Quy trình công nghệ cán và thiết bị cán thép hình Ø16

LỜI NÓI ĐẦU
Thép cán là một trong những loại vật liệu chủ yếu của các ngành công nghiệp,
có vai trò quyết định tới sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá của mọi quốc gia.
Vì các sản phẩm của ngành cán thép được ứng dụng hầu hết trong các ngành công
nghiệp và các mặt hàng dân dụng như: Công nghiệp chế tạo máy, ôtô, ngành đường
sắt, xây dựng, kiến trúc... Mặt khác, sản lượng thép chia cho bình quân đầu người
cũng là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá mức độ công nghiệp hoá, hiện đại hoá của
một đất nước. Chính vì vậy mà ngay từ khi hoà bình lập lại, Đảng và Chính phủ đã có
những chủ trương, chính sách đẩy nhanh quá trình phát triển của ngành thép nói
chung và ngành cán nói riêng.
Trong các phương pháp gia công kim loại bằng áp lực, phương pháp cán là một
phương pháp gia công kim loại thông dụng nhất có truyền thống lâu đời và có nhiều
ưu điểm mà hiếm có phương pháp nào có được. Gần 3/4 thép luyện được gia công
bằng phương pháp cán, sản phẩm thép cán với rất nhiều chủng loại khác nhau về hình
dáng, kích thước và chất lượng để có thể đáp ứng được nhu cầu của các ngành công
nhiệp khác nhau. Ngoài ra đây còn là phương pháp gia công kim loại không tạo phoi,
quy trình công nghệ có khả năng tự động hoá cao, vì vậy nó có thể tạo ra các sản
phẩm với một năng suất và chất lượng cao.
Do tính ưu việt và phổ biến như vậy nên công nghệ cán thép được hầu hết các
nước phát triển trên thế giới quan tâm và đầu tư xây dựng. Một số nước có nền sản
xuất thép nói chung và thép cán nói riêng có trình độ phát triển cao như: Mỹ, Nga,
Đức, Italia, Pháp, Nhật, Hàn Quốc, Trung Quốc...
Nước ta, trong những năm qua ngành cán thép đã có nhiều cố gắng khai thác, cải
tạo và mở rộng những cơ sở sản xuất cũ và liên doanh với nước ngoài làm năng lực
sản xuất và sản lượng sản xuất hàng năm tăng với tốc độ khá nhanh, tuy nhiên so với
mức phát triển hiện nay vẫn còn thấp. Phát triển ngành cán thép để nâng cao khả năng
cạnh tranh với khu vực và trên thế giới là một yêu cầu khách quan, cấp bách và có ý
Page 1


nghĩa chiến lược đối với nước ta nói riêng và mọi quốc gia có mong muốn phát triển

nói chung.
Các nhà máy thép của nước ta hiện nay có thể đáp ứng nhu cầu của thị trường về
các loại sản phẩm thép hình thông dụng dùng trong xây dựng, dân dụng. Tuy nhiên,
thị trường các sản phẩm thép hình có tiết diện phức tạp và các sản phẩm thép đặc biệt
của nước ta hầu như đang bị bỏ ngỏ. Vì vậy, bên cạnh việc phát triển sản xuất các loại
thép hình đơn giản như hiện nay, chúng ta cũng cần phải quan tâm đến phát triển sản
xuất các loại thép hình có tiết diện phức tạp, thép chất lượng cao, thép đặc biệt, phục
vụ cho nhu cầu thị trường và các ngành công nghiệp ngày càng đa dạng về chủng loại
với hàm lượng chất xám trên những tấn sản phẩm ngày càng cao.

Page 2


Chương I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
I.1

Tình hình sản xuất thép cán trong khu vực và trên thế giới:

Sau năm 1990, khi Liên Xô và các nước Đông Âu - XHCN sụp đổ, tình hình
sản xuất và tiêu thụ thép trên thế giới bị chựng lại. Tuy nhiên, một loạt các nhà máy
thép được xây dựng tại Trung Quốc, Hàn Quốc và các nước đang phát triển bắt đầu
hoạt động trong giai đoạn này làm cho sản lượng thép nói chung là không giảm mà có
nhu cầu tăng đồng thời với việc hạ giá thành sản phẩm do áp dụng các tiến bộ kỹ
thuật tiên tiến vào sản xuất.
Một nghiên cứu của Viện nghiên cứu Quốc tế cho thấy đến năm 2000, nhu cầu
thép Châu á tăng 3% mỗi năm. Riêng nhu cầu thép Trung Quốc lên tới 150 triệu
tấn/năm. Nhu cầu thép các nước châu á khác như Hàn Quốc, ấn Độ và các nước trong
khu vực ASEAN cũng tăng mạnh.
Hiện nay, các nhà máy các nước ASEAN vẫn phải nhập khẩu một lượng phôi
khá lớn (trên 5 triệu tấn trong năm 1999) nhưng có quá nữa là phôi dẹt để cán các

thép cuộn cán nóng.
Nhìn chung các nước ASEAN đã dư công suất cán các loại sản phẩm thép so với
nhu cầu của nước họ. Tuy nhiên, cơ chế thị trường mở hiện nay các nước ASEAN
vẫn cho phép các doanh nghiệp của họ nhập khẩu và xuất khẩu các sản phẩm thép.

Tình hình sản xuất thép trong khu vực
Chủng loại
Thép xây dựng
( thanh,dây,hình)
Thép lá/ cuộn cán
nóng

Công suất

Nhu cầu 1999

Bảng 1-1
Sản lượng
1999

15 triệu tấn

8,8 triệu tấn

7,5 triệu tấn

11,5 triệu tấn

6,8 triệu tấn

3,5 triệu tấn

Page 3


Thép lá/cuốn cán
nguội
Tổng cộng
Các nước
ASEAN
Indonesia
Malayxia
Thailand
Philipin
Singapo
Tổng cộng

5,2 triệu tấn

4,2 triệu tấn

2,5 triệu tấn

31,7 triệu tấn

19,8 triệu tấn

13,5 triệu tấn

Nhập khẩu

Xuất khẩu

1.147.000 tấn
4.454.000 tấn
3.935.000 tấn
1.816.000 tấn
2.833.000 tấn
14.185.000 tấn

1.401.000 tấn
1.836.000 tấn
1.230.000 tấn
15.000 tấn
591.000 tấn
5.073.000 tấn

Nhu cầu thép của châu Âu dự kiến tăng 3,1% vào năm 2010 tiêu thụ 302 triệu
tấn (mức tăng trung bình 0,6%). Nhu cầu thép của Bắc Mỹ vào năm 2010 là 246 triệu
tấn. Mỹ vẫn là thị trường tiêu thụ lớn nhất châu Mỹ với mức tiêu thụ lầ 135 triệu
tấn/năm.
Công nghệ và thiết bị cán thép hiện nay rất đa dạng và phong phú. Phần lớn các
nhà máy hiện đại trên thế giới đều được tự động hoá ở một mức đọ rất cao, cho sản
lượng và chất lượng rất tốt.
Về công nghệ cán thép thanh và dây ngày nay chủ yếu tập trung vào những vấn
đề như tăng tốc độ cán và sử dụng giàn cán trục công - xôn hoặc máy cán bố trí trục
nghiêng 45o so với phương ngang trong Block cán dây, bên cạnh đó là hỗ trợ đắc lực
của các thiết bị phụ như: các thiết bị thay trục cán nhanh, áp dụng diều khiển nhiệt tự
động, điều khiển toàn dải cán ngay trong quá trình cán và làm nguội...
Về công nghệ cán hình lớn và vừa trong những năm gần đây đã áp dụng công

nghệ đúc các phôi gần giống với hình dạng của sản phẩm. Nhờ công nghệ này mà
người ta đã tạo tạo ra các dây chuyền cán ray, dầm rút gọn với các dây chuyền cán
truyền thống mà vẫn đảm bảo được chất lượng sản phẩm, hiệu quả kinh tế cao.
Về công nghệ cán tấm dày, các nhà máy cán tấm hiện nay được tự động hoá hầu
như 100% và sản xuất đồng thời nhiều kích thước về chiều dài, chiều rộng lẫn chiều
dày theo một chương trình định sẵn qua máy tính. Điều này cho phép đáp ứng một
Page 4


cách linh hoạt các đơn hàng đa kích thước của khách hàng.
1.2Tình hình cung cấp thép hiện nay ở Việt Nam :
Cùng với sự phát triển nền kinh tế Việt Nam trong thời kỳ đổi mới, ngành thép
Việt Nam đã có những thay đổi đáng kể không ngừng vươn lên về mặt chất lượng để
đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của kinh tế quốc dân.
Khởi điểm từ 2 cơ sở sản xuất thep Thái Nguyên (1960) và công ty thép Miền
Nam (1975) đến giữa những năm 70 công suất cả nước đạt khoảng 230.000 tấn/năm.
Ngành thép Việt Nam đã đi vào giai đoạn thực sự sự phát triển mạnh mẽ vào đầu
những năm 90 đến nay, khi chính sách đổi mới của nhà nước phát huy hiệu quả của
nó. Cùng với những bước tiến mạnh mẽ của nền kinh tế thì nhu cầu thép phục vụ phát
triển đất nước cũng không ngừng tăng lên. Đáp ứng đòi hỏi của nền kinh tế, tổng
công ty thép Việt Nam đã áp dung nhiều biện pháp, không ngừng mở rộng và phát
triển sản xuất cả về chất lượng và sản lượng.
Hàng trăm tỷ đồng đã được Tổng công ty thép Việt Nam đầu tư trong giai đoạn
này, đưa khả năng sản xuất thép xây dựng hiện nay không những đáp ứng đủ nhu cầu
trong nước mà còn có thể xuất khẩu sang các nước trong khu vực. Bên cạnh đó, để hổ
trợ cho sự phát triển của ngành thép nhà nước đã có chính sách bảo hộ thị trường thép
trong nước để tránh khỏi sự cạnh tranh của hàng nhập khẩu, cộng với chính sách
kiểm soát giá một phần (khống chế mức giá sàn) đã giúp các nhà máy xây dựng một
khung giá khá hợp lý cho hoạt động sản xuất và kinh doanh của mình. Những dấu
hiệu mang tính thích cực là các nhà đầu tư nước ngoài mới tham gia tích cực vào thị

trường thép xây dựng Việt Nam.
Hiện nay, tổng công suất các nhà máy cán thép tại Việt Nam đã lên đến
2.500.000 tấn /năm. Hiện tại con số này đã tăng lên rất nhiều khi một loạt các nhà
máy mới xây dựng và đã di vào sản xuất như: công ty thép Nam Đô (hải Phòng) công
suất 120.000 tấn/năm (hiện đang được nâng cấp dây chuyền mới), công ty CPTM
thép Hải phòng HPS với công suất thép thanh 170.000 tấn/năm (đang chuẩn bị lắp
thêm dây chuyền thép dây), công ty Việt Anh (Bình Dương) công suất 200.000
Page 5


tấn/năm, công ty thép Hoà Phát (Hưng Yên) công suất 250.000 tấn/năm, công ty thép
úc SSE STEEL(Hải phòng) công suất 200.000 tấn/năm ...chưa kể đến một loạt các cơ
sở sản xuất nhỏ tư nhân cũng có thể thấy rằng năng lực sản xuất thép của nước ta
trong thời gian này là rất lớn.
1

Nhu cầu thép của Việt Nam :

Hiện nay, cạnh tranh trên thị trường ngày càng gay gắt khi nhiều nhà máy đang
hoạt động và có thêm nhiều nhà máy mới. Năng lực sản xuất thép của cả nước đã
tăng gấp 2 lần nhu cầu tiêu thụ thực tế và do vậy việc đảm bảo lợi nhuận cho các nhà
máy trong tương lai là rất khó khăn.
Tốc độ tăng trưởng của thị trường thép Việt Nam những năm gần đây và hiện
nay khoảng 10÷15% . Mặc dù con số này là khả quan nhưng trên cơ sở những con số
đã thu thập thì tình trạng cung vượt cầu trên thị trường thép xây dựng Việt Nam sẽ
tồn tại trong thời gian khá dài.
Bảng nhu cầu thép ở Việt Nam
Năm
Nhu cầu
(Nghìn tấn)

Bảng 1-2

2000

2001

2002

2003

2004

2005

1.500

1.770

1.950

2.150

2.350

2.600

Như vậy thị trường thép xây dựng nước ta đang và sẽ đối mặ với những khó
khăn do tình trạng cung vượt quá cầu và những giải pháp kích cầu được đưa ra từ
phía tổng công ty thép Việt Nam cũng như từ phía chính phủ là rất cần thiết.

2
I.2.1

Chiến lược phát triển công nghệ trong ngành thép Việt Nam:
Mục tiêu của ngành thép:

Hiện nay, ngành thép của ta đang đứng trước một khó khăn rất lớn, để giải quyết
được nó không phải một sớm một chiều mà phải la một quá trình tương đối lâu dài và
có chiến lực kế hoạch cụ thể.
Việc hội nhập kinh tế của Việt Nam với khu vực cà thế giới là một xu thế không
thể được đảo ngược. Việt Nam tham gia vào AFTA, đông nghĩa với việc xoá bỏ sự
Page 6


bảo hộ của Nhà nước với các đơn vị sản xuất kinh doanh, buộc các nhà doanh nghiệp
thực sự tham gia vào cuộc cạnh tranh khắc nghiệt trên thị trường khu vực. Qua cuộc
cạnh tranh này, có những cơ sở sẽ vượt qua được khó khăn, đủ sức để cạnh tranh và
phát triển đi lên, ngược lại một số doanh nghiệp sẽ không đủ sức để vượt qua và sẽ bị
phá sản.
Trước tình hình hiện nay, để giải quyết việc cung vượt quá cầu chúng ta chỉ có
con đường duy nhất là xuất khẩu. Việc hội nhập kinh tế của Việt Nam đối với khu
vực và thế giới là cơ hội rất lớn cho chúng ta nhưng cũng đồng thời là khó khăn lớn
cho chúng ta khi phải cạnh tranh với các nước có ngành sản xuất thép lâu đời. Nhìn
chung ngành sản xuất thép Việt Nam đang ở điểm xuất phát thấp hơn nhiều nước
trong khu vực khoảng 10 năm. Các nhà máy này trong khu vực đã khấu hao được tài
sản cố định. Do đó giá thành của họ chắc chắn sẽ thấp hơn.
Để nâng cao khả năng cạnh tranh, đủ sức hội nhập cới khu vực và thế giới, Tổng
công ty thép Việt Nam sẽ thực hiện một số biện pháp sau:
- Tăng cường đầu tư theo chiều sâu, đổi mới công nghệ, hiện đại hoá các cơ sở
hiện có, cải tiến quản lý để nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm thép trong nước.

Kiên quyết dẹp bỏ hoặc chuyển hướng sản xuất đối với các cơ sở hoạt động kém hiệu
quả, không đủ sức cạnh tranh hoặc có nguy cơ lạc hậu.
- Tăng cường đầu tư cho các khâu sản xuất nguyên liệu sản xuất phôi thép, sắt
xốp, phá vỡ tàu cũ để có thép phế cho nguyên liệu thép, thay thế nguyên liệu nhập
khẩu. Nhưng các nhà máy mới phải đạt trình độ quốc tế về quy mô, năng suất chất
lượng và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để có khả năng cạnh tranh với hàng hóa
ASEAN và có khả năng xuất khẩu.
- Hiện nay ta chưa có nhà máy sản xuất thép tấm, lá. toàn bộ thép tấm - lá đều
phải nhập khẩu. Vì vậy, cũng như trong quy hoạch ngành thép Việt Nam từ nay đến
năm 2015 chúng ta phải đầu tư xây dựng các nhà máy sản xuất thép tấm, lá có đủ sức
cạnh tranh với các nước ASEAN.
- Tăng cường cải tiến tổ chức, sắp xếp lại bộ máy doanh nghiệp sao cho gọn
Page 7


nhẹ, đi đôi với việc đào tạo nâng cao năng lực và chất lượng công nhân viên để một
mặt giảm được chi phí lao động, chi phí quản lý, mặt khác tăng cường được chất
lượng sản phẩm, tăng được sức mạnh cạnh tranh.
Đối mới công nghệ theo hướng thích hợp ở các công đoạn phù hợp với điều
kiện thực tế ở trong nước:
Theo những hướng sau:
-

Để sản xuất thép băng cán nóng, chúng ta nghiên cứu công nghệ đúc phôi

mỏng hoặc vừa cán trực tiếp đi cùng với công nghệ luyện thép lò điện với công suất
khoảng 1,5 triệu tấn/năm. Trong trường hợp có công suất lớn trong từng giai đoạn sẽ
nghiên cứu công nghệ cán thép băng thép nóng bằng công nghệ cán truyền thống có
cải tiến bằng phôi nhập khẩu, sau đó tiến đến tự sản xuất phôi bằng công nghệ truyền
thống.

- Đối với thép hình vừa và lớn, công nghệ cán chủ yếu là công nghệ cán hiện đại
trên các giá cán đứng nằm xen kẽ và tự động hoá cao, tốc độ lớn.
- Đối với cán thép thanh và dây, công nghệ cán chủ yếu là cán liên tục kết thúc
bỡi các khối Block (cán thép dây) có tốc độ ngày càng cao cùng với công nghệ cán
chẻ cán chùng... bảo đảm sản phẩm thép xuất xưởng đạt được cơ tính tốt nhất, hình
dáng tiêu chuẩn. Công suất mỗi dây chuyền có thể đạt tới 500.000Tấn/năm.
- Đối với thép ống không hàn trong khi chưa có công nghệ mới nào đặc biệt thì
vẫn áp dụng phương pháp cán truyền thống.
- Việc định hướng công nghệ cho ngành cán hiện nay ở Việt Nam là một vấn đề
không đơn giản vì nó tuỳ thuộc vào từng yếu:
+ Nhu cầu thị trường về khối lượng cũng như chất lượng, chủng loại...
+ Khả năng giải quyết vốn đầu tư cho công trình mới.
+ Hiệu quả kinh tế cũng như khả năng cạnh tranh khi sản xuất theo công nghệ
lựa chọn
* Cụ thể các dự án được đầu tư theo chiều sâu:
-

Nâng công suất nhà máy thép Thái Nguyên lên tới 240.000 Tấn phôi
Page 8


thép/năm, sản phẩm thép cán đạt 220.000 ÷ 250.000 Tấn/năm.
- Công ty thép miền Nam sẽ có các bổ sung và nâng cấp thiết bị, hiện đại hoá
khâu luyện thép để sản xuất phôi. Đa dạng hoá các mặt hàng, thay thế dần các cơ sở
thiết bị lạc hậu, đầu tư cho sản xuất thép cacbon, thép hợp kim...
- Nâng công suất nhà máy luyện thép Đà Nẵng lên tới 120.000 ÷ 150.000
Tấn/năm.
* Bên cạnh đó là một số dự án đầu tư mới:
- Nhà máy thép nguội Phú Mỹ đạt công suất 205.000 Tấn/năm

đưa vào sản

xuất.
- Nhà may luyện cán thép Phú Mỹ của công ty thép miền Nam công suất
500.000 Tấn/năm và một dây chuyền cán thép liên tục công suất đạt 300.000
tấn/năm.
-

Dự án nhà máy sản xuất phôi thép phía Bắc với công suất 500.000 tấn/năm.

-

Nhà máy cán tấm nóng công suất khoảng 1000.000 tấn/năm.

-

Ngoài ra còn có các doanh nghiệp thép ngoài quốc doanh.
- Trong khoảng thời gian từ năm 2008÷2015 sẽ xây dựng nhà máy cán thép đặc
biệt và hợp kim công suất khoảng 50.000 ÷ 100.000 tấn/năm .
- Đối với những công nghệ lựa chọn đều có ưu nhực điểm với điều kiện thực tế
của ngành thép Việt Nam. Vì vậy cần phải cân nhắc kỹ càng, định hướng ra các tiêu
chuẩn ưu tiên làm căn cứ lựa chọn. Ví dụ ưu tiên hình thức đầu tư liên doanh hay tự
bỏ vốn đầu tư, ưu tiên đáp ứng nhu cầu về khối lượng hay chất lượng, quy mô lớn
hay nhỏ...
3

Quy trình công nghệ cán và thiết bị cán thép hình:

1.5.1 Sản phẩm thep hình rất đa dạng:
-

Thép hình có tiết diện đơn giản: thép tròn, vuông, dẹt, góc...
- Thép hình có tiết diện phức tạp: các loại ray chữ U, I, ray, góc... thanh đường
ray, thép đóng cọc, thép hình có tiết diện đặc biệt...
Page 9


Tất cả các loại thép trên coá thể cán từ nhiều loại mác thép khác nhau tuỳ thuộc
cào công nghệ và tầm quan trọng của nó.
+ Các mác thép dùng trong xây dựng: CT35, CT40
+ Các mác thép dùng trong công nghệ chế tạo dụng cụ: Y7, Y8, Y9, Y10, Y12
+ Thép hợp kim thấp, thép hợp kim cao, thép hợp kim kết cấu, thép kim loại đặc
biệt dùng trong chế tạo máy.
Để sản xuất thép hình ngày nay người ta dùng cá loại phôi sau:
-

Phôi đúc liên tục tiết diện đơn giản.

-

Phôi đúc liên tục tiết diện dị hình.

-

Phôi từ các máy cán phôi và cán phá.
- Và hiện nay nhờ công nghệ đúc liên tục người ta có thể có tiết diện gần giống
với tiết diện của sản phẩm. Như vậy sẽ giảm được số lần cán mà vẫn đảm bảo được
chất lượng của sản phẩm.
* Quy trình công nghệ cán:
Cán tinh

Phôi

Kiêm tra

Xử ly

Cắt phân đoạn

Nạp phôi

Cán thô

Quenching

Hồi lo

San nguôi

Cắt sản phẩm

Cắt đầu đuôi

Kiểm tra

Cán trung

Page
10

Đếm thanh,đóng bó

Cân nhâp kho


1.5.2 Thiết bị cán thép hình:
Thiết bị chính tronmg xưởng cán là máy cán. Cấu tạo của máy cán bao gồm:
động cơ, hộp giảm tốc , bộ phận chuyển động, giá cán.
A . Phân loại máy cán: Theo công dụng, theo số trục cán có trong giá cán, theo
kích thước sản phẩm.
Máy cán phôi: là máy cán chuyên sản xuất phôi cho các nhà máy cán khác.

-

- Máy cán hình: là máy cán dùng để cán thép hình. Sản phẩm của máy có rất
nhiều loại và rất đa dạng. Máy cán hình được chia làm 3 loại:
+ Máy cán hình cỡ lớn: φ≥ 500.
+ Máy cán cỡ trung bình: 500 ≥φ≥ 350
+ Máy cán hình cỡ nhỏ: 350 ≥φ≥ 250
-

Máy cán tấm: tuỳ thuộc vào chiều dày sản phẩm và trạng thái nhiệt độ của

kim loại khi cán mà chia ra các loại máy cán tấm dày, máy cán tấm mỏng, máy cán
tấm nóng và máy cán tấm nguội.
- Máy cán ống: Được phân loại theo : máy cán thép ống, hệ thống máy hàn ống,
máy cán hình uốn. Và phân loại theo công nghệ cán: máy cán ống tự động, liên tục và
máy cán ống khứ hồi.
- Ngoài ra, còn có các máy cán chuyên dụng, máy cán bi, máy cán bánh răng,
máy cán vành xe lửa.

B . Phân loại máy cán theo bố trí thiết bị:
Máy cán chỉ có một giá

-

- Máy cán bố trí theo hàng có các giá thành một hàng hay nhiều hàng ngang,
máy cán bố trí theo hình chữ Z.
- Máy cán liên tục: thường được dùng để cán hình cỡ nhỏ, cán tấm và
ống...Trong máy cán liên người ta thường bố trí trục đứng nằm xen kẽ với trục nằm
ngang.
Công nghệ cán thép thanh, dây chủ yếu tập trung với các hướng sau:
-

Tốc độ cán: với sản phẩm dây φ5.5÷6.0 tốc độ đã đạt đến 120 m/s
Page
11


-

Áp dụng công nghệ cán tách phôi: cán chẻ thành 2 hay 4 nhánh.
- Sử dụng giá cán công-xôn bố trí ngang hoặc máy cán với các trục cán bố trí
lệch 450 theo phương ngang trong block cán dây.
- Tạo ra các thiết bị thay trục cán nhanh đặt ở ngay cạnh các giá. Khi có sự cố
cần thay trục thì các thiết bị này chỉ thực hiện trong vòng 15 phút.

-

Áp dụng kỹ thuật điều khiển nhiệt độ trong quá trình cán và làm nguội.

Hình 1.1 : Máy cán hình Ø800 dẫn động theo hàng.

Hình 1.2: Máy cán hình Ø450 bối trí theo kiểu liên tục.

Page
12


C. Một số quy trình bối trí các giá cán:

Hình 1.3: sơ đồ bối trí theo hình chữ Z.

Hình 1.4: Sơ đồ bối trí theo hình chữ Z ,3 dãy bối trí nghiêng.

Page
13


Page
14


1.6 Chun b phụi
một số phơng pháp khử bỏ khuyết tật
Tẩm thực (tẩy bằng axít)
Tẩm thực kim loại thờng dùng đối với phôi cán, đôi khi cũng dùng
đối với
thỏi đúc. Ta biết các lớp vảy sắt bám vo bề mặt phôi cán chủ yếu
l Fe2O3 v FeO.
Theo ti liệu nghiên cứu thì Fe2O3 chiếm khoảng (20 50)%, còn

FeO chiếm
khoảng (50 85)% vảy sắt.
Để lm các lớp vảy sắt ny bong ra khỏi bề mặt kim loại ngời ta
dùng các
axít H2SO4, HCL, HNO3 v các muối của nó cho tác dụng với các lớp
ôxýt tạo nên
vảy sắt đó. Ta thờng dùng phơng pháp tẩm thực:
- Bằng axít đợc nung nóng ở nhiệt độ từ (80 85)0C
. Lm sạch bằng búa hơi
Dùng búa hơi để lm sạch khuyết tật của phôi thỏi đúc l một
phơng pháp
hiện vẫn đang sử dụng rộng rãi.
Hình dáng chỗ lm sạch v tỷ số H/b > 1/6 (đã nói ở phần công
nghệ cán
thép hợp kim)
- Búa hơi đục sâu mỗi lần từ 2 3 mm.
- Tốc độ đục khoảng ,3 m/phút.
Page
15


- Khi đục không đợc đục theo vòng tròn của phôi v thỏi đúc,
không đợc
tạo ra cạnh gờ vuông góc để tránh các ứng suất d phụ gây ra nứt
nẻ v các khuyết
tật khác.

CHNG II: TINH TOAN CễNG NGHấ
II .1 Tớnh cụng ngh cho sn phm thộp dõy ỉ16:
* Tớnh s ln cỏn :

n=

ỏp dng cụng thc :
Trong ú:

lg F0 lg Fn
lg à tb

F0: din tớch tit din ca phụi ban u, (mm2)
Fn: din tớch tit din ca thnh phm sau n ln cỏn, (mm2)
àtb: h s gión di trung bỡnh trờn cỏc ln cỏn

Da vo kớch thc phụi, hm lng %C, v sn phm ta chn àtb = 1,3
F0 = 120x120 = 14400(mm2)

dn = 16x 1,013 = 16,21( mm)
1,013 : h s gión n nhit ca thộp
= 200,96 (mm2)

suy ra:
n=

lg14400 lg 200,96
= 16
lg1,3

Nh vy s ln cỏn l 16 ln.
* Phõn b s ln cỏn trờn mi giỏ:
Page
16

Sau khi phân tích và căn cứ vào số lần cán xác định ở trên ta phân bố số lần cán
các gía như sau:
* Hệ thống lỗ hình cán thô:
Dùng hệ thống lỗ hình hộp chữ nhật - hình hộp vuông.
4 lần cán - thô : hình hộp chữ nhật – hình hộp vuông , trục 500
Vì:
+ Có lượng ép tốt;
+ Khử vẩy sắt tốt;
+ Điều chỉnh trục tốt;
+ Dể cơ khí hoá, tự động hoá.
* Hệ thống lỗ hình cán trung gian.
- 10 lần cán trung , tinh : vuông – ovan , trục 450
* Hệ thống lỗ hình cán tinh ,block :
- 2 lần cán block : ovan – tròn
Chọn hệ thống lỗ hình ô van – tròn vì hệ thống này phù hợp với cán hình, dây
liên tục.
+ Không có góc nhọn, dể tiện lỗ hình.
+ Vật cán được ép trên mọi phía nên các gờ mép của vật cán luôn được thay đổi,
nhiệt độ cán đồng đều, khử được ứng suất dư trong vật cán.
+ Ít mòn lỗ hình .
+ Dể tự động hoá.
II.1.2 Phân bố hệ số giãn dài µ, và nhiệt độ cán:

µi=

Fi
Fi +1

Hệ số giãn dài tổng cộng sau 16 lần cán là:
Phân phối µ:
Page
17

µ Σ=

F0
Fn

=

14400
= 71,65
200,96


Ở những lần đầu nên chọn µ vừa phải khoảng từ 1,15 ÷ 1,25
+ Quá bé không phá vỡ được tổ chức của thép, làm ảnh hưởng đến các lần cán
tiếp theo.
+ Quá lớn làm vảy rèn ép chặt vào bề mặt vật cán.
Ở những lần cán tiếp theo tăng µ tối đa để tăng năng suất, sau đó giảm µ vì
nhiệt độ cán giảm, biến cứng bề mặt tăng.
Ở giá cán tinh lấy µ = 1,2÷1,25 để cán là bề mặt
Chọn nhiệt độ cán:
Theo giãn đồ hình 44, trang 84 tài liệu công nghệ cán kim loại , đối với thép
CT3 ta có
Nhiệt đô nung :

1250oC

Nhiệt độ cán:

1150 oC

Nhiệt độ kết thúc cán:

900oC (trong cán tinh)

Bảng phân phối hệ số µ
Lỗ hình
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

µ

1,185
1,240
1,450
1,480
1,440
1,400
1,360
1,370
1,280
1,290
1,280
1,250
1,240
1,230
1,230
1,220

Hệ thống lỗ hình
Hình hộp
Hình hộp
Hình hộp
Hình hộp
ovan
Ovan tròn
Ovan
Ovan tròn
Ovan
Ovan tròn
Ovan
Ovan tròn

Ovan
Ovan tròn
Ovan
Tròn

Page
18

Tiết diện ngang
14587,20 mm2
12320,42 mm2
9935,83 mm2
6852,30 mm2
4629,93 mm2
3252,68 mm2
2323,34 mm2
1708,34 mm2
1246,96 mm2
974,19 mm2
755,19 mm2
589,99 mm2
471,99 mm2
380,64 mm2
306,46 mm2
251,59 mm2
206,21 mm2


II.1.3 Tính toán kích thước lỗ hình:
II.1.3.1Cơ sở lý thuyết:

Tính toán lỗ hình theo nguyên tắc tính ngược từ sản phẩm đến phôi.
Đối với lỗ hình tròn:
+ Kích thước sản phẩm d ở trạng thái nóng:
thường chọn : dn = (1,012÷1,015).d = 1,013d
d=

+ Đường kính lỗ hình tròn

4F
π

+ Để tránh ba via ta chọn góc mở α như hình vẽ: thường α = 60o
Từ đó ta dể dàng tính được chiều rộng của lỗ hình tròn là:
t

Ø

Khe hở chọn: t = (0,008÷0,015).D
α = 60°
Ø

Hình 2.1 Kích thước lõ hình tron

Đối với lỗ hình oval:

+ Diên tích oval:

2
Fov = b.t + .b.( h − t )
3

Page
19


R ov

+ Bán kính oval:

b 2 + (h − t ) 2
=
4.( h − t )

+ Bán kính lượn: r = (0,1÷0,15)h
+ Khe hở: t = (0,01 ÷ 0,05)D

r

R
h

Hình 2.2 kích thước lỗ hình ovan
Bk
bk
t
S
h
R
r

Hình 2.3 kích thước lỗ hình hôp CN

Đối với lỗ hình hộp:
+ Chiều rộng miệng lỗ hình : bk = (0,95÷1,0)bo;
+ Chiều rộng đáy lỗ hình : Bk = bk + 1,5.∆b;
+ Độ lõm lỗ hình : S = 10÷15%h
+ Khe hở trục cán: t = (0,008÷0,12)D
+ Bán kính lượn đáy lỗ hình : R = (0,12÷0,2)ho;
Page
20


+ Bán kính lượn miệng lỗ hình : r = (0,08÷0,12)ho

Bk − b k
2.h p
+ Độ nghiêng lỗ hình : tg =

hp =

Với

h−t
2

II.1.3.2 Tính kích thước lỗ hình:
* Lỗ hình K16÷K5:
1. Lỗ hình tinh K16: tròn
- Kích thước trạng thái nóng:
d16 = 16x 1,013 = 16,21(mm).

