نورد شده بعد از مقام (stand) نهایی واحد نورد را فراهم می‌آورد. به طور معمول، این انرژی کاملا از یک میلگرد در حال نورد در دمای 950 تا 1050 درجه سانتیگراد خارج می‌‌شود و موجب خنک کردن دمای پیرامون در بستر خنک‌کننده می‌شود.

فرآیند THERMEX® QST تکنولوژی بسیار دقیق و پیچیده‌ای است که طی چندین سال آزمایش و تجربه ابداع شده است.

سیستم Thermex® بین آخرین مقام و بستر خنک‌کننده نصب می‌شود .

کوئنچ کردن (Quenching) عبارت است از سرد کردن سریع فولاد از دمای سختکاری (آستنیته شدن) تا دمای محیط یا دمای خاص دیگری، کوئنچ کردن را می‌توان به روش‌های مختلفی انجام داد، مثلا فرو بردن فولاد گرم شده در روغن، آب، آب‌نمک (Brine) هوای آرام و حمام نمک (Salt bath) این بستگی به نوع فولاد دارد.

در فرآیند سختکاری فولاد، باید بلافاصله پس از تکمیل سیکل کوئنچ، عملیات تمپرینگ آغاز شود تا تنش‌هایی که در قطعه کار به وجود آمده و ممکن است باعث ایجاد ترک شوند، آزاد گردند.

تمپرینگ همچنین برای تنظیم سطح سختی مورد نیاز در فولاد لازم است.

در مورد فولادهای سخت شونده در هوا، تمپرینگ باعث می‌شود آستنیت باقی مانده در فولاد نیز به مارتنزیت تبدیل شود. برای حصول بهترین نتایج از تمپرینگ، نباید هیچ‌وقت زمان سیکل را کوتاه کنید.

عملیات آنیلینگ به‌منظور کاهش سختی، حذف تنش‌های داخلی و تصحیح میکروساختار انجام می‌شود. برای انجام عملیات آنیلینگ، ابتدا باید قطعات فولادی را 30 تا 50 درجه سانتیگراد بالای دمای AC3، گرم کرده و به مدت کافی در این دما نگهداری شوند. سپس، قطعات باید به آهستگی و با سرعتی در حدود 02/0 درجه سانتیگراد در ثانیه، سرد شوند.

معمولا عملیات سرد کردن قطعات یاد شده، در کوره صورت گرفته و بسیار زمان‌بر است. میلگرد زمانی که آخرین مقام (stand) را ترک می‌کند به سمت لوله‌های Thermex® که به طور ویژه و برای این فرآیند اختصاص یافته‌اند هدایت می‌شوند که در آن دمای سطح در حدود 950 تا 1050 درجه سانتیگراد بوده و به واسطه خنک‌گردانی شدید و یکنواخت در یک دوره زمانی نسبتا کوتاه (تقریبا یک ثانیه) دمایش بشدت کاهش می‌یابد. این در حالی است که دمای مرکز میلگرد کماکان بدون تاثیر باقی مانده است.

سرد شدن شدید و از پیش تعیین شده محیط پیرامون میلگرد موجب تغییر ساختار خارجی آن به یک ساختار مارتنزیتی می‌شود و از این رو برای این که بتواند مورد استفاده قرار گیرد نیازمند عملیات آنیلینگ است. این آنیلینگ به واسطه حرارت موجود در هسته میلگرد حاصل می‌شود. اختلاف دمای بین هسته و جداره خارجی نهایتا در دمای حدود 600 درجه سانتیگراد متعادل می‌شود و ساختار میلگرد حاصله در پیرامون جداره خارجی، تمپر مارتنزیتی و در هسته میلگرد پرلیتی فریتی دانه‌ریز می‌‌شود.

به‌طور کلی، هسته نرم میلگرد نهایی تقریبا 65 تا 75 درصد (با توجه به حداقل استحکام تسلیم مورد نیاز) از حجم آن را تشکیل می‌دهد و حجم باقیمانده نیز ساختار سخت دارد. از خصوصیات این محصول می‌توان به نقطه تسلیم بالا، سختی سطحی بالا، چقرمگی و چکش‌خواری بالا و جوش‌پذیری مناسب اشاره کرد.

زمانی که میلگرد در حال نورد با یک سرعت نرمال در سیستم Thermex به دمای حدود 950 تا یک‌هزار درجه سانتیگراد می‌رسد جداره خارجی آن بشدت در معرض خنک شدن قرار می‌گیرد، در حالی که هسته در یک مدت زمان بسیار کوتاه هنوز تحت تاثیر فرآیند کوئنچ قرار نگرفته است. بخش جداره خارجی میلگرد که استحاله مارتنزیت در آن رخ داده است، به محض این که میلگرد از سیستم Thermex خارج می‌شود، بتدریج از سمت هسته گرم حرارت دریافت می‌کند. در حقیقت واژه THERMEX نیز از تبادل حرارت (Thermal Exchange) مشتق می‌شود و این تبادل گرما کلید فرآیند است. باید به این نکته توجه کرد که تعادل دما بدین صورت است که ما یک میلگرد با ساختار خارجی تمپر مارتنزیتی و هسته پرلیتی فریتی به ‌دست می‌آوریم.

 




:: مرتبط با: روش های تولید ,
:: برچسب‌ها: آشنایی با خط تولید میلگرد آرماتور فولادی طبقه بندی فولاد میلگرد استاندارد روسیفولاد نوع A-1 , فولاد نوع A-2 و فولاد نوع A-3.نحوه تولید میلگردنورد سردنورد گرمنمونه ای از رول های آج زنرول های رافینگ-استند قیچی متراژتکنولوژی QSTفرآیند QST و تکنولوژی THERMEX®کوئنچ کردن (Quenching) حمام نمک (Salt bath) , دستگاه های موجود در کارخانه: 1-کوره پیشگرم : پخت شمش ها 2-رول های کوره : انتقال شمش جهت نورد به طرف رافینگ 3- رافینگ : جهت نورد و کاهش ابعاد شمش و افزایش طول آن 4-رول های رافینگ : انتقال مواد به طرف استند 5- قیچی سرزن 6-استند : شامل موتور گیربکس ـ گاردان-غلطک های مونتاژ شده و گاید های ورودی و خروجی 7- قیچی متراژ : برش میلگرد در طول های معین 8- شانه های بسته بندی : جهت خنک کاری و آماده سازی برای بسته بندی ,

تاریخ انتشار : 1395/01/26 | نظرات
می توانید دیدگاه خود را بنویسید
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر