E a 0 1 e c c 1 e d 0 1 e d 2 d i h c QU

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CÔNG NGHỆ VÂT LIỆU

CÁN KÉO KIM LOẠI VÀ HƠP KIM
BÀI TẬP TIỂU LUẬN

ĐỀ TÀI “CÁN THÉP TẤM MỎNG”

GVGD: ThS. Nguyễn Đăng Khoa
SVTH:Nguyễn Văn Huân V1101314
Phạm Minh Sang V1102886
Trần Thế Hiển
Lớp: VL11KL

TP Hồ Chí Minh, 04/2015

V1101168


LỜI NÓI ĐẦU
Sản phẩm cán kéo xuất hiện hàng ngày bên chúng ta. Đi trên đượng ta thấy những sợi
dây điện chằng chịt, những đường cáp nhôm, đồng dẫn điện 35KW, 110KW, 220KW,
500KW, những đường dây cáp quang, những đường dây điện thoại nối từ miền quê
này đến miền quê khác, dây cáp dùng trong các cần cẩu xây nhà, cần cẩu ôtô, xe lửa,
càn cẩu trên các con tàu chở hàng vượt đại dương . Tất cả chúng điều được chế tạo từ
những sợi dây thép đã qua cán kéo.
Sản phẩm cán kim loại màu như bạc, đồng, kẽm, chì, niken. và thép cán là những
nguyên vật liệu chủ yếu dùng trong nhà náy chế tạo ôtô, xe lửa, máy cày, xe tăng,
trong cả công nghiệp chế tạo máy bay, tên lửa, trong cơng nghiệp quốc phịng, trong

cơng nghiệp đóng tàu. .
Thép cán để xây dựng nên những giàn khoan dầu trên biển, thép làm cốt thép và cốp
pha cho những ngôi nhà chọc trời, thép cán tạo nên những tháp truyền hình cao chót
vót, thép làm nên những nhịp cầu thế kỷ. Thép làm nên những đường rây xe lữa dài
vạn dặm chạy khắp toàn cầu.
Thép lá tráng thiết dùng làm hộp đựng thực phẩm trong công nghiệp chế biến thực
phẩm. Thép không gỉ dùng chế tạo các loại dao kéo, kẹp, banh. (dụng cụ phẩu thuật)
dùng trong nghành y tế.
Rõ ràng các sản phẩm của ngành cán kéo kim loại có ở khắp nơi. Trực tiếp hoặc gián
tiếp phục vụ đời sống con người. Hầu hết các nghành nghề trọng điểm trong nền kinh
tế quốc doanh điều sử dụng các sản phẩm của ngành cán kéo kim loại và phụ thuộc ít
nhiều vào nó.
Chính vì lẽ đó mà nghành cán kéo rất được chú ý và phát triển mạnh trên thế giới. Các
khu liên hợp sản xuất và các máy cán ngày càng được cơ khí hóa, tự đọng hóa, tin học
hóa để khơng ngừng năng cao năng xuất và giảm nhẹ cường độ lao động.
Sản lượng thép và thép cán của mỗi quốc gia là một trong những thước đo về chỉ tiêu
kinh tế và sức mạnh kinh tế của mỗi quốc gia.
Để phục vụ từng lĩnh vực mà sản phẩm cán chia ra đa dạng: cán ống, cán hình, cán
tấm….
Bài tiểu luận trình bày sơ lược về “ Cán thép tấm mỏng”.


MỤC LỤC
Trang lót...................................................................................................................................
Lời nói đầu..............................................................................................................................i
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGÀNH THÉP.........................................................................1

CHƯƠNG II:CƠ SỞ LÝ THUYẾT..........................................................................................
2.1.Lý thuyết cán.........................................................................................................................7
2.2.Lực cán, momen và công suất động cơ...............................................................................12

2.3.Nghiệm bền và tính tốn chi tiết trên giá cán.....................................................................16
2.4.Một số hệ thống lỗ hình cơ bản...........................................................................................19
2.5.Nhiệt độ cán........................................................................................................................21
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ...........................................................................22
3.1.Chọn vật liệu làm trục cán..................................................................................................22
3.2 Tạo biến dạng trục..............................................................................................................22
3.3.Số liệu ban đầu và kích thước sơ bộ...................................................................................23
3.4.Nghiệm bền trục cán ..........................................................................................................25
CHƯƠNG IV:KẾT LUẬN.....................................................................................................28

Tài liệu tham khảo...........................................................................................................


Chương 1: TỔNG QUAN NGÀNH THÉP
1.1. Tầm quan trọng của ngành thép
Sự ra đời của ngành thép đã góp phần lớn vào q trình phát
triển của lồi người. Thép đã xuất hiện ngày càng nhiều trong các
cơng trình xây dựng cầu đường, nhà cửa…Hơn nữa thép cũng là
nguyên vật liệu chính cho các ngành cơng nghiệp khác như đóng
tàu, giao thông vận tải, xây dựng nhà máy và sản xuất máy móc
thiết bị phục vụ cho hoạt động sản xuất tạo ra sản phẩm đáp ứng
nhu cầu của con người.
Hiện nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nhiều vật liệu
mới đã ra đời như vật liệu Compozit, Polymer, Ceramic… nhằm thay
thế cho thép nhưng vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu của thị trường
đề ra.
Nhận biết được tầm quan trọng của ngành thép hầu hết các
quốc gia đã dành nhiều chính sách ưu đãi để phát triển ngành thép.
Các nước có tiềm lực kinh tế mạnh như: Nhật Bản, Nga Mỹ Trung
Quốc, Thụy Điển…là những nước có nền cơng nghiệp sản xuất thép

mạnh mẽ nhất.
1.2. Tình hình thép thế giới
Theo báo cáo công bố ngày (23/1/2014), Hiệp hội thép thế giới
(World Steel Association) cho biết sản lượng thép thô trên thế giới
tăng 1,607 tỷ tấn vào năm 2013, tăng 3,5% so với năm 2012. Sự
tăng trưởng này chủ yếu từ Châu Á và Trung Đông. Bên cạnh đó, các
khu vực khác có sản lượng thép giảm so với năm 2012.
Mt
1600

World

1400

RoW

1200

China

1000
800
600

400
200

2009

2010

2011

2012

4

2013


Hình 1.1: Sản lượng thép thơ thế giới từ năm 2009 – 2013(Đơn vị:
Triệu tấn) [5]
Sản lượng thép thô hằng năm của Châu Á và năm 2013 là
1080,9 triệu tấn tăng 6,0% so với năm 2012. Sản lượng các khu vực
khác của thế giới tăng nhẹ từ 65,7% ở năm 2012 lên 67,3% ở năm
2013.
Châu Âu ghi nhận rằng sản lượng thép thô giảm 1,8% so với
năm 2012, với sản luợng vào năm 2013 là 110,6 triệu tấn.
Trong năm 2013, sản lượng thép thô của Bắc Mĩ là 119,3 triệu
tấn, giảm 1,9% so với năm 2012.
Sản lượng thép thô hằng năm ở Nam Mĩ là 46,0 triệu tấn trong
năm 2013 và giảm 0,8% so với năm 2012.
Cộng đồng các quốc gia độc lập (CIS) cho thấy rằng sản xuất
thép của họ giảm 1,8% trong năm 2013, sản lượng thép thô là 108,9
triệu tấn. Nga sản xuất được 69,4 triệu tấn thép thô, giảm 1,5% so
với năm 2012 và Ukrine nhận định rằng sản lượng của họ giảm 0,5%
vào cuối năm với con số là 32,8 triệu tấn.
2012

2013

China

China

46,7%

RoW

2,2% Brazil
4,4%
S.Korea
5%

11,6%
4,5%

Russia

RoW

India

5,7%

6,9%
Japan

Ukraine

2,1% Brazil
4,1%
S.Korea
5,1%
India

11,3%
4,3%
Russia
10,3%

2,1%

10,9%
Eu-27

48,5%

Eu-27

Usa

6,9%
5,4%
Usa

2%

Ukraine

Japan

Hình 1.2: Tỉ trọng sản lượng thép thô của thế giới năm 2012-2013
[5]
1.3. Tình hình thép Việt Nam
1.3.1. Sơ lược quá trình phát triển
Việt Nam đã coi ngành sản xuất thép là ngành công nghiệp
trụ cột của nền kinh tế, đáp ứng tối đa nhu cầu về các sản phẩm
5


thép của các ngành công nghiệp khác và tăng cường xuất khẩu.
Bên cạnh đó, Chính phủ dành nhiều chính sách khuyến khích các
thành phần kinh tế khác đầu tư vào ngành thép nhằm tận dụng
tối đa nguồn vốn và nhân lực còn rỗi của các ngành thúc đẩy
phát triển kinh tế đảm bảo công ăn việc làm cho người lao động.
Ngành thép Việt Nam còn rất non trẻ, được xây dựng từ
những năm 60 của thế kỉ XX với sự ra đời của mẻ gang đầu tiên
năm 1963, nhưng phải đến năm 1968 mới có mẻ thép đầu tiên
ra đời tại công ty gang thép Thái Nguyên. Trong giai đoạn từ
1975 đến 1990, ngành thép Việt Nam phát triển rất chậm, phần
lớn sử dụng nguồn thép của các nước Đông Âu và Liên Xô cũ,
sản lượng trong giai đoạn này duy trì ở mức 40.000-80.000
tấn/năm.
Từ năm 1990 đến nay, ngành thép Việt Nam có nhiều thay
đổi và tăng trưởng mạnh. Sự ra đời của tổng công ty thép Việt
Nam (VSA) năm 1990 đã góp phần quan trọng vào sự bình ổn
và phát triển của ngành. Năm 1996 là năm đánh dấu sự chuyển
mình của ngành thép với sự ra đời của bốn công ty lien doanh
sản xuất thép là: công ty lien doanh thép Việt Nhật (Vinakyoei),

Việt Úc (Vinausteel), Việt Hàn (VPS) và Việt Nam – Sigapore
(Nasteel) với tổng công suất khoảng 840.000 tấn/năm.
Từ 2002-2008 nhiều doanh nghiệp tư nhân và doanh nghiệp
lien doanh với nước ngoài được thành lập, ngành thép Việt Nam
thực sự phát triển mạnh mẽ với tổng công suất lên đến trên 6
triệu tấn/năm. Hiện nay, hầu hết các nhà máy thép ở Việt Nam
chỉ sản xuất các loại thép dài, các sản phẩm thông thường như
thép thanh tròn trơn, thép vằn (∅10- ∅4) thép dây cuộn ∅6
-∅10 và một số loại thép hình cỡ nhỏ và vừa phục vụ cho xây
dựng và gia công. Các loại thép dài cỡ lớn (>∅41) phục vụ cho
các công trình xây dựng lớn hiện vẫn chưa tự sản xuất được mà
phải nhập ở nước ngoài. Từ năm 2006 trở về trước nước ta khơng
có doanh nghiệp nào sản xuất thép dẹt.
1.3.2. Tình hình phát triển
Theo báo cáo của Bộ Công thương, sản lượng thép các loại
của Việt Nam năm 2013 ước đạt 10,81 triệu tấn, tăng 1,7% so
với năm 2012, trong đó sản lượng thép của Tổng cơng ty Thép
(VSA) ước đạt 1,29 triệu tấn, giảm 2,9%.Tính bình qn cả giai
6


đoạn 2011-2013, sản lượng sản xuất thép các loại của cả nước
giảm 1,5%, còn sản lượng của VSA giảm 4,1%.
Bộ Cơng thương cho biết tình hình sản xuất và tiêu thụ thép
trong nước năm 2013 và cả giai đoạn 2011-2013 gặp rất nhiều
khó khăn do mất cân đối về cung-cầu. Năm 2011 là năm thực
hiện Nghị quyết 11/NQ-CP của Chính phủ về cắt giảm đầu tư
công, tạm dừng các công trình chưa thật cần thiết. Kể từ đó đến
nay, nhu cầu tiêu thụ thép trong nước vẫn ở mức thấp, khơng ổn
định.

Theo Bộ Cơng thương, năm 2014 và 2015 tình hình thị
trường thép sẽ khơng cải thiện đáng kể. Dự báo sản lượng toàn
ngành thép năm 2014 - 2015 chỉ tăng khoảng 2-4% so với năm
2013, đáp ứng đủ nhu cầu thép trong nước và xuất khẩu. Cụ thể,
sản lượng thép các loại năm 2014 dự báo đạt 11,02 triệu tấn,
tăng 1,9% so với năm 2013, còn sản lượng năm 2015 ước đạt
11,53 triệu tấn, tăng 4,6% so với năm 2014.
1.4. Khái niệm và đặc điểm cán thép tấm
Thép tấm được chia làm hai loại là thép tấm cán nóng và thép
tấm cán nguội. Thép tấm cán nóng thường là loại dày, dày vừa; còn
thép tấm cán mỏng và cực mỏng thì được cán nguội.
Khác với thép hình, thép tấm được cán trên các trục không khoét
rãnh, mức độ biến dạng đồng đều trên toàn bộ chiều rộng tiếp xúc,
diện tích tiếp xúc rất lớn nên lực cán rất lớn. Do đặc điểm lực cán lớn
nên sự biến dạng đàn hồi của khung giá cán và các chi tiết lắp trên
giá cán và truyền động cũng rất lớn làm ảnh hưởng đến độ chính xác
của sản phẩm cán.
Thép tấm cán nóng thường có chiều dày từ 4 60mm. Thép có
chiều dày dưới 1.4mm thường được cán nguội.
1.5. Tình hình sản xuất và tiêu thụ thép tấm
Trước đây, nước ta hiện vẫn chưa có nhà máy cán thép nóng,
chủ yếu là nhập phơi từ nước ngồi về và sau đó cán nguội.
Nhưng sau hơn 3 năm xây dựng và lắp đặt ngày 20/12/2007
Công ty cổ phần thép Cửu Long Vinashin (đơn vị thành viên của Tập
7


đồn cơng nghiệp tàu thủy Việt Nam Vinashin) đã vận hành chạy thử
dây chuyền sản xuất cán nóng thép tấm đầu tiên ở Việt Nam. Sự
kiện này đã thu hút sự qua tâm của các cấp lãnh đạo ngành đóng

tàu vì nó mang một ý nghĩa rất quan trọng: mẻ thép tấm đầu tiên do
người Việt Nam chế tạo đã ra lò đánh dấu một bước chuyển biến rất
tốt cho ngành cơng nghiệp đóng tàu thủy, từ chỗ phải nhập 100%
thép tấm nước ngồi thì bây giờ sẽ có điều kiện nội địa hóa dần khâu
vật liệu quan trọng này. Tuy nhiên sau đó cơng ty này đã bị phá sản.
Ngày 11/03/2010 tại Hà Nội, Tổng công ty thép Việt Nam
(VNSTEEL) và Tập đồn thiết kế, chế tạo cơng nghệ sản xuất thép
trên thế giới – Danieli, Italia - đã kí hợp đồng chuyển nhượng cổ
phần của VNSTEEL tại cơng ty cổ phần thép miền Nam về việc thực
hiện dự án sau khi thỏa thuận sơ bộ về một lien doanh với 80% vốn
Việt Nam và 20% vốn Italia để xây dựng một nhà máy cán thép tấm
nóng đầu tiên tại Việt Nam được ký tại Rome ngày 10/12/2009 nhân
chuyến viếng thăm chính thức nước Cộng hịa Italia của đồn cấp
cao chính phủ Việt Nam do Chù tịch nước Nguyễn Minh Triết dẫn đầu.
Liên doanh mới này, ngay trong năm 2010 sẽ được xây dựng tại
khu vực Phú Mỹ I, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu một nhà máy thép tấm cán
nóng cơng suất 2 triệu tấn/năm với số vốn đầu tư 550 triệu USd bằng
hình thức chìa khóa trao tay. Nhà máy sẽ được đầu tư, trang bị
những thiết bị, cơng nghệ hiện đại nhất đang có hiện nay trong
ngành cơng nghiệp sản xuất thép. Khi hồn thành xây dựng và đi
vào hoạt động, nhà máy sẽ đáp ứng khoảng trên 20% nhu càu thép
cán nóng cho thị trường Việt Nam.
Năng lực sản xuất bán thành phẩm của các công ty thép trong
nước, đặc biệt là phôi thép đã được cải thiện đáng kể trong 5 năm
qua, từ 1,3 triệu tấn lên 3,7 triệu tấn vào năm 2010. Do đó, tỷ suất
lợi nhuận của những doanh nghiệp có thể sản xuất phôi thép gia
tăng đáng kể và giảm mức độ ảnh hưởng bất lợi từ những biến động
của thị trường nguyên liệu. Trong năm 2010, sản lượng phôi thép sản
xuất trong nước đáp ứng 70% khối lượng nguyên liệu đầu vào cho
ngành thép.

Đặc biệt, ba doanh nghiệp thép hàng đầu là Tisco, Hịa Phát và
Pomina đã tăng cơng suất đáng kể. Công suất sản xuất phôi thép
của Tisco và Công ty Thép miền Nam đạt 350.000 tấn/năm/công ty
8


