План производства металлоконструкций: Готовые бизнес планы по производству металлоконструкций

05.04.1981 alexxlab

Содержание

Схема управления заводом металлоконструкций

Производство строительных стальных конструкций имеет индивидуальный и мелкосерийный характер. На каждом заводе в течение года изготовляются разнотипные конструкции для 500—700 различных зданий и сооружений из 250—300 типоразмеров профилей металлопроката разных марок сталей. Ежедневно на заводе обрабатывается около 500 типоразмеров деталей, которые не повторяются в последующие дни. Ограниченные сроки подготовки производства, необходимость строго соблюдать сроки очередности и комплектности поставок на монтаж большого количества конструкций различных видов требуют от системы управления оперативности и гибкости.

Рис.11.Схема управления заводом металлоконструкций мощностью 80—120 тыс. т.

На отечественных заводах металлоконструкций сложилась определенная система управления производством. Она осуществляется заводоуправлением во главе с директором и его заместителями. Все более широкое применение в управлении производством находит новая система планирования и материального стимулирования. Управление производством призвано обеспечить научную организацию труда, техническую и материальную подготовку производства, планирование и оперативное руководство, контроль качества продукции и ее реализацию.

Структура управления зависит от масштабов производства, сложности изготовляемых конструкций и специализации производства (рис. 11).

Общее руководство заводом осуществляет директор, которому непосредственно подчинены отделы: производственно-диспетчерский, технического контроля, капитального строительства, кадров и специальных работ, а также бухгалтерия. Главный инженер осуществляет техническое руководство основным производством через отделы главного конструктора, главного технолога, главного механика, главного энергетика, автоматизации и механизации. В ведении главного инженера также находятся технический совет завода, бюро (инженер) по технике безопасности, бюро (инженер) по рационализации и изобретательству, учебный пункт, техническая библиотека, заводская лаборатория, бюро технической информации. Заместитель директора по экономическим вопросам руководит отделами: планово-экономическим, финансово-сбытовым, труда и зарплаты, а также группой НОТ. Заместитель директора по общим вопросам руководит работой транспортного цеха и отделов: материально-технического снабжения, жилищно-коммунального (ЖКО), административно-хозяйственного (АХО), гаража, бюро пропусков, складского хозяйства, охраны.

На заводах мощностью 20—30 тыс. т оперативное руководство основным производством осуществляется директором завода через отдел подготовки производства, на заводах мощностью 60—120 тыс. т — через производственно-диспетчерский отдел. На заводах мощностью 160—190 тыс. т имеется заместитель директора по производственным вопросам, которому подчинены отделы производственно-диспетчерский и подготовки производства. Вопросами механизации и автоматизации, службы техники безопасности, рационализации и изобретательства, труда и зарплаты, технической информации на заводах мощностью 20—30 тыс. т занимаются работники ОГТ, ОПП. На заводах мощностью 120—190 тыс. т эту работу выполняют самостоятельные отделы, бюро или группы.

Конструкторский отдел (ОГК) осуществляет разработку рабочих чертежей, комплектование их металлом и выдачу в производство. Отдел возглавляет главный конструктор. В состав отдела входят несколько конструкторских бюро или бригад, группы заказа и комплектования металлом, копировальное бюро, техническим архив И светокопировальное бюро.

Каждое конструкторское бюро (бригада) имеет в своем составе начальника бюро (бригадира), 7—10 конструкторов и 3—5 проверщиков. На 1000 т годового выпуска металлоконструкций с числом чертежей КМД около 100—120 требуется один конструктор и один проверщик.

Группа заказа и комплектования металлом ведет учет металла по профилям, маркам и размерам как имеющегося и наличии, гак и подлежащего поставке по нарядам С металлургических заводов, бронирует металл на каждый чертеж КМД, комплектует его при запуске в производство. Конструкторский отдел в соответствии с планом завода разрабатывает деталировочные чертежи (КМД), являющиеся основными техническими документами, по которым производится изготовление стальных конструкций. Каждый чертеж КМД, разработанный конструктором, подлежит обязательной проверке проверщиком. Конструкторский отдел также решает все вопросы, связанные с изменением конструкций, дает заключение о возможности отступления от чертежей КМ и согласовывает отступления от чертежей КМ с проектной организацией.

Технический архив производит приемку и хранение чертежей КМ и КМД, выдает в производственно-диспетчерский отдел укомплектованные металлом чертежи КМД, листы готовых элементов, списки болтов и заклепок, схемы монтажных и общих сборок, упаковочные ведомости, чертежи погрузки; отправляет заказчику чертежи КМД, монтажные схемы, заглавный лист, список монтажных болтов и заклепок. Светокопировальная мастерская при техническом архиве размножает чертежи КМД. Большинство конструкторских отделов имеет копировальное бюро (группы) для копирования чертежей КМД на кальку для размножения на светокопии. Отдельные заводы имеют множительные машины РЭМ, которые осуществляют размножение непосредственно с чертежей (ватманов).

Отдел главного технолога (ОГТ) обеспечивает технологическую подготовку производства для всех производственных цехов. На основе детального изучения чертежей КМ, технических возможностей завода, условий монтажных организаций, а также технико-экономической целесообразности он разрабатывает основные технологические положения изготовления и поставки конструкций, которыми пользуются при разработке чертежей КМД и технологии. В плане подготовки производства новых конструкций предусматриваются согласование технических условий изготовления, разработка новых технологических процессов, проектирование и изготовление специальных станков, приспособлений и инструментов. ОГТ также руководит инструментальным хозяйством завода, обеспечивает технологическую оснастку, составляет заявки и разрабатывает нормы расходования основных и вспомогательных материалов, руководит работой бюро технической информации, совместно с ОТК разрабатывает нормали и стандарты предприятия, разрабатывает организационно-технические мероприятия, оказывает помощь цехам по внедрению новых технологических процессов и контролирует соблюдение технологической дисциплины.

На крупных заводах имеется отдел (группа) механизации и автоматизации, который занимается разработкой новых механизмов, поточных линий, более совершенных приспособлений к станкам, усовершенствованием кранового и технологического оборудования.

Производственно-диспетчерский отдел (ПДО) осуществляет оперативное планирование работы производственных цехов, оперативный учет изготовленных конструкций, руководит производственной деятельностью цехов и контролирует ее.

Небольшие заводы имеют отделы подготовки производства, которые выполняют обязанности отделов главного технолога и производственно-диспетчерского отдела.

Оперативный учет ведется на основании диспетчерских листов, актов — предъявок цехов, представляемых в ПДО каждый день. Учет ведется по каждому заказу, чертежу и отправочному элементу. Отмечаются даты выдачи документации в цех обработки, окончания изготовления полуфабриката, начала сборки, окончания изготовления отправочного элемента и отгрузки.

Оперативная отчетность в вышестоящую организацию представляется производственным отделом в виде декадных диспетчерских донесений, составляемых по заказам. По каждому объекту (заказу) указываются объем по наряду, наличие чертежей КМ и КПД, объемы металлоконструкций, пущенных в производство, изготовленных и отгруженных за отчетный период (декаду, две декады, месяц) и с начала заказа.

Контроль за ходом производственного процесса проводится начальником ПДО на диспетчерских совещаниях, где присутствуют начальники цехов и отделов. Проверяется выполнение каждым цехом и отделом дневных планов (наметок), соблюдение недельных графиков, графиков срочных и важных заказов, а также отдельных оперативных поручений, данных на предыдущих совещаниях.

Работники ПДО (начальник, диспетчер) в процессе всего рабочего времени следят за ходом производственного процесса, выполнением оперативных заданий, взаимодействием цехов, координируют работу цехов и принимают оперативные меры для решения вопросов, возникающих в процессе работы, и устранения причин, нарушающих нормальный ход работы.

