ماشین آلات و فرآیند تولید ورق فولادی

مواد اولیه خط تولید توسط کامیون یا واگن های قطار وارد ناحیه اسلب یارد می شوند این ناحیه دارای مساحت ۷۶۵۰ متر مربع (۴۳۰*۲۵۵) بوده و با ۳ جرثقیل سقفی مگنتی تجهیز شده است که بر حسب نیاز می توان هر کدام را بصورت چنگکی (جهت انتقال اسلب های گرم برگشتی از کوره) تعویض نمود، ظرفیت هر کدام از جرثقیل ها ۸۰۰KN به عبارت دیگر ۸۰ تن می باشند.

کوره های پیشگرم Reheating Furnace

کوره های پیشگرم Reheating Furnace بعد از ناحیه اسلب یارد قرار دارند این کوره ها از نوع حرکت گامی (Walking beam reheating furnace) بوده و ابعاد داخلی آن شامل طول ۳۴,۷m، عرض ۱۰m و ارتفاع ۴,۵m می باشند.
اسلبها توسط جرثقیل های موجود در اسلب یارد بر روی میز شارژ قرار گرفته و بصورت اتوماتیک و با ترتیب خاصی بر روی میز غلتکی حرکت مینمایند تا پس از توزین جهت شارژ به کوره فرستاده شوند. مراحل شارژ و تخلیه اسلب ها توسط ماشین بصورت اتوماتیک انجام می گردد.
این کوره ها دارای ۴ ناحیه می باشند:
ناحیه رکوپراتیو طول ۱۳,۱ متر و فاقد مشعل
ناحیه پیش گرمایش طول ۷,۳ متر و دارای ۱۲ مشعل
ناحیه گرمایش طول ۷,۳ متر و دارای ۱۲ مشعل
ناحیه هم دماسازی طول ۷ متر و دارای ۳۴ مشعل

ناحیه ۲ و ۳ هر کدام به ۲ منطقه و ناحیه همدما سازی به ۴ منطقه تقسیم شده است، در کل ۵۸ مشعل وظیفه گرمایش اسلب را برعهده دارند و دماهای هر منطقه توسط ترموکوپل کنترل می شوند.
سوخت این کوره ها شامل گاز طبیعی می باشد. هوای پیشگرم توسط فن هایی با استفاده از سیستم رکوپراتور گرم شده و جهت تامین هوای سوخت مشعل ها به این مسیر فرستاده می شود. آنالیز گازهای خروجی از کوره توسط آنالیزورهای نصب شده بصورت on-line اندازه گیری می شود.
همچنین فرآیند حرکت مواد داخل کوره توسط دوربین هایی کنترل می گردد، که این فرآیند توسط ستون ها و تیرهای ثابت و متحرک صورت می پذیرد. خنک سازی ستون ها و تیرهای داخل کوره بوده توسط سیرکولاسیون آب مدار بسته انجام می شود.
تمام مراحل شارژ اسلب، گرمایش و تخلیه اسلب از کوره و ردیابی اسلب توسط برنامه های موجود در Level۱ و Level۲ اتوماسیون کنترل می گردد. با توجه به ابعاد اسلب زمان گرمایش هر اسلب حدود ۳/۵ ساعت به طول می انجامد.

محدوده ابعادی اسلب جهت شارژ در کوره

دستگاه پوسته زدا Descaler System

با توجه به اکسیداسیون آهن در دماهای بالا، پس از تخلیه اسلب از کوره لایه ای از پوسته اکسیدی روی آن تشکیل شده که بدین منظور دستگاه پوسته زدا بعد از کوره قرار گرفته است. در این قسمت پاشش آب با فشار ۲۲۵Bar بر روی اسلب (شمش فولادی) باعث پوسته زدایی و برداشتن لایه های اکسیدی سطحی از روی مواد می گردد. فاصله بین سطح شمش و نازل های پاشش آب در این دستگاه با توجه به ضخامت اسلب قابل کنترل می باشد.

قفسه نورد Hi Reversing Mill Stand

بعد از عملیات پوسته زدایی، اسلب وارد قفسه نوردی می گردد. قفسه نورد دارای ۴ غلتک می باشد که ۲ غلتک آن کاری (Work Roll) و ۲ غلتک دیگر آن غلتک های پشتیبان (Back Up Roll) نامیده می شوند، نورد اسلب بصورت رفت و برگشتی بوده که در صورت نیاز با استفاده از میز چرخان (Turn Table) اسلب را ۹۰ درجه چرخانده و در همان حالت وارد قفسه نورد می شود و بدین صورت میتوان عرض اسلب را افزایش داد و به عرض ورق درخواستی رساند.

سیستم Hydraulic Automatic Gap Control HAGC

این سیستم بصورت اتوماتیک Gap بین غلتکهای کاری را در حین نورد کنترل می کند و دقت ابعادی را در کنترل ضخامت به بالاترین سطح ارتقا می دهد. مقدار نیروی عکس العمل که در حین نورد اعمال می شود تا ۱۰۰۰۰۰ KN(۱۰۰۰۰Tone) Max Roll Force می باشد.
غلتکها توسط سیستم خنک کاری با آب و براساس نوع فرآیند نورد و بوسیله کنترل جریان و فشار خنک می شوند. به علت دمای بالای ورق لایه اکسیدی نازکی بر سطح آن ایجاد و به منظور برداشتن این لایه اکسیدی از پوسته زدایی ثانویه (on board descaler) استفاده می گردد که این عمل بوسیله پاشش آب با فشار ۲۲۵bar بر روی سطوح آن انجام می شود.

دستگاه X Ray

این تجهیز در حین نورد بصورت On-line ضخامت ورق را در طول و بطور مداوم گرفته و گزارش آن را جهت تنظیم HAGC و کنترل ضخامت در پاس بعدی نورد می فرستد ، این تجهیز بعد از استند قرار گرفته است.

دستگاه اشعه گاما

این تجهیز بعد از دستگاه X-Ray قرار دارد که در پاس آخر طول و عرض و همچنین ضخامت را در سه نقطه بصورت پروفایلی عرضی اندازه گرفته و گزارش آن رابه Level۲ جهت کنترل و تصحیح فرآیند نورد ارسال می کند. این تجهیز بسیار پیشرفته و در سطح کشور بی نظیر می باشد.

تجهیز خنک کاری سریع Accelerate cooling system

این سیستم بعد از استند قرار دارد، عملکرد این سیستم در نورد ترمومکانیکال (تغییر میکروساختار، دانه بندی و تغییر در خواص مکانیکی) می باشد که بایستی دمای ورق گرم را تا دمای مورد نظر کاهش دهد.

این سیستم شامل:
۱- لوله های اصلی خنک کاری بالایی (Top Headers) که هرکدام از این لوله ها به تعداد مورد نیاز با افشانک هایی جهت پاشش آب به سطح ورق تجهیز شده اند، تعداد این لوله ها ۱۲ عدد بوده و پاشش آب با فشار ۰,۸Bar به سطح ورق صورت می گیرد، این افشانکها U شکل می باشند.
۲- لوبه های اصلی زیرین (Botton Headers) که تعداد ۲۶ عدد بوده و بر روی هر کدام تعدادی نازل آب نصب شده است که از این طریق پاشش آب با فشار ۰,۳Bar بر روی سطح زیرین ورق صورت می گیرد.
۳- لوله های هوا ، این لوله جهت خشک کردن ورق از آبهای باقی مانده بر روی آن در ابتدا و انتهای سیستم نصب شده است.

موج گیر گرم Hot Plate Leveler

موج گیر گرم بعد از استند و سیستم ACC قرار دارد وظیفه این تجهیز صاف کردن ورق گرم از موج های حاصل از نورد می باشد. تعداد غلتک های موجود در موج گیر گرم ۹ عدد می باشد که ۴ عدد در کاست بالایی و ۵ عدد کاست پایینی می باشد و خنک کاری آنها بصورت آبگرد انجام می گیرد. به منظور برطرف کردن موج در نواحی مختلف در عرض ورق این دستگاه در وضعیت های Skewing ,Tilting و Bending تغییر وضعیت می یابد و در نهایت با اعمال یکی از این وضعیت ها موج گیری انجام خواهد شد.

این وسیله بعد از موج گیری گرم واقع شده است. به دلیل نیاز به ردیابی ورق و شناسایی آن در مراحل بعدی، و بر این اساس شماره شناسایی ورق (Number ID) به وسیله این تجهیز بر روی ورق نوشته می شود. دمای ورق مادر عبوری می تواند تا Max=۹۰۰ °C باشد.

ناحیه بستر های خنک کننده Cooling Bed Area

این ناحیه از قسمت های مختلفی تشکیل شده است که شامل:
Cooling bed ۱
Inspection Bed
Cooling bed ۲
(Slow Cooling Area (۱۲
بستر های خنک کننده از نوع دیسکی می باشد. ورق گرم پس از نشانه گذاری توسط Hot Plate Marker وارد این منطقه می شود. هر کدام از بستر های شماره ۱ و ۲ از سه قسمت تشکیل شده است که شامل ماشین شارژ و دیسک های دوار انتقال ورق و ماشین تخلیه از بستر می باشد. مساحت هر کدام از این بستر های خنک کننده ۱۸۴۰mm بوده که طول و عرض آنها به ترتیب ۴۶m و ۴۰m می باشد.
هر کدام از بسترها شامل دو بخش (Section) می باشد. که نسبت به طول ورق می توان Sec ۱ یا Sec ۲ ویا هر دو قسمت را انتخاب نمود. دمای خروجی ورق از بسترها کمتر از °c ۱۲۰ می باشد. بعد از بسترها ورق های با ضخامت حداکثر ۵۰mm بر روی میز بازرسی هدایت می شود.
منطقه Slow Cooling در نورد ترمومکانیکال و یا فولاد هایی که نیاز به کاهش مقدار H۲ باشد مورد استفاده قرار میگیرد. بدین صورت که ورق با دمای حدود ۵۰۰ درجه از بستر خنک کننده خارج و در این منطقه بر روی هم انباشته شده تا به آرامی سرد شوند.
در میز بازرسی از تجهیز ورق برگردان (Device Turn Over) استفاده شده است. بدین صورت که میتوان هر دو سطح ورق را بازرسی نمود. تمام اعمال در ناحیه ی بسترهای خنک کننده توسط دوربین ها و تجهیزات ابزار دقیق کنترل و هدایت می شوند.

ورق های با ضخامت بالای ۵۰mm پس از عبور از روی میز غلتکی انتهای بستر خانک کننده توسط جرثقیل های سقفی به پایین منتقل و برای برش به اندازه های مورد درخواست مشتری بر روی میز مخصوص دستگاه برش با مشعل قرار می گیرند.

دستگاه تست غیر مخرب آلتراسونیک Testing Device Ultrasonic

این وسیله بعد از میز بازرسی و قبل تجهیز Trimming قرار گرفته است. وظیفه ی آن آشکارسازی عیوب داخلی شامل ترکها، حفره ها و غیره در کل حجم ورق می باشد. بر اساس سفارش و با توجه به استاندارد های مورد نظر مشتری، ورق مورد آزمایش قرار می گیرد، نتایج حاصل از این آزمون برای بهینه سازی عملکرد قیچی های لبه زن و تقسیم کن بسیار حائز اهمیت است.

تجهیز لبه زن Side Trimmer

در این تجهیز با توجه به نتایج حاصل از آزمون آلتراسونیک از هر طرف از لبه های ورق به اندازه مورد نظر بریده می شود تا عرض ورق به اندازه مورد نیاز رسانده شود. یک طرف این تجهیز ثابت بوده و طرف دیگر آن نسبت به عرض ورق قابل حرکت می باشد و بر اساس عرض ورق درخواستی تنظیم می گردد.

برش طولی Slitting Shear

این تجهیز بعد از Side Trimmer قرار دارد و وظیفه آن برش ورق در طول می باشد، بدین صورت که برای مثال برقی با عرض ۴m را یه دو ورق با عرض ۲m تبدیل می کند. نحوه برش این تجهیز مانند Side Trimming می باشد.

موج گیر سرد Leveler Cold

این تجهیز بعد از Slitting Shear قرار دارد. وظیفه این تجهیز صاف کردن موج ها و تغییر شکل های کوچک حاصل از برش ورق های تا ضخامت ۲۵mm می باشد. با عبور ورق از Cold Leveler ورق کاملا صاف می شود.
عملکرد این تجهیز همانند موج گیر گرم می باشد با این تفاوت که تعداد غلطکها در این تجهیز ۱۱ عدد می باشد، ۵ غلطک در کاست بالایی و ۶ عدد در کاست پایینی می باشد. که هر کدام توسط غلطک های پشتیبان حمایت می شوند.
در اثر تغییر شکل ایجاد شده حاصل از برش بر روی ورق، دستگاه موج گیر سرد در وضعیت های Tilting ، Bending و Skewing می تواند تغییر وضعیت دهد.

قیچی تقسیم کننده Dividing Shear

ورق بعد از گذشتن از دستگاه Side Trimming ، Shear Slitting و Leveler Cold وارد دستگاه تقسیم کن یا Dividing Shear می شود.
در این دستگاه ضمن بریده شده سر و ته ورق مادر، ورق به طول های مورد درخواست مشتری برش داده میشود.
با تجهیزات کنترلی و ابزار دقیقی موجود در قیچی ها شکل برش و دقت ابعادی ورق در حد استانداردهای مورد درخواست مشتری خواهد بود.