trong năm 2010. Hòa Phát đang thực hiện giai đoạn 2 của dự án Nhà
máy thép liên hợp nhằm nâng công suất sản xuất phôi thép từ
350.000 tấn lên 1 triệu tấn trong năm 2012. Pomina cũng tăng công
suất sản xuất phôi thép từ 500.000 tấn lên 1,1 triệu tấn vào đầu năm
2012. Tổng công suất sản xuất phôi thép trong nước sẽ tăng từ 5,7
triệu tấn năm 2010 lên 7,5 triệu tấn vào năm 2012, đảm bảo nguồn
cung phôi thép cho sản xuất trong nước trong năm 2012 và giúp các
cơng ty thép nội địa kiểm sốt tỷ suất lợi nhuận tốt hơn.
Nhu cầu thép tấm lá (sử dụng trong các ngành công nghiệp:
thép ống, tôn mạ, ô tô, xe máy, điện lạnh và đồ gia dụng…) tại Việt
Nam tăng nhanh chóng trong vài năm qua. Các số liệu thống kê cho
thấy tiêu thụ đạt gần 5 triệu tấn/năm chiếm khoảng 40% tổng tiêu
thụ thép các loại. Tuy nhiên sản xuất trong nước chỉ đáp ứng chưa
đến 10% còn lại phải nhập khẩu.
Viện Nghiên cứu chiến lược thuộc Bộ Công Thương dự báo, đến
năm 2020 nhu cầu thép của Việt Nam vào khoảng 22 triệu tấn. Con
số này tuy khá lớn, nhưng vẫn chưa thấm vào đâu so với năng lực
sản xuất vào thời điểm đó.
Nếu tất cả các dự án của doanh nghiệp trong và ngoài nước đã
và chuẩn bị được cấp giấy phép thực hiện đúng tiến độ đầu tư đã
cam kết, thì đến năm 2020 ngành thép Việt Nam sẽ có sản lượng
khơng dưới 40 triệu tấn.
Tiềm năng của thị trường trong nước rõ ràng là cịn khá lớn,
nhưng đó khơng phải là lý do duy nhất để Việt Nam thu hút được dự

án thép lớn của nước ngồi. Vị trí địa lý gần như là trung tâm của
khu vực Đông và Nam châu Á, bờ biển dài và có nhiều khu vực thuận
lợi cho việc xây dựng cảng biển nước sâu để tiếp nhận tàu trọng tải
lớn, lại có nguồn than anthraxit khá lớn, Việt Nam là địa điểm tốt để
xây dựng các cơ sở sản xuất thép lớn cung cấp cho cả khu vực.
Theo quan điểm của Bộ Cơng Thương, việc nước ngồi đầu tư
lớn vào ngành thép có nhiều ưu điểm, như: hầu hết là dự án 100%
vốn nước ngoài; thu hút nhiều lao động và sẽ đóng góp nhiều cho
ngân sách qua thuế; phần lớn các dự án đầu tư ở miền Trung, là khu
vực cịn nhiều khó khăn…

9


Nhưng nhiều doanh nghiệp thép trong nước lại cho rằng, chính
các dự án chủ yếu do nước ngồi đầu tư 100% vốn lại là điều khơng
có lợi, vì ngồi khoản thuế mà thu được nhiều hay ít vẫn cịn là ẩn
số, Việt Nam sẽ chẳng cịn gặt hái được gì đáng kể. Một số nhà
doanh nghiệp đề nghị, Việt Nam nên làm theo cách của Trung Quốc
là giới hạn tỷ lệ góp vốn của nước ngồi trong các dự án thép, nhằm
tạo cơ hội cho các nhà đầu tư trong nước.
Dù sao, sự xuất hiện của các dự án luyện cán thép lớn cũng là
mối đe dọa đối với các doanh nghiệp sản xuất trong nước, nhất là
những cơ sở nhỏ. Tuy nhiên, điều quan trọng hơn là sự xuất hiện của
các tổ hợp sản xuất thép này đặt ra nhiều vấn đề đáng lo, nhất là về
môi trường.
Các tổ hợp luyện cán thép này sẽ tiêu thụ nguồn năng lượng
điện, than khổng lồ. Mặc dù một số dự án có kế hoạch đầu tư xây
dựng nhà máy điện riêng để tự đáp ứng nhu cầu năng lượng, nhưng
nó cũng khiến cho mức độ phụ thuộc vào nguồn năng lượng nhập