1,013 : hệ số giãn nở nhiệt của thép
- Đường kính lỗ hình: d16 = dsp = 16,21(mm).
- Tiết diện ngang:
= 206,22(mm2).
- Khe hở trục cán:

chọn t = 2,10 mm

- Chiều rộng lỗ hình:
Bk

= 17,50 ( mm).

- Đường kính vành trục:
r = ( 0,10 – 0,15 )d , chọn r = 3 ( mm ).
- Góc mở :α = 60
- Đường kính làm việc trục cán :
Dlv16 = Dtc – 0,8.d16 = 340 – 0,8.16,21 = 327,03 (mm).
- Lượng ép trung bình:
Δhtb =
6,72 ( mm ).
Page
21


2. Lỗ hình trước tinh : K15 : ovan
- Tiết diện ngang:
F15 = µ16 .F16 = 1,22 .206,22 = 251,59 ( mm2 )
Có h/d =0.69 – 0.78 ; b/h = 2,35 – 2,5
Chọn h/d =0,72 ; h15 = 11.83 ( mm).

Có a15 =

= 15,86 (mm).

- Khe hở trục cán : chọn

t 15 = 2,40 ( mm).

- Chiều rộng lỗ hình :
b15 =

(

mm ).
b/h = 28,96/11,83 = 2,45 € (2,35 – 2,5 )
- Bán kính ovan:
R15=
( mm ).
- Đường kính làm việc:
Dlv15 = Dtc( mm ).
- Lực ép trung bình :
h15 = a14 – h15 = 17,23 – 11,83 = 5,76 (mm).
- Bán kính lượn : r = (0,10 ÷ 0,15 ).h = 2,30 ( mm ).
3. Lỗ hình : K14: ovan tròn
- Tiết diện ngang:
Page
22


F14 = µ15.F15 = 1,23.251,59 = 309,46 ( mm2 )

- Đường kính lỗ hình:
d14 =
( mm ).
- Khe hở trục cán: chọn: t = 2,40(mm).
- Chiều rộng lỗ hính :
Bk14 =
mm ).
- Bán kính lượn miệng lỗ hình: chọn r = (0,10 ÷ 0,15 ).d = 2,50
- Góc mở : α =

600

- Đường kính làm việc :
Dlv14= Dtc – 0,8d14 = 450 – 0,8.19,85 = 434,12 ( mm).
- Lực ép trung bình:
h14 =
( mm ).

4. Lỗ hình ovan

K13

- Tiết diện ngang:
F13 = µ14. F14 = 1,23.309,46 = 380,64 ( mm2 )
-Chiều cao lỗ hình: chọn: h13 = 15,48(mm).
- Khe hở trục cán chọn: t13= 2,90 (mm).
- Chiều rộng lỗ hình :
Page
23

b13 =
( mm )
- Bán kính lượn ovan:
R13 =
( mm ).
- Bán kính miệng lượn lỗ hình: chọn
r = (0,10 ÷ 0,15 ).h = 2,70 ( mm ).
- Đường kính làm việc:
Dlv13 =
mm ).
- Lượng ép trung bình:
Δhb13 = a12 – h13 = 21,73 – 15,48 = 6,25 (mm).

5. Lỗ hình

K12

: ovan tròn

- Tiết diện ngang:
F12 = µ12.F12 = 1,24.380,64 = 471,99 ( mm )2
- Đường kính lỗ hình:
d12 =

( mm )

- Khe hở trục cán:
Chọn : t = 3,2 ( mm ).
- Chiều rộng lỗ hình:

Page
24


Bk12 =
( mm )
- Bán kính miệng lượn lỗ hình:
Chọn r = (0,10 ÷ 0,15 ).d = 2,80 (mm).
- Đường kính làm việc:
Dlv12 = Dtc – 0,8.d12 = 450 – 0,8.24,51 = 430,32( mm ).
- Lượng ép :
Δhtb12=
(mm).
6. Lỗ hình

K11

: Ovan

- Tiết diện ngang:
F11 = µ12.F12 = 1,25.471,99 = 589,99 ( mm )2
- Chiều cao lỗ hình:
Chọn h11= 17,83(mm).
- Khe hở trục cán: t = 3,50(mm).
- Chiều rộng lỗ hình:
b11 =
( mm ).
- Bán kính lượn ovan:
R11 =

( mm ).
- Bán kính miệng lượn lỗ hình: r = (0,10 ÷ 0,15 ).h = 3,90 ( mm ).
Page
25