Отдел технического контроля (ОТК) является самостоятельным отделом завода, в его подчинении находится заводская лаборатория. Основными обязанностями ОТК является приемка продукции, выпускаемой заводом, а также контроль за ее качеством и комплектностью. ОТК проверяет качество всех материалов, применяемых при изготовлении металлоконструкций (металла, электродов, сварочной проволоки, флюсов, газов, материалов для грунтовки), проводит учет и анализ брака, осуществляет контроль за состоянием контрольно-измерительных приборов, оформляет и хранит документацию на готовую продукцию и материалы, применяемые при изготовлении металлоконструкций, производит лабораторные испытания металла и других материалов. Все виды готовой продукции могут быть отгружены заказчику только после приемки и оформления их ОТК. ОТК также контролирует соблюдение требований монтажных организаций, в частности следит за установленным членением конструкций на отправочные марки, за выполнением контрольных и общих сборок, оснащением отправочных элементов монтажными приспособлениями, за фрезерованием торцовых плоскостей и сверлением монтажных отверстий.

Планово-экономический отдел (ПЭО) находится в подчинении директора завода или его заместителя по экономическим вопросам. В обязанности отдела входят планирование производства и организация хозрасчета, статистический учет и анализ хозяйственной деятельности, составление калькуляций, разработка смет и т. д. Планирование осуществляется на основе хозяйственного расчета в соответствии с плановыми заданиями, технико-экономическими показателями и лимитами, установленными вышестоящими организациями. Отдел разрабатывает для завода перспективные планы развития, годовые техпромфинпланы, квартальные и месячные планы производства. Разрабатывает и выдает отделам, основным и вспомогательным цехам и участкам месячные планы и ведет учет их выполнения.

На ПЭО возлагается также составление сметных калькуляций на основные изделия, отдельные заказы и услуги, выполняемые заводом, разработка и утверждение оптовых цен на изделия, отсутствующие в прейскурантах. Кроме этого, отдел участвует в организации социалистического соревнования и подведении его итогов, в составлении и проверке выполнения коллективного договора.

Отдел труда и заработной платы (ОТЗ) занимается планированием, нормированием и организацией труда, а также разрабатывает мероприятия по повышению производительности труда и проекты годовых, квартальных и месячных планов по труду для цехов и завода, контролирует расходование фонда заработной платы и выполнение плана повышения производительности труда.

ОТЗ обеспечивает разработку и внедрение норм затрат труда, руководит работой по пересмотру норм выработки и замене их более прогрессивными и осуществляет контроль за правильностью применения утвержденных норм и расценок, анализирует выполнение действующих норм выработки и разрабатывает мероприятия, обеспечивающие выполнение норм выработки всеми рабочими. Изучает и распространяет передовые методы труда, совместно с общественными организациями готовит материалы по подведению итогов социалистического соревнования и движения за коммунистический труд, по составлению проектов коллективных договоров и по результатам проверки их исполнения.

ОТЗ изучает эффективность применения действующих систем оплаты труда, разрабатывает и проводит мероприятия по улучшению организации заработной платы рабочих, ИТР и служащих, анализирует организацию и структуру заработной платы по цехам и службам завода, отдельным категориям и профессиям.

Для заводов металлоконструкций мощностью 80—160) тыс. т в настоящее время разрабатываются автоматизированные системы управления производством (АСУП).

Внедрению АСУП предшествует совершенствование организации производства, системы документооборота, системы нормативов, а также создание информационной базы.

Эффективность АСУП может быть достигнута за счет оптимизации технико-экономического планирования, улучшения оперативно-календарного планирования, сокращения сроков подготовки производства и простоев оборудования, механизации и автоматизации учета и отчетности. АСУП предназначена для решения у четно-статистических, аналитических и плановых задач, а также задач оперативного управления производством. В соответствии с этими задачами АСУП будет иметь подсистемы: диспетчеризации и оперативного управления, оперативного планирования и учета производства, технико-экономического планирования, материально-технического снабжения, бухгалтерского учета труда и заработной платы, учета основных фондов и реализации продукции, учета кадров, технической подготовки производства, планирования загрузки рабочих мест, бухгалтерского учета, себестоимости продукции.

1.1 Сущность и принципы составления бизнес-плана. Бизнес-план производства металлоконструкций на базе ОАО «Измеритель»

Бизнес идея: производство металлоконструкций

Приобретшее в последние годы весьма серьезные масштабы строительство во многих городах позволяет сделать однозначный вывод о том, что есть и будет оставаться высоким еще продолжительное время спрос на металлоконструкции и строительные материалы. Причем это по-настоящему масштабный проект, поэтому к его проработке надо подходить весьма серьезно и осуществлять ее тщательно.

Просчитывая бизнес-план, требуется первостепенное внимание обратить на производимые конструкции, их типы. Легче всего на стадии становления предприятия организовать цех по изготовлению кровельного покрытия, элементов основного каркаса, прогонов, мостовых металлоконструкций. Оцените требуемые первоначальные расходы с учетом специфических особенностей своего инвестиционного замысла. Варианты изыскания требуемых сумм. И сразу же нужно подумать над перспективами вашего бизнеса. Может быть вы увидите перспективность расширения спектра своего производства. Займетесь параллельно и выпуском окон металлопластиковых, металлических модульных конструкций, различных бытовок и тому подобного.

На сайте uapmetall.ru вы можете заказать изготовление металлоконструкций у специалистов. Компания «Уралавтоприцеп» изготавливает металлоконструкции, на сайте компании вы найдете более детальную информацию про услуги компании.

Три раздела должны стать основными: предварительные расчеты и начальные, подготовительные действия; плановые работы и, естественно, прогнозируемый на перспективу план работ.

Средняя сумма требуемых первоначальных затрат на помещение, станки, расходные материалы, оборудование – порядка 400 тысяч долларов. Вряд ли удастся обойтись своими средствами, без банковской ссуды. Важно правильно поставить работу, грамотно, тогда бизнес окупится уже через пару лет, и появится возможность расплатиться по займу с процентами уже за 3-5 лет.

Конечно, самым идеальным вариантом было бы не в банке деньги брать, а выиграть тендер. Но начинающему, без опыта работы и надежной репутации, сами понимаете –это практически нереально. Да и бизнес-план должен быть в таком случае написан просто гениально и обещать почти гарантированный успех.

На производстве вам предстоит довольно держать приличную по численности бригаду. Нужно подумать и о сотрудниках, в функциональные обязанности которых входит связываться с потенциальными, перспективными клиентами. Поэтому регистрировать фирму придется не как ИП, и необходимо будет обратиться в ОКВЭД , чтобы определили вид деятельности, — существует такая правовая норма.

Логично использовать производственные площади и материалы по принципу безотходного производства. И выполнять изготовление продукции на заказ – тогда значительно расширится клиентская база.

10.06.2014

новейшее оснащение – отличное качество продукции.

Наше производство

Посещая наши цеха по производству металлоконструкций, можно обратить внимание на то, насколько продуманы и оптимизированы все процессы. Создавая свои изделия и конструкции, мы вкладываем душу, все свое мастерство и богатый опыт.
Цеха предприятия обладают всеми мощностями для создания качественных высококлассных изделий в больших объемах. В состав производственных цехов предприятия входят цеха по изготовлению металлических изделий, площадки для монтажа, помещения для проведения сварочных работ, лаборатории, цеха для обработки металлоизделий.

Цеха завода

Многочисленные цеха и производственные площади завода Металлоконструкций МСК позволяют реализовывать большие объемы работ. Большую часть процессов по сборке металлоконструкций мы проводим на наших площадках. Хорошо укомплектованные новейшим оборудованием, наши производственные мощности полностью отвечают запросам современного производства и организаций-клиентов.

Мы работаем на совесть и отвечаем головой за всю продукцию. Контроль выполняется на всех стадиях производственного процесса. Мы понимаем, как важно, чтобы качество и надежность металлических изделий оправдывали себя и служили заявленное количество лет при соблюдении всех эксплуатационных условий.

Оборудование

В состав оборудования цеха металлоконструкций нашего завода входит целый перечень важного технологически сложного оборудования, а также дополнительных установок.
Это сварочная аппаратура, установки для плазменной резки, гидравлические гильотины, ленточнопильные станки, гальваническое оборудование, лакокрасочное оборудование и пр.

Запомните! Делая выбор в пользу того или иного производителя, обращайте внимание на его надежность и уже реализованные проекты.
«Металлоконструкции МСК» — это осознанный выбор наших многочисленных клиентов!

Бизнес-план строительства завода металлоконструкций ТОО «Intex Steel»

ТОО «Intex Steel» является наиболее современным и высокотехнологичным предприятием в Западном макрорегионе Республики Казахстан занятым производством металлоконструкций на высокотехнологичном европейском оборудовании.

В Единой программе поддержки и развития бизнеса «Дорожная карта бизнеса 2020» (утв. Постановлением Правительства Республики Казахстан от 31 марта 2015 года № 168) в секторе металлургия, металлообработка, машиностроение код ОКЭД 25 — Производство готовых металлических изделий, кроме машин и оборудования указан в Перечне приоритетных секторов экономики для потенциальных участников Программы. В настоящее время металлические конструкции используются в различных отраслях экономики Казахстана. В частности, прочные балки, каркасные изделия, металлические листы используются при строительстве быстровозводимых зданий, так и при современных технологичных сооружений промышленного назначения.

Производство и потребление металлоконструкций в РК активно развивается с ежегодным объемом потребления в среднем 388,3 тыс. тонн. Выпуском строительных стальных конструкций в Казахстане занимается 301 компания.

Так по итогам 2016 г. в РК было произведено готовых металлических изделий, кроме машин и оборудования на общую сумму более 204,0 млрд. тенге, что отражает 15%-й рост к уровню 2015-го года. Наибольший объем готовых металлических изделий, производится в Карагандинской, Павлодарской, Мангистауской областях и в г. Астана.

Наибольшую долю в объеме производства занимают конструкции из материала листового прочие из металлов черных, не включенные в другие группировки – 31,3%, на комплекты чугунные или стальные на здания сборные (модули) с рамными конструкциями приходится – 10,1% от объема производства, конструкции прочие и их части из металлов черных, не включенные в другие группировки занимают долю в 8,5%.

По заданию Заказчика Mainstream Partners разработали Бизнес-план и презентацию в соответствии с требованиями Банка Развития Казахстана для привлечения финансирования и завершения строительства Завода ТОО «Intex Steel». В рамках работ дополнительно была подготовлена смета, калькуляция затрат.

Автоматизация производства металлоконструкций в ООО ПКФ «Саотрон» на базе ПП «1С:Управление нашей фирмой 8 ПРОФ»

О компании

ООО ПКФ «Саотрон» занимается производством и продажей металлоконструкций и крепежа для разных отраслей: газо- и нефтепереработка, химия и нефтехимия, тяжелое машиностроение, дорожное строительство, металлургия, станкостроение, энергетика, мостостроение.

Основными заказчиками являются иностранные компании, которые занимаются строительством на территории РФ. За 5 лет работы «Саотрон» реализовал более 5400 тонн продукции, а в месяц выпускается более 120 тонн.

Задача

Компании требовалась система, которая автоматизирует производственные и административные процессы.

Задача проекта — организовать прослеживаемость производства, настроить учет себестоимости продукции и плановую калькуляцию данных о продукции.

Ранее многие из этапов работы над заказом выполнялись вручную. Все это снижало темп работы, например, на формирование паспорта одного изделия могло уйти 8 часов специалиста, на создание спецификации — 6, сменные задания мастера участков формировали вручную и выдавали сотрудникам на бумаге, данные не хранились и не обрабатывались.

Выбор решения начался еще 2 года назад, но предложения интеграторов не подходили: дорогая лицензия, долго внедрять, недостаточно функций, устаревшие решения. От идеи автоматизировать уже практически отказались, пока не познакомились с ИИТ.

Что было сделано

С помощью 1С:УНФ автоматизировали важные производственные и административные процессы компании:

Настроили автоматическое формирование типовых чертежей и спецификаций продукции, раньше это занимало до 8 часов, теперь — пара кликов
Реализовали калькуляцию стоимости заказа, план и факт по расходам на каждый заказ можно посчитать с точностью до рубля
Перевели выдачу сменных заданий в консоль, благодаря этому можно посчитать производительность сотрудников и участка в целом, данные хранятся в системе, сами задания формируются за пару минут
Ведется расчет скорости операций
Формирование календарного плана производства и планирование потребностей производства в сырье
Настроили учет ТМЦ на производстве
Настроили контроль за выпуском продукции и монитор производства
Добавили конкурентный лист, который позволяет быстро выбрать наиболее выгодного поставщика по ценам и срокам
Ввели анализ результатов работы по заказу в отчетах: учет затрат, расчет себестоимости продукции, план-фактный анализ себестоимости
Сделали анализ бизнеса в отчетах: доходы и расходы, денежный поток, баланс
При внедрении использовался как стандартный функционал 1С:УНФ, так и кастомные надсистемы для решения задач Заказчика.

Результат

Полностью автоматизированы рутинные задачи
Отчетность формируется автоматически
Сократились трудозатраты
Важным результатом внедрения стало то, что теперь можно с точностью до рубля посчитать фактические затраты на выполнение заказа, сравнить их с плановой себестоимостью и внести корректировки, чтобы уменьшить отклонение на следующие работы.

Планы по развитию системы

В планах — продолжение автоматизации бизнес-процессов в компании, в том числе:

расчет заработной платы в зависимости от производительности труда сотрудника
внедрение штрих-кодирования
адресное хранение материалов
использование мобильных приложений для работы с коммуникаторами на производстве
интеграция с сайтом для создания полностью автоматизированного интернет-магазина
настройка автоматического раскроя сырья для более точного расчета его планового и фактического расхода.

Изготовление металлоконструкций на заказ в Балаково, цена производства за тонну

Проекты, которые поступают в производственный цех компании «Металлкаркас», также разрабатываются нашими специалистами. Возможно выполнение заказа по чертежам клиента.

Для нашего предприятия важно выполнить проект точно в срок. Иногда задача осложняется отсутствием у заказчика площадей для хранения элементов металлических конструкций – решить эту проблему помогает строгое планирование работ.

Сразу после заключения договора мы приступаем к разработке проекта. Параллельно составляется план его реализации в соответствии со сроками монтажа на стройплощадке. Для этого:

Маршрут технологического процесса изготовления металлоконструкций

Он разрабатывается в точном соответствии с нормативами СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции». В этом документе приведен перечень всех требований, предъявляемых к производству и монтажу металлоконструкций с целью обеспечения их качества и безопасности.

Технологические карты создаются для каждой детали и элемента конструкции. Они предусматривают точную последовательность и время выполнения работ, а также материальные затраты, необходимые для обеспечения заявленного качества и сроков.

В технологических картах содержится подробная информация о раскрое материалов, изготовлении узлов и общей сборке конструкции:

Последовательность переходов, составляющих операцию;
Указание оборудования, приспособлений и инструментов, используемых при выполнении каждого процесса;
Ссылки на чертежи и сопроводительный лист;
Все то, что может способствовать росту производительности труда.

1) Раскрой металла

С помощью полуавтоматического лентопила создается базовая поверхность для труб и профилей. Чистота и качество полученной поверхности соответствуют обработке фрезерованием. Это позволяет осуществлять дальнейшую разметку всех необходимых элементов чертежа детали.

Листовой прокат на предприятии обрабатывается при помощи станков с ЧПУ, а также газовой и плазменной резки. Плазменная резка имеет преимущества перед газовой в плане большей производительности и снижения влияния высокой температуры, что исключает деформацию материала.

На каждый элемент конструкции наносится маркировка с указанием номера чертежа и данных сопроводительных листов.

2) Фрезерные операции

После термического воздействия на структуру металла в ходе раскроя остаются неровности и искажения поверхности, которые устраняются фрезерованием. Создаются более точные поверхности, от которых выполняется последующая разметка. Для этого задействуются продольно-фрезерные и торце-фрезерные станки.

3) Операции сверления

Крупные диаметры – свыше 56 мм – создаются в процессе газовой резки с последующим их рассверливанием. Более мелкие получают на многошпиндельных станках с ЧПУ, что дает высокую производительность обработки и соблюдение точных межцентровых расстояний.

4) Сварочное оборудование

Процесс сварки при производстве металлоконструкций наиболее трудоемок и ответственен. Сварку стыков, швеллеров, двутавров и других элементов проводят с использованием полуавтоматов в среде углекислого газа. Для сваривания листовых конструкций используют ППМ – порошково-присадочный материал.

Швы после сварочных работ зачищают абразивом и стальными щетками с помощью фрезерных агрегатов.

5) Сборочная операция

Это один из самых ответственных этапов. Для его осуществления используются специальные стенды и кондукторы с применением ограничителей высоты и фиксаторов положения.

6) Участок комплектации и сборки

Отвечает за соблюдение проектной документации. Качество монтажных соединений определяется процессом контрольной сборки, в которой участвует не менее 10% от общего количества элементов конструкции. На нашем предприятии собирают и те конструкции, которые сложно монтировать – это колонны весом свыше 20 тонн, фермы длиннее 36 метров и подкрановые балки с пролетом от 18 метров.

7) Сертификация

Все элементы конструкций имеют свидетельства о прохождении сертификации. Документ подписывает ответственный за качество директор и руководитель службы ОТК. Сертификат содержит все необходимые данные, включая марки сталей, наименование организации-разработчика чертежей и протоколы о прохождении сварных испытаний.

Получить подробную информацию об изготовлении металлоконструкций в Балаково можно, задав вопрос по e-mail или позвонив по телефонам: +7 (4752) 64-11-77, +7 (4752) 63-31-54.

Производственный процесс стали — Свойства, используемые при изготовлении — Строительство Как

Утюг

Производство чугуна — это первый шаг в производстве стали. Железо обычно производится из железной руды, угля и известняка, хотя некоторые предприятия по всему миру разработали альтернативные методы производства железа. Эти новые методы требуют немного другого сырья, но железная руда, уголь и известняк остаются отправной точкой для производства большей части стали.

Подготовка сырья

Очень мало угля используется непосредственно в доменной печи для производства чугуна.Большая часть угля упаковывается в герметичные печи и сильно нагревается до разложения. При этом образуется кокс — гораздо более чистая форма углерода, чем уголь.

Кокс выполняет три важных задания в доменной печи:

горит, чтобы получить очень высокие температуры, необходимые для реакций в доменной печи;
производит газообразный оксид углерода, который восстанавливает руду до железа;
прочен и поддерживает столб сырья в печи. это позволяет химически активным газам проходить через печь

Большая часть руды, поступающей на металлургический завод, находится в тонкомолотом состоянии.В таких условиях с рудой трудно работать без образования пыли, которая может быть расточительной и загрязняющей. При нагревании смеси этого рыхлого материала с мелкодисперсным коксом из печей образуется гораздо более крупнозернистый материал, называемый агломератом. В верхнюю часть доменной печи подается агломерат, а также крупные куски кокса, известняка и железной руды.

Доменная печь

Доменная печь представляет собой большую стальную конструкцию высотой около 30 метров. Он облицован огнеупорным кирпичом, выдерживающим температуру до 2000 ^o C.Печь получила свое название от метода, который используется для ее нагрева. Предварительно нагретый до температуры около 1000 ^o C воздух вдувается в печь через сопла возле ее основания.

Сегодня существует два технологических процесса производства стали: электродуговая печь и основной кислородный конвертер . Для последнего требуется шихта жидкого чугуна, производимого в доменных печах.

Сырьем для производства жидкого чугуна является железная руда, коксующийся уголь и флюсы (материалы, которые помогают химическому процессу) — в основном известняк .

Подача горячего воздуха в печь сжигает кокс и поддерживает очень высокие температуры, необходимые для восстановления руды до железа. При реакции между воздухом и топливом образуется окись углерода. Этот газ восстанавливает оксид железа (III) в руде до железа.

Рафинированное железо

Металл, покидающий доменную печь, содержит от 4% до 5% углерода. Из такого количества углерода получается очень твердый, но хрупкий металл, от которого мало пользы. Следующим шагом в производстве стали является снижение содержания углерода и других примесных элементов в чугуне.

Материалы

Железные руды поступают в нескольких формах: куски руды в том виде, в котором они были добыты; мелкозернистые железные руды; и окатыши — мелкозернистые руды, которые были обработаны для слипания с образованием твердых сфер из железной руды. Угли и руды транспортируются по конвейерной ленте или по рельсам на склады, где они хранятся и тщательно перемешиваются.

Смешанный уголь сначала нагревается в коксовых печах для получения кокса. Этот процесс известен как карбонизация. Газ, образующийся во время карбонизации, извлекается и используется в качестве топлива на других металлургических заводах.Другие побочные продукты (например, смола и бензол) также извлекаются для дальнейшей очистки и продажи. После обугливания кокс выталкивают из печей и дают ему остыть.

Мелкозернистая руда сначала смешивается с коксом и флюсом и нагревается на аглофабрике. Это непрерывно движущаяся лента, на которой воспламеняется кокс. Возникающие при этом высокие температуры сплавляют частицы руды и флюсы, образуя пористый клинкер, называемый агломератом. Использование агломерата в доменной печи помогает повысить эффективность производства чугуна.

Куски и окатыши железной руды, кокс, агломерат и, возможно, излишки флюса переносятся в верхнюю часть доменной печи на конвейере или в бункерах, а затем опрокидываются или загружаются в печь. Горячий воздух (900 градусов C и т. Д.) Вдувается в нижнюю часть печи через сопла, называемые фурмами. Кислород в воздухе сгорает с коксом с образованием газообразного монооксида углерода, который выделяет много тепла. Часто с воздухом нагнетается нефть или уголь, что позволяет использовать менее дорогой (относительно дорогой) кокс.Окись углерода течет вверх через доменную печь и удаляет кислород из железной руды на своем пути вниз, тем самым оставляя железо. Тепло в печи плавит чугун, и полученный жидкий чугун (или чугун, как его называют в промышленности) составляет

выпускался через равные промежутки времени, открывая отверстие в дне печи и давая ему вытекать. Флюсы соединяются с примесями в коксе и руде с образованием расплавленного шлака, который плавает на чугуне и также удаляется (выпускается) через равные промежутки времени.

Чугун стекает в ковши торпеды. Это специально сконструированные железнодорожные контейнеры, по которым железо в жидком виде транспортируется в сталеплавильную печь.

Описанный выше процесс продолжается в течение десяти и более лет. (Это известно как кампания.) Если бы печи дать остыть, ее футеровка из огнеупорных кирпичей могла быть повреждена в результате их сжатия при охлаждении. В конце концов футеровка из огнеупорного кирпича изнашивается, и на этом этапе процесс останавливается, а печь облицовывается новыми кирпичами, готовыми к следующей кампании.

Чугун, произведенный в доменной печи, имеет содержание углерода от 4 до 4,5%, а также ряд других «примесей». Это делает его относительно хрупким. Сталеплавильное производство рафинирует железо , в том числе за счет снижения содержания в нем углерода, чтобы сделать его более прочным и более управляемым продуктом.

Основной кислородный преобразователь

Процесс BOS ( Базовое кислородное производство стали ) — это основной современный процесс производства объемной стали.За исключением стали особого качества (например, нержавеющей стали), весь плоский прокат (см. Соответствующую информационную страницу) и сортовой прокат (см. Соответствующую информационную страницу) более определенного размера прокатывается из стали, произведенной по процессу BOS .

Емкость BOS сначала наклоняется, чтобы в нее можно было опрокинуть материалы (загрузить). Сначала в емкость загружается стальной лом, а затем чугун (жидкий чугун) из доменной печи. В сосуд опускается фурма с водяным охлаждением, через которую под высоким давлением продувается очень чистый кислород.Кислород в процессе, известном как окисление, соединяется с углеродом и другими нежелательными элементами, отделяя их от металла, оставляя сталь. Флюсы на основе извести (материалы, которые помогают химическому процессу) загружаются, и они объединяются с «примесями», образуя шлак.

Основным газом, образующимся в качестве побочного продукта процесса окисления, является монооксид углерода, который иногда собирается для использования в качестве топлива где-либо еще на производстве.

Поддерживается тщательный баланс между количеством чугуна и лома, загружаемого в конвертер, как средство контроля температуры и обеспечения производства стали требуемой спецификации.После взятия пробы для проверки правильности химического состава стали емкость снова наклоняют, чтобы расплавленная сталь могла вытекать. Это называется постукиванием. Сталь выпускается в ковш, в котором часто происходит вторичная выплавка стали. Во время выпуска металла часто добавляют небольшие количества других металлов и флюсов, чтобы контролировать степень окисления и удовлетворить требования заказчиков к конкретным сортам стали.

Наконец, сосуд переворачивают и шлак опрокидывают в контейнер.Сталеплавильный шлак иногда перерабатывают для производства дорожно-строительных материалов.

Современное судно BOS производит до 350 тонн стали за один раз, а весь процесс занимает около 40 минут.

Основная кислородная последовательность

Загрузка печи: Конвертер BOS сначала загружается ломом. Это используется как охлаждающая жидкость. Это помогает контролировать очень высокие температуры, возникающие в результате бурных экзотермических реакций в печи. После лома в печь из ковша заливается в три-четыре раза больше чугуна (до 300 тонн).
Выдувка: После загрузки печь продувается кислородом через фурму, которая опускается в расплавленный металл. Печь не требует нагрева, поскольку кислород очень экзотермически соединяется с примесными элементами, углеродом, кремнием, марганцем и фосфором. Углерод окисляется до окиси углерода, и большая часть углерода металла улетучивается в виде этого газа. Остальные примесные элементы также образуют оксиды. Они кислые и отделяются от металла путем добавления в печь основного оксида кальция (извести).Он соединяется с оксидами и удаляет кремний, марганец и фосфор из шлака.
Выпуск воздуха из печи : После того, как продувка продолжается около 20 минут, отбирают пробу металла. Его состав на данном этапе отображается в виде столбчатой диаграммы. Теперь процесс BOS завершен, и печь можно выпускать. Сталь выливается из летки в ковш, отделяя ее от более легкого шлака, который позже выгружается как отходы.

Электродуговая печь

Электродуговая печь ( EAF ) предлагает альтернативный метод объемного производства стали.Сталь производится из металлолома, который иначе был бы неприглядным и опасным для окружающей среды. Кроме того, она потребляет намного меньше энергии, чем печь BOS . На каждую тонну стали из ДСП расходуется около 7,4 ГДж энергии по сравнению с 16,2 ГДж на каждую тонну стали BOS.

Электродуговая печь (ДСП) (вместе с основным кислородным резервуаром) — один из двух современных способов производства стали. ДСП используются для производства сталей особого качества (сталей, легированных другими металлами) и некоторых сталей обычного (нелегированных) качества — более легких длинномерных изделий, таких как те, которые используются для армирования бетона.

В отличие от основного кислородного маршрута, в ДСП не используется чугун. Он заряжен «холодным» материалом. Обычно это стальной лом (переработанные изделия из стали, срок службы которых подошел к концу). Однако доступны и другие формы сырья, полученные из железной руды. К ним относятся железо прямого восстановления (DRI) и карбид железа, а также чушковый чугун, представляющий собой чугун из доменной печи, который был разлит и оставлен для охлаждения, вместо того, чтобы загружать его прямо в емкость с основным кислородом.

Стальной лом (или другой черный металл) сначала опрокидывается в ДСП с мостового крана. Затем над печью поворачивается крышка. В этой крышке находятся электроды, которые опускаются в печь. Электрический ток пропускается через электроды, образуя дугу. Тепло, выделяемое этой дугой, плавит лом. Электроэнергии, необходимой для этого процесса, хватит на город с населением 100 000 человек.

В процессе плавки в сталь добавляют другие металлы (ферросплавы), чтобы придать ей требуемый химический состав.Как и в случае с основным

кислородный процесс, кислород вдувается в печь для очистки стали, а известь и плавиковый шпат добавляются для объединения с примесями и образования шлака.

После отбора проб для проверки химического состава стали печь наклоняют, чтобы дать возможность слить шлак, плавающий на поверхности расплавленной стали. Затем печь наклоняется в другом направлении, и жидкая сталь выливается (выпускается) в ковш, где она либо подвергается вторичной выплавке стали, либо транспортируется в литейную установку.

Современная дуговая печь обычно производит 150 тонн каждой плавки, что занимает около 90 минут.

Ступени электрической дуги

Зарядка смесью металла и извести.
Плавка металла и лома электрической дугой от графитовых электродов. После этого добавляется еще немного извести, чтобы очистить оксиды на следующем этапе.
Обдув кислородом для окисления таких элементов, как углерод, кремний и марганец, в металлоломе.Как и в печи BOS, окись углерода улетучивается в виде газа. Оксиды других элементов являются кислыми и соединяются с основной известью, образуя нейтральный шлак, который сливается с поверхности.
Постукивание по самому металлу, пропуская его через горловину печи в ковш. Теперь жидкость в ковше готова для вторичной выплавки стали и разливки. Дальнейшая обработка металла из ДСП происходит почти так же, как и для стали на заводе BOS.

Стали особого качества

Огромный ассортимент сталей особого качества производится в электродуговых печах путем добавления других металлов в стальные сплавы.Наиболее известная из них — нержавеющая сталь, содержащая хром и никель

добавлен для формирования коррозионно-стойкой стали. Однако есть очень много других: очень твердые стали, используемые для изготовления станков, стали, специально разработанные, чтобы сделать их пригодными для машиностроения, стали, разработанные для того, чтобы выдерживать десятилетия во враждебной среде ядерных реакторов, легкие, но прочные стали, используемые в аэрокосмической отрасли, особо прочные стали для брони — и это лишь некоторые из них.

Минимумы

В такой большой стране, как США, традиционные центры сталелитейной промышленности могут находиться очень далеко от своих рынков.Эти рынки часто существуют в густонаселенных производственных регионах, где производятся большие объемы металлолома. В таких областях развиваются сталеплавильные заводы, которые не зависят от поставок доменного чугуна. Они называются мини-заводами . Минимальные заводы производят лишь небольшое количество стальной продукции для преимущественно местных рынков. Они перерабатывают местный металлолом в сталь в электродуговых печах перед дальнейшей переработкой на объектах вторичного производства стали и непрерывного литья.Около 25% сталеплавильных заводов в США — мини-заводы. Они очень эффективны и относительно дешевы в строительстве по сравнению с традиционными металлургическими заводами.

В некоторых частях мира мини-заводы развиваются вместе с новыми методами производства чугуна. Отсутствие или нехватка коксующегося угля на этих территориях привело к поиску новых способов восстановления железной руды. Вместо кокса для производства газа, восстанавливающего руду, можно использовать природный газ или сырую нефть. Полученный таким образом восстановительный газ обычно представляет собой смесь, содержащую монооксид углерода и водород.Для производства железа этот смешанный восстановительный газ обычно продувают при температуре около 800 ° C через высокую печь, заполненную рудой. При этой температуре железо не плавится, и продукт печи представляет собой твердое вещество, известное как железо прямого восстановления (DRI). Этот металл можно обрабатывать в дуговой печи так же, как металлолом.

Стали — это большое семейство металлов. Все они представляют собой сплавы, в которых железо смешано с углеродом и другими элементами. Стали описываются как мягкие, средне- или высокоуглеродистые стали в зависимости от процентного содержания углерода, которое они содержат, хотя оно никогда не превышает 1.5%.

Марка стали	Процент углерода
Низкоуглеродистая сталь	до 0,25%
Среднеуглеродистая сталь	от 0,25% до 0,45%
Высокоуглеродистая сталь	от 0,45% до 1,50%

Химия

Реакционная способность металлов

Железо — металл средней химической активности, который легко соединяется с неметаллами, такими как кислород.Вот почему мы не находим чистое железо в земной коре. Вместо этого он находится в виде руды, в которой железо химически соединено с кислородом или другими неметаллами. Большинство обрабатываемых железных руд богаты оксидом железа (III), Fe2O3. Производство железа путем удаления кислорода из руды — это первый шаг в производстве стали.

Восстановление и окисление

Химическое удаление кислорода из вещества называется восстановлением. Промышленное производство железа включает восстановление оксида железа (III) в доменной печи.Большая часть оксида железа (III) восстанавливается с использованием газообразного оксида углерода. Этот газ является восстановителем, который отводит кислород от оксида железа (III).

Fe ₂ O ₃ (т) + 3 CO (г) 2 Fe (л) + 3 CO ₂ (г)

Обратите внимание, что газообразный оксид углерода в этой реакции превращается в диоксид углерода. Мы называем это окислением, потому что каждая молекула окиси углерода получает атом кислорода. Общий процесс представляет собой окислительно-восстановительную реакцию, в которой оксид железа (III) восстанавливается, а оксид углерода окисляется.

Другая окислительно-восстановительная реакция

Не весь оксид железа (III) восстанавливается оксидом углерода таким образом. От 20% до 30% железа производится прямым восстановлением, когда руда непосредственно восстанавливается углеродом.

оксид железа (III) + углеродистое железо + оксид углерода

Fe ₂ O ₃ (т) + 3 C (г) 2 Fe (л) + 3 CO (г)

В этой реакции восстановителем является несгоревший углерод, а не монооксид углерода. Этот углерод окисляется с образованием монооксида углерода.

Окисляющее железо

Железо является умеренно химически активным металлом и легко превращается обратно в оксид. Вот что происходит при ржавлении. Эта повседневная реакция затрагивает большинство видов железа и стали. Во время производства стали обычно каким-либо образом обрабатываются, чтобы снизить скорость коррозии.

Железо превращается в сталь путем продувки кислородом расплавленного металла из доменной печи. Это окисляет примеси в расплавленном металле.

Реакции между кислотами и основаниями

В процессах производства чугуна и стали есть несколько реакций, в которых участвуют кислоты и основания.Одним из сырьевых материалов, которые загружают в доменную печь, является известняк, почти чистая форма карбоната кальция. Известняк разлагается в горячей печи с образованием оксида кальция, который является основой.

карбонат кальция оксид кальция + углерод диоксид

CaCO ₃ (т) CaO (т) + CO ₂ (г)

Оксид кальция соединяется с кислотными примесями в руде с образованием соли. Самая большая примесь — кремнезем, слабая кислота, которая соединяется с оксидом кальция, образуя силикат кальция, соль, которая образуется в виде расплавленного шлака.

Оксид кальция также играет важную роль в сталеплавильной печи с кислородным кислородом. Здесь он помогает удалить из стали такие примеси, как фосфор и сера. Фосфор не является металлом и образует кислый оксид P ₂ O ₅. В печи BOS P ₂ O ₅ объединяется с основным оксидом кальция с образованием фосфата кальция. Он образует часть расплавленного шлака, который собирается на поверхности расплавленного металла

оксид кальция	+	кремнезем	силикат кальция
CaO (тв)	+	SiO ₂ (т)	CaSiO ₃ (л)

Эндотермические и экзотермические реакции

Энергосбережение и контроль температуры важны для успеха любой крупной обрабатывающей промышленности.Некоторые процессы, связанные с производством стали, потребляют энергию, в то время как другие выделяют энергию.

Например, в доменной печи термическое разложение известняка требует энергии. Реакции с потреблением энергии: , эндотермические, . Эти потери энергии компенсируются другими процессами на сталеплавильном заводе.

Сталеплавильная печь с кислородным кислородом вообще не требует нагрева, потому что реакции, происходящие в ней, являются сильно экзотермическими . Такие реакции высвобождают энергию в окружающую среду.Фактически, реакции BOS настолько экзотермичны, что в печи необходимо использовать хладагент для регулирования температуры.

В следующей таблице перечислены типичные свойства сталей при комнатной температуре (25 ° C). Широкий диапазон предела прочности на разрыв, предела текучести и твердости во многом обусловлен различными условиями термообработки.

Недвижимость	Углеродистые стали	Легированные стали	Нержавеющая сталь	Инструментальная сталь
Плотность (1000 кг / м3)	7.85	7,85	7,75-8,1	7,72-8,0
Модуль упругости (ГПа)	190-210	190-210	190-210	190-210
Коэффициент Пуассона	0,27-0,3	0,27-0,3	0,27-0,3	0,27-0,3
Тепловое расширение (10-6 / K)	11-16,6	9,0-15	9,0-20,7	9,4-15,1
Температура плавления (° C)			1371-1454
Теплопроводность (Вт / м-К)	24.3-65,2	26-48,6	11,2–36,7	19,9-48,3
Удельная теплоемкость (Дж / кг-К)	450-2081	452-1499	420-500
Удельное электрическое сопротивление (10-9 Вт-м)	130-1250	210-1251	75,7-1020
Предел прочности (МПа)	276-1882	758-1882	515-827	640-2000
Предел текучести (МПа)	186-758	366-1793	207-552	380-440
Относительное удлинение (%)	10-32	4-31	12-40	5-25
Твердость (по Бринеллю)	86-388	149-627	137-595	210-620

Механическое поведение стали при растяжении: типичный образец для испытаний по кривой зависимости напряжения от деформации

Диаграмма деформации

для низкоуглеродистой стали

Вторичное производство стали

этапов производства стали Сегодня все чаще стали выпускаться после выпуска

(разлитые) из печи проходят дальнейшую стадию Обработка

называется вторичной выплавкой стали перед разливкой.Это относится как к основному технологическому процессу с кислородом, так и к электродуговой печи.

Расплавленная сталь выпускается из печи в ковш. Ковш закрывается крышкой для сохранения тепла. Затем доступен ряд различных процессов, таких как перемешивание с аргоном, добавление сплавов, вакуумная дегазация или инжекция порошка. Во всех случаях цель состоит в том, чтобы точно настроить химический состав стали и / или улучшить гомогенизацию температуры (убедившись, что сталь имеет одинаковую температуру во всем) и удалить примеси.Дуговый нагрев в ковше — это процесс, используемый для обеспечения того, чтобы расплавленная сталь имела точно правильную температуру для разливки.

Улавливание неметаллических включений

Кастинг

Заключительный этап выплавки стали — разливка. Огнеупорные кожухи используются во время литья для предотвращения атмосферного воздействия и, следовательно, позволяют протекать реакции между кислородом и легирующими элементами в расплавленной стали, что приводит к образованию включений. Во время литья также используются другие методы, которые активно способствуют удалению включений из стали, тем самым улучшая чистоту стали:

Электромагнитное обнаружение шлака в выходном отверстии сталеплавильного ковша используется для предотвращения уноса шлака из верхней части ковша в разливочный ковш и его уноса с скоплением включений; поскольку уровень стали в ковше падает во время разливки, существует вероятность того, что верхний шлак ковша унесется в поток стали через выходное отверстие.В этом случае магнитный поток, измеряемый катушками детектора, изменяется и посылается в виде сигнала, который перекрывает поток стали из ковша.

Поток из промежуточного ковша в форму регулируется с помощью стопорного стержня или механизма скользящего затвора, который связан с рычажным детектором металла в форме. Этот поток также окружен огнеупорной трубой, которая тщательно спроектирована для оптимизации условий потока в кристаллизаторе и создания условий для дальнейшей флотации включений.

Непрерывное литье

Не так уж много лет назад расплавленную сталь выливали (разливали) в большую изложницу, где ей давали остыть и затвердеть, чтобы сформировать слиток.Затем слиток помещали в печь, называемую ямой для выдержки, где его осторожно нагревали

нагревается до правильной и равномерной температуры. Этот раскаленный слиток затем будет прокатан на первичных станах

на первом этапе его превращения в пригодный к употреблению стальной продукт, в одну из трех форм полуфабриката: сляб (длинный, толстый, плоский кусок стали с прямоугольным поперечным сечением), блюм ( длинный кусок стали квадратного сечения) или заготовка (типа блюм, но с меньшим сечением).

В настоящее время этот процесс в значительной степени вытеснен процессом непрерывной разливки (concaster), хотя маршрут слитка сохраняется для определенных применений, где он является наиболее подходящим способом производства требуемой стали. (В других странах это не всегда так: многие сталелитейные предприятия Восточной Европы по-прежнему в значительной степени полагаются на старый маршрут слитков.)

В машине непрерывной разливки жидкая сталь заливается в резервуар в верхней части машины. Он проходит с контролируемой скоростью в форму с водяным охлаждением, где внешняя оболочка стали затвердевает.Сталь раскатывается в серию валков и разбрызгивается водой, что гарантирует, что она одновременно скатывается в нужную форму и полностью затвердевает. В конце станка его расправляют и отрезают до необходимой длины. Полностью сформированные плиты, блюмы и заготовки получаются в конце этого непрерывного процесса.

Таким образом, concaster объединяет в одном процессе то, что раньше занимало два отдельных процесса. Это одновременно очень энергоэффективно и позволяет производить продукцию более высокого качества.

Слябы, блюмы или заготовки затем транспортируются на стан горячей прокатки для прокатки в стальные изделия, которые могут использоваться в обрабатывающей промышленности.

Контроль кислорода

На выходе из сталеплавильного конвертера сталь имеет очень высокое содержание растворенного кислорода. Этот кислород необходимо удалить перед отливкой стали, иначе во время затвердевания образуется газообразный оксид углерода, вызывающий чрезмерную пористость. Чтобы удалить этот расходный кислород, сплавы добавляют в жидкую сталь во время выпуска выпускного отверстия из конвертера; эти добавки вступают в реакцию с кислородом в стали с образованием оксидов, снижая содержание «свободного» кислорода в стали, они обычно образуют твердые / жидкие оксиды, которые остаются в стали в виде включений или всплывают на поверхность стали с образованием слой шлака (оксидные включения менее плотны, чем сталь).

Удаление примесей

В дополнение к высокому содержанию кислорода неочищенная сталь, выпускаемая из конвертера, также содержит примеси, которые нежелательны для окончательного химического состава стали.

Современные методы первичного и вторичного производства стали могут снизить уровень этих примесей до очень низкого уровня, но обычно уровень остаточных примесей остается. Одним из микроэлементов, которые присутствуют в процессе производства стали и обычно нежелательны, является сера. Присутствие свободной серы в стальном изделии отрицательно сказывается на его свойствах, особенно на ударной вязкости.

Современные процессы производства стали и выбор сырья означают, что уровни содержания серы в стали очень низкие. Любая оставшаяся сера может быть удалена с помощью легирующих добавок марганца, который реагирует с серой с образованием MnS. Включения MnS относительно мягкие, особенно при повышенной температуре, и могут удлиниться во время горячей прокатки, ковки или волочения.

Присутствие удлиненных включений MnS в прокатанной / кованой / вытянутой стали может представлять проблему на стадии производства / изготовления / чистовой обработки стали.Это особенно верно для полосовой стали, которая будет глубоко затягиваться в банки для напитков. Причина этого в том, что процесс глубокой вытяжки происходит при комнатной температуре, когда включения MnS уже недостаточно мягкие, чтобы деформироваться. Как сталь

Заготовка

вытягивается в форму банки. Толщина стенок банки уменьшается до ~ 6 мкм. Включения MnS могут достигать нескольких микрон в длину, что может привести к повреждению банки из-за разрыва. Любое увеличение количества бракованных банок будет стоить производителю с точки зрения времени на извлечение поврежденной банки и доходов от бракованной банки.Это означает, что недопустимы браки из-за включений, и требуются исключительно чистые стали. Это достигается за счет точного контроля стадии обработки стали, чтобы гарантировать, что практически нет включений MnS в стали, предназначенной для изготовления полосовой стали, используемой для изготовления банок для напитков. Также в сталь могут быть внесены добавки, которые модифицируют любые присутствующие включения MnS до состава, который остается шаровидным и не деформируется с образованием длинных стрингеров MnS во время прокатки стали.Из-за увеличения затрат, связанных с указанием таких высоких уровней чистоты для этой марки стали, другие менее строгие марки продукции не устанавливаются на такой высокий уровень, и будут видны включения MnS (хотя и на низком уровне из-за общего уровня достижимой сегодня чистоты стали).

Включения для улучшения обрабатываемости

Легирующие элементы могут быть добавлены во время вторичного производства стали специально для изменения совокупности стальных включений. Эти сплавы можно добавлять в виде «комков», но чаще всего они вводятся в сталь.Выбор добавки во многом зависит от типа изготавливаемой стали, условий ее обработки и конечного применения.

Одним из важных аспектов этого решения является сумма дополнительных затрат, которые может терпеть заказчик, связанных с обработкой, необходимой для улучшения характеристик продукта (дополнения для модификации включения часто очень дороги).

Некоторые обычно добавляемые материалы и их роль в изменении популяции стальных включений описаны ниже:

Сера может быть добавлена до ~ 0.35% по весу, и это одна из самых дешевых добавок. Он используется в автоматных сталях в сочетании с добавками марганца для получения включений сульфида марганца, которые пластически деформируются во время прокатки и резки; эти удлиненные включения способствуют образованию и разрушению стружки во время последующей обработки. Они также снижают температуру резания и износ инструмента.

Этот металл также добавляют в свободно режущиеся стали для улучшения обрабатываемости; свинец глубоко вводится в сталь (0,15 — 0.35%), требуя удаления дыма для удаления токсичных паров свинца. При затвердевании свинец образует дискретные частицы в структуре стали, часто присутствующие в виде хвостов на включениях сульфида марганца. Во время обработки свинец локально плавится на границе раздела инструмент / деталь, действуя как смазка и уменьшая износ инструмента.

снова подвергается глубокому впрыскиванию в быстрорежущие стали для улучшения обрабатываемости (~ 0,1 мас.%) И обычно вводится совместно со свинцом; более высокие уровни теллура вызывают растрескивание во время горячей обработки (это также очень дорогой сплав).

Теллур очень токсичен, поэтому при выплавке стали необходимо соблюдать строгие меры предосторожности. Он присутствует в твердом продукте в виде теллурида марганца и действует аналогично свинцу. Он также изменяет форму включений сульфида марганца от удлиненной до глобулярной морфологии.

Часто вводятся вместе со свинцом и теллуром в быстрорежущие стали (~ 0,1 мас.%). Он имеет такое же действие, что и свинец, но это значительно более дорогое дополнение.

Селен можно добавить до нулевого уровня.15 мас.% И изменяет форму включений MnS.

Кальций широко используется в различных приложениях для инженерии включения, например:

Обработка включений сульфида марганца кальцием дает частицы, которые остаются шаровидными во время прокатки. Эта обработка используется в сталях, таких как лист для труб, где стрингеры из MnS могут вызывать в стали плоскости ослабления, вдоль которых может происходить пластинчатый разрыв (неизотропные свойства).

Обработка твердых, угловатых, абразивных включений оксида алюминия в сталях, раскисленных алюминием, дает включения алюмината кальция, которые становятся более мягкими и глобальными при температурах прокатки, тем самым улучшая характеристики обработки материала.

Некоторые включения, обнаруженные в стали, имеют тенденцию блокировать форсунки в машинах непрерывного литья, что приводит к преждевременному прекращению литья, снижению производительности и увеличению затрат. Обработка кальцием может использоваться для изменения популяции включений в сталях со склонностью к засорению, чтобы получить частицы с низкой температурой плавления, которые не будут забивать форсунки разливочного устройства.

Верхний шлак ковша

Уносимый шлак конвертера и добавки синтетического шлака — это два элемента системы производства стали в ковше, которые можно рассматривать вместе, поскольку они являются основными компонентами, составляющими «верхний шлак ковша».Верхний шлак ковша плавает на поверхности стали в ковше и оказывает сильное влияние на количество включений в стали.