khẩu của Việt Nam ngày càng lớn.Mỗi dự án đều chiếm diện tích đất
và mặt nước rất lớn, chẳng hạn khu liên hợp luyện cán thép của
Formosa ở Hà Tĩnh sử dụng trên 3.000 héc ta đất và mặt nước.
1.6 Ứng dụng của thép tấm
Trong ngành chế tạo máy: thép tấm được sử dụng trong các thân
máy của máy cắt kim loại, vỏ máy, khung sườn xe máy.
Trong ngành điện: thép tấm được dùng làm kết cấu của các cột
cao thế, các sản phẩm trong lĩnh vực điện như các lá thép trong
stato của động cơ, các cánh quạt cỡ lớn, các tấm thép mỏng được
dùng làm các lá thép để ghép lại trong chấn lưu đèn ống, máy biến
thế, các hộp công tơ điện.
Trong ngành chế biến, được dùng để chế tạo các thùng chứa, bể
chứa, các hộp để đóng gói.
Trong ngành đóng tàu thép tấm dùng làm vỏ, kết cấu khung tàu
thuyền, được dùng trong ngành sản xuất ống. Dùng trong các ngành
chế tạo cơ khí, cuốn ống dân dụng, làm tủ sách tủ hồ sơ.
Trong xây dựng, các thép hình cỡ lớn trong các dầm được tạo
thành từ các tấm thép tấm dày cắt nhỏ, hay thép tấm được dùng để
10


liên kết với nhau để tạo nên các kết cấu thép bền vững hơn như nó
liên kết nhay có thể bằng mối hàn, bulông hoặc đinh tán.
Dùng trong ngành công nghiệp ơtơ, các ứng dụng tạo hình phức
tạp, sơn mạ.

Chương 2 : CÁN THÉP TẤM MỎNG
2.1. Đặc điểm cán thép tấm mỏng:
Cán tấm nguội là một trong những công đoạn cuối cùng trong chế
tạo và gia công thép. Thép nguyên liệu (phôi, cuộn, tấm, dầm…)

được cho đi qua một loạt các con lăn, hoặc các hình thức cán, cuộn,
dập, uốn khác nhằm tạo áp lực để biến thép nguyên liệu “tạo dáng”
cho đến khi nó đạt đến cấu hình cuối cùng của thành phẩm.
Quá trình cán cán nguội được thực hiện ở nhiệt độ tưng đối thấp
và đôi khi gần với nhiệt độ phịng. Quy trình sản xuất này làm cho
kết cấu thép trở nên cứng hơn và khoẻ hơn. Quy trình cán nguội về
ngun lý khơng làm thay đổi cấu tạo vật chất thép, nó chỉ làm biến
dạng. Tuy nhiên q trình cán, dập nguội cần được kiểm sốt chặt
chẽ để không tạo một xung lực quá lớn làm biến dạng khơng kiểm
sốt gây đứt, nứt bề mặt.
Đặc điểm cơng nghệ
Các máy cán nóng khơng thể cho ra các sản phẩm thép lá mỏng
chất lượng cao nhằm thoả mãn các cơng nghệ gị, dập..vì cán nóng
sẽ tạo ra các lớp vảy nên không đáp ứng được độ mỏng lá thép
mong muốn và ở nhiệt độ cao, cấu trúc kim loại cũng không thoả
mãn được các yêu cầu cơ học của thép. Do vậy phải tiến hành cán
nguội thép mỏng.
- Quy trình cơng nghệ cán nguội gồm các bước:
+ Đánh sạch bề mặt phôi (đánh vảy, tảy rỉ)
11


+ Cán nguội, gia công nhiệt (ủ) để xếp lại cấu trúc kim loại.
+ Cán bổ xung sau khi ủ với lực Ðp nhỏ (cán luyện)
+ Các công nghệ kết thúc: cắt ba via, mạ thiếc
- Các MCNG còng chia thành cán liên tục và cán quay thuận
nghịch
Sau khi cán nóng, các rulơ thép nóng được đưa từ phân xưởng cán
nóng sang phân xưởng cán nguội. Ở đây các rulơ được để nguội từ 2,5÷
3,5 ngày đêm. Trước đó các rulơ con cịn được hàn ghép để cuốn vào

rulơ to giúp cán nguội liên tục có năng suất cao hơn. Sau đó các băng
thép qua máy đánh vảy và cán luyện với lực Ðp nhỏ để tẩy các vảy và rỉ
rồi vào dây truyền tảy rỉ bằng axit ở máy đánh vảy băng thép được uốn
đi uốn lại nhiều lần qua các con lăn đường kính nhỏ rồi được các Ðp lực
nhỏ với kéo căng hai phía để phá nốt các vảy cứng. Sau khi tảy sạch,
cắt ba via và thấm dầu, các thép lại được cuộn vào các rulô và xếp vào
kho.
+ Máy cán nguội liên tục có nhiều hộp cán nối tiếp (3, 4, 5, và 6
hộp ). Các hộp cán có số trục là 4 (2 trục làm việc, 2 i trục tựa) hay
nhiều hơn vì khi cán bằng thép có độ dày là h thì đường kính trục khơng
thể lớn hơn ( 1000÷ 2000)h. Trục đường kính nhỏ sẽ dễ bị biến dạng đàn
hồi (cong trục) nên phải tăng thêm các trục tựa để đảm bảo lực Ðp.
⇒ Máy này có kết cấu cồng kềnh, phức tạp gây khó khăn cho bảo
dưỡng.
- Băng thép được cán đồng thời trên nhiều hộp cán cùng một lúc nên
cần phải điều chỉnh tốc độ và phối hợp chính xác về tốc độ giữa các hộp
cán, giữa các hộp cán đầu và trục tháo, giữa hộp cán cuối và trục quấn.
- Máy thường làm việc ở chế độ cán căng và cần đảm bảo lực căng
theo yêu cầu. Năng suất máy cao.