ورقهای برش داده شده توسط ماشین Marker علامت گذاری می شوند و توسط سیستم توزین، وزن کشی می شود. در صورت نیاز به پروسه عملیات حرارتی، ورق به سمت ناحیه عملیات حرارتی ارسال می شود. در غیر این صورت ورق به سمت مراحل بسته بندی و پس از آن ناحیه Plate yard جهت تحویل به مشتری ارسال می گردد.

پایلر Piler

در انتهای خط تولید ۲ دستگاه پایلر وظیفه انتقال ورق از روی میز غلطکی به میز خروجی ورق از یک سو و از طرف دیگر انتقال جهت ناحیه عملیات حرارتی را بر عهده دارند. این تجهیزات قابلیت بلند کردن ورق با ابعاد ۲/۵ تا ۲۴ متر را دارا می باشند.

دستگاه بسته بندی و برچسب زنی Labeling & Banding

بر روی میز خروجی، ورق ها با ابعاد مساوی توسط پایلر به تعداد مشخص بر روی هم قرار گرفته و به سمت ماشین بسته بندی و برچسب زنی حرکت داده می شوند. در این قسمت ورق ها توسط این دستگاه توسط تسمه های فلزی بسته بندی می شوند. سپس بر روی هر بسته بر چسب زده می شود این برچسب حاوی کلیه مشخصات ورق ها و دیگر اطلاعات مورد درخواست مشتری می باشد. بعد از این مرحله توسط جرثقیل های مغناطیسی این بسته ها به پایین و به انبار محصول منتقل شده تا با کامیون یا قطار به مقصد مشتری حمل گردد. بار گیری برای حمل توسط سه دستگاه جرثقیل مغناطیسی انجام می گردد.

ناحیه عملیات حرارتی

ناحیه عملیات حرارتی شامل تجهیزات زیر است:
۱- کوره (ANF (Austenitizing and/or Normalizing Furnace
۲- سیستم (CQM (Continuous Quenching Machine
۳- کوره (TNF (Tempering and/or Normalizing Furnace
۴- بستر های خنک کننده
۵- دستگاه موج گیر Warm Plate Leveler

در ناحیه عملیات حرارتی ۲ فرآیند زیر انجام می شود:

۱- فرآیند کوئنچ تمپر (T&Q)

در این فرآیند ابتدا ورق به کوره ANF شارژ شده بر اساس ضخامت آن مقدار سرعت غلطک ها محاسبه می شود، پس از آستنیته کردن ورق وارد ماشین کوئنچ می شوند.ماشین کوئنچ از تعدادی غلطک بالایی و پایینی و تعدادی افشانک تشکیل شده است. آب از بالا و پایین با فشار کنترل شده بر روی سطوح ورق ریخته میشود در زمان حرکت ورق از میان ماشین کوئنچ، غلطک ها با فشار کنترل شده ای که بر سطح بالایی و پایینی ورق اعمال می کند از تاب برداشتن آن جلوگیری می کند. بعد از خنک کردن آن ورق ها به کوره TNF وارد شده و فرآیند Temper بر روی آن انجام می شود سپس ورق وارد بسترهای خنک کننده شده و در دمای محیط سرد می شوند و به سمت Warm Leveler ارسال می شوند.

۲- فرآیند نرمالیزینگ (N)

در این فرایند می توان از هر دو کوره جهت آستنیته کردن و نرمالیزه کردن استفاده کرد، به این صورت که کورها در وضعیت دمایی همسان قرار داده و ورق ها با عبور از هر کوره آستنیته شده و بعد از تخلیه وارد بسترهای خنک کننده می شوند و در دمای محیط سرد می شوند.
Plate Characteristics
Plate sizes

Thickness
• Normalized products: ۱۰ – ۱۲۰ mm
• Quenched and tempered products: ۱۰ – ۶۰ mm
• Width: ۱۱۰۰ – ۴۵۰۰ mm
• Length: ۲۵۰۰ – ۱۵۰۰۰ mm
• Max plate weight: ۲۱ t

Steel qualities
• C + Mn
• High Carbon
• Micro alloyed
• Low/High Alloy

Scope
• Structural
• Welded pipes
• Ship building
• Pressure vessels
• Weather resistance
• Off – shore platforms
• Petrochemical Industry

Warm Plate Leveler
این تجهیز جهت صاف کردن ورقهای عملیات حرارتی شده بکار می رود. عملکرد این تجهیز مانند Hot Leveler می باشد.

بعد از صاف کردن ورقها نشانه گذاری شده و به سمت انبار محصول ارسال می شوند.