12


+ MCNG quay thuận nghịch là cán được băng thép rất mỏng, dễ
điều chỉnh tốc độ theo yêu cầu công nghệ vì chỉ có một hộp cán nhưng
sau một lần cán, khi đảo chiều lại phải điều chỉnh khoảng cách giữa hai
trục làm việc nên tốc độ cán trung bình thấp.

Sơ đồ máy cán nguội liên tục (a) và quay thuận nghịch (b)
1: Trục tháo; 2: Hộp cán; 3: Thiết bị đo chiều dày; 4: Thiết bị kéo

căng
5: Thiết bị đo sức căng; 6: Thiết bị Ðp trục;

7: Trục quấn

2.2 Yêu cầu trang bị điện cho máy cán nguội
- Duy trì sức căng cố định của băng thép giữa các hộp cán, giữa
hộp cán bởi các trục tháo hoặc trục quấn ở mọi chế độ làm việc (ổn
định và quá độ).
- Phạm vi điều chỉnh tốc độ tương đối rộng.

13


+ Đối với MCNG liên tục tốc độ cao, yêu cầu điều chỉnh trơn
trong một dải rộng (50 ÷ 100):1 từ tốc độ bị (0,5 ÷ 1m/s) đến tốc độ cực
đại lớn hơn 100m/s
+ Đối với MCNG quay thuận nghịch cần điều chỉnh tốc độ
trong phạm vi
1 ÷ 15 m/s.
- Có thể điều chỉnh đồng thời hoặc riêng rẽ các hộp cán.
- Hãm và mở máy êm.
- Thời gian quá trình quá độ ngắn.
- Làm việc tin cậy, xác định.
2.3. Phân loại máy cán tấm nguội tấm thép:
Để cán thép nguội tấm có độ dày 0,075 – 2,5mm và rộng 500 –
1850mm đối với thép cacbon thấp, thép hợp kim thấp, thép kỹ thuật
điện… người ta cán trên máy có thiết bị căng trước, căng sau và hệ
thống cuốn ép. Cán thép băng có hệ thống cuốn thép đem lại hàng
loạt ưu điểm so với cán từng tấm một như: tăng năng suất, tăng chất

lượng, tăng độ bền và đặt biệt là tự động hóa cao. Với các máy cán
có cấu cuốn, phơi do các máy cán nóng cung cấp ở dạng cuộn đảm
bảo đủ các yêu cầu kĩ thuật.

- Phôi đã ủ mềm.
- Đảm bảo độ sạch bề mặt.
- Đảm bảo kích thước cuộn theo yêu cầu.
Các máy cán nguội thép lá, thép cuộn, có thể chia ra như sau:

a. Máy cán nguội đảo chiều:
Máy cán được đặt trong các xưởng cán nguội với giá cán bốn trục
Kvarto, có năng suất khơng lớn lắm. Máy có hai cách dẫn động. Cách
thứ nhất, dẫn động qua trục làm việc. Cách hai, dẫn động qua trục
tựa.
14


Máy cán nguội đảo chiều Kvarto 500/1300x1200. Máy được trang
bị cơ cấu tháo trộn ở phía trước và cơ cấu ở phía sau. Cơng suất
động cơ 2x2300kW, tốc độ n = 260 – 500 vòng/phút. Tốc độ cán là v
= 15 m/s. Đường kính trục làm việc DLV = 500 mm, trục tựa Dt =
1300mm. Cuộn sản phẩm có đường kính trong/ngồi là 750/1800 và
trọng lượng đến 15 T.

b. Máy cán nguội liên tục:
Các máy cán loại này được lắp đặt cho xưởng cán có năng suất
khá lớn với chủng loại sản phẩm đặt thù riêng. Máy cán liên tục được
trang bị hệ thống điều khiển tự động cao với tốc độ đầu ra cũng rất
cao. Do khơng có thời gian chuyển tiếp giữa các giá cán, cũng như
hệ số vượt trước nên tốc độ cao và năng suất cao.

c. Máy cán là
Đây là loại máy cán dùng để cán nguội tạo chất lượng bề mặt cho
cuộn thép có độ bóng láng bề mặt cao và độ biến cứng. Máy cán có
thể là duo hay Kvarto một giá, hai hay ba giá.
Máy cán là 600/1500x1700 để là thép cuộn với lượng ép 5% có
ứng suất chảy bé hơn 40KG/mm2, với thép dày ( 0,3- 3,2)mm rộng
( 700 – 1550)mm, có trọng lượng cuộn 35 -45 tán. Tốc độ cán đạt 25
m/s.

d. Máy cán ứng suất trước
Đây là máy cán không có thân giá. Gối đỡ trục vừa chứa ở đỡ trục
vừa làm nhiệm vụ của thân giá cùng vơi bulong tạo ứng suất trước.
Từ đó độ cứng vững của giá cán sẽ cao hơn các loại cán thông
thường. Ứng suất trước sẽ khử các khe hở trong kết cấu giá cán tại
hệ trục đưa đến kết quả làm giảm lượng biến dạng trong cán, nâng
cao độ chính xác khi cán.

15


CHƯƠNG 3: CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ
3.1. Lực cán:
Lực cán là một thông số quan trọng từ lực cán ta có thể tính tốn
thiết kế cho máy cán: chọn mơ mem cán, công suất động cơ, giá
cán..
Lực cán: P = b
Khi chiều rộng của phơi cán lấy số trung bình cộng, độ dài cung ăn
lấy theo đường dây cung và áp lực đơn vị cũng lấy số trung bình thì
lúc đó lực cán tồn phần là:

P = Ptb.btb.lc
Độ dài cung ăn xo =
R: bán kính trục cán làm việc ; Ptb: áp lực riêng trung bình KG/mm2.
Với modum đàn hồi của thép E = 2,2.10-4 KG/mm2 và hệ số Poácxon = 0,3
Xichkov tính độ dài cung ăn khi cán nguội là
lc = x0 + , m
Bằng thực nghiệm A.B. Trechiakov đã đưa ra cơng thức thực
nghiệm
lc = , m
Trong đó: P –áp lực tồn phần; B- chiều rộng phơi cán,m ;R bán kính
trục làm việc,m
3.2. Tính trục cho máy cán Kvarvo:
Mơ men uốn của trục được tính theo cơng thức
Mu =
16


Trong đó: P- lực cán tồn phần; qL- lực cán qui dài trên thân trục L;
L- chiều dài phần làm việc thân trục; - chiều dài tính đến
tâm vít ép.
Mơ mên uốn tại trục
Mct = (a-L) =
Ứng suất bền tính theo cơng thức
Trong đó Wu – mơ men chống uốn;

- Kiểm nghiệm uốn tính theo đường trục đứng Mud =
- Kiểm nghiệm uống theo trục ngang Mun =
Kiểm tra độ bền xoắn cho trục làm việc:
MX = Mđc
Mđc – mô men từ động cơ đến trục làm việc,

- hiệu số lực kéo trước

và kéo sau
Kiểm tra ứng suất tiếp trên cổ trục làm việc:

- Tính mơ men quay cho trục tựa khi dẫn động
Mtt = Ptt ()
Nếu khơng tính đến sự mất mát trong ổ trục làm việc cũng như sự
trượt giữa trục làm việc và trục đỡ
Mtt = P
3.3. Tính lượng biến dạng cho giá cán:
Tổng lượng biến dạng của giá cán
Trong đó: P- lực cán tồn phần;

Cgi- hệ số cứng vững của giá cán.
=+

Lượng biến dạng của mỗi cụm chi tiết cũng bao gồm nhiều thành
phần khác nhau. Lượng biến dạng do mô men uốn của thân giá
Theo Kochiliano, lượng biến dạng trục tựa theo công thức
17


= f1 ; = f2
f1 = [ 8.a3- 4aL2 + L3 + 64C3 (
f2 =
Trên cơ sở cắt của Ger, có thể tính lượng biến dạng đàn hồi của hệ
hai trục hình như trục cán Kvarto theo cơng thức sau:
fnen =q

trong đó q- lực tác dụng qui dài trên thân trục; Dtlv , Dtt – đường kính
trục làm việc và trục tựa.
Tương tự ta tính được lượng biến dạng phần bị phôi nén vào trục
làm việc
ftlv =

18