Шлак, уносимый конвертером — во время первичного рафинирования стали в конвертере BOS / EAF вносятся шлакообразующие добавки для образования шлака, который поглощает примеси из стали (такие как сера и фосфор). Во время выпуска из конвертера, помимо неочищенной стали, выпускаемой в ковш, некоторое количество конвертерного шлака также переносится в сталеплавильный ковш, отсюда и название «уносимый шлак».Поскольку шлак содержит примеси от первичного рафинирования, было бы очень желательно иметь нулевой вынос шлака, поскольку эти примеси могут вернуться в сталь в ковше. Однако некоторый перенос неизбежен. Переменные уровни уносимого шлака также вызывают нежелательные изменения в составе верхнего шлака ковша, поэтому важно контролировать как консистенцию, так и уровень уноса шлака.

Добавки синтетического шлака — образуют основную массу верхнего шлака ковша (обычно около 1 тонны).Эти добавки сделаны для достижения желаемого химического состава шлака, соответствующего типу производимой стали и технологическому процессу ее производства. Большинство синтетических шлаков изготовлено на основе извести (CaO), но для удовлетворения различных металлургических и производственных нужд используется широкий диапазон составов. Роль синтетического шлака включает в себя образование включений, десульфуризацию и теплопередачу во время повторного нагрева ковша.

Верхний шлак ковша химически взаимодействует со сталью и находится в равновесии со сталью. В некоторых сталях верхний шлак ковша точно отражает состав стальных включений; таким образом, манипулируя составом шлака в верхней части ковша, можно регулировать состав включений до желаемого химического состава.Шлак, который обычно является жидким, также действует как поверхность захвата для включений, всплывающих из стали, и, следовательно, способствует очистке стали.

Плохой контроль шлака также может привести к плохой чистоте стали. Например, в стали, легированной алюминием (Al «убит»), если верхний шлак ковша сильно окислен (высокий уровень FeO и MnO), то алюминий в стали может реагировать с «кислородом» в шлаке с образованием твердого включения оксида алюминия в стали, ухудшающие свойства продукта.

Шлаковая глазурь

Во время разливки стали опорожнение сталеплавильного ковша осуществляется через клапан в днище ковша; по мере того, как ковш постепенно опорожняется, верхний шлак покрывается и затвердевает на боковых стенках ковша и остается там, когда ковш опорожняется. Это называется «шлаковой глазурью», поскольку она покрывает поверхность стенок ковша.

При следующем использовании ковша сталь, выпускаемая в ковш, взаимодействует со шлаковой глазурью так же, как и верхний шлак ковша, влияя на совокупность стальных включений.Некоторая часть глазури также повторно плавится и всплывает на поверхность ковша и включается в верхний шлак ковша.

Из-за взаимодействия стали и глазури и, как следствие, воздействия на совокупность включений, для некоторых сталей очень важно обеспечить правильный состав глазури в ковше; это помогает гарантировать образование включений желаемого химического состава.

Для контроля глазури в ковше необходимо тщательно спланировать, чтобы сталь, производимая в ковше непосредственно перед включением критической марки стали, имела определенный состав и производилась с использованием указанного верхнего шлака ковша (который образует глазурь на критических включениях). В ролях).

Ковш для перемешивания

Расплав стали можно перемешивать электромагнитным способом (EMS) или барботированием газа во время вторичного производства стали. Основная цель состоит в том, чтобы гомогенизировать сталь как в отношении температуры c , так и температуры .

Перемешивание также оказывает большое влияние на популяцию включения .

При интенсивном перемешивании поверхность шлака может разрушиться. Результат:

- больше включений / частиц шлака;
- Окисление обнаженной жидкой стали.

И наоборот, щадящее перемешивание широко используется в качестве метода очистки стали . Закон Стокса гласит, что для сферических частиц:

где

u — конечная восходящая скорость включения

г составляет 9,81 м с ^-1

d — диаметр включения [м]

∂ρ — разница плотностей жидкой стали и включения [кг · м ^-3], и

η — вязкость жидкой стали [Н · с · м ^-2]

Вакуумная обработка

Вакуумная обработка (обычно называемая вакуумной дегазацией) — это широко используемый процесс выплавки стали, используемый для удаления растворенных газов (например,грамм. водород) из стали. В этом процессе сталь подвергается воздействию вакуума, который способствует переносу растворенных газов из жидкой стали в газовую фазу.

Воздействие на сталь вакуума также способствует реакции между кислородом и углеродом, растворенным в стали, с образованием монооксида углерода за счет изменения условий равновесия. Подобно нагреву ковшовой дугой, это приводит к химическому восстановлению системы ковша.

Таким образом, глинозем, содержащийся в огнеупорах и шлаке верхней части ковша, может быть восстановлен до растворенного алюминия в стали:

В вакууме: Al ₂ O ₃ === 2Al + 3O

При снятии вакуума растворенный алюминий может реагировать с включениями в стали, повышая содержание в них глинозема, и в некоторых сталях таким образом могут образовываться включения, ухудшающие свойства продукта.Для таких сталей во время дегазации используется более низкий вакуум, чтобы избежать этой проблемы.

Горячая прокатка

Полуфабрикаты, называемые блюмов, заготовок и слябов, транспортируются со сталеплавильного завода на прокатные станы. На многих заводах выплавка стали и прокатка производятся на одной площадке.

Стальные изделия можно разделить на два основных типа в зависимости от их формы: плоский прокат и сортовой прокат. Слябы используются для прокатки плоского проката, а блюмы и заготовки — в основном для прокатки длинномерного проката.Заготовки меньше по размеру, чем блюмы, и поэтому используются для более мелкого типа сортового проката.

Полуфабрикаты сначала нагревают в печи повторного нагрева до докрасна (около 1200 ⁰ C). На всех типах станов полуфабрикаты сначала поступают на черновую клеть. Стенд представляет собой набор стальных валков (или барабанов), к которым можно приложить давление для сжатия проходящей через них горячей стали, и расположенных таким образом, чтобы придать стали требуемую форму.

Черновая клеть — это первая часть прокатного стана. Крупный полуфабрикат часто пропускают через него вперед и назад несколько раз. Каждый проход постепенно изменяет форму и размеры стали, приближая их к требуемому готовому продукту.

Листовые станы

Плиты используются для изготовления плиты. Как правило, после черновой клети толстолистового стана они проходят чистовую клеть. Это реверсивный стан: как и на черновой клети, сталь пропускается вперед и назад через стан.Его также подвергают обточке на 90 ⁰ и прокатывают вбок за один этап процесса.

Пластина — это большой плоский кусок стали толщиной 10 или 20 мм (хотя может быть до 50 мм) и шириной до 5 метров. Его используют, например, для изготовления корпусов и палуб судов или для изготовления больших резервуаров и котлов. Его также можно свернуть и сварить в большую стальную трубу, используемую для нефте- и газопроводов.

Полосовые станы

Слябы

также используются для производства стальной полосы, обычно называемой горячекатаным рулоном.После выхода из черновой клети сляб непрерывно проходит через серию чистовых клетей, которые постепенно сжимают сталь, чтобы сделать ее тоньше. По мере того, как сталь становится тоньше, она, конечно же, становится длиннее и начинает двигаться быстрее. А поскольку цельный кусок стали будет иметь разную толщину по длине, поскольку каждая его секция проходит через разную стойку, разные части одного и того же куска стали перемещаются с разной скоростью. Это требует очень тщательного контроля скорости, с которой каждый

отдельных валков клети; и весь процесс контролируется компьютером.К тому времени, когда сталь достигает конца прокатного стана, скорость движения стали составляет около 40 миль в час. Наконец, длинная стальная полоса скручивается и охлаждается.

Горячекатаная полоса — это плоский продукт, свернутый в бухты для облегчения хранения и транспортировки. Он намного тоньше пластины, как правило, в несколько миллиметров, хотя может быть и до 1 мм. Его ширина может варьироваться от 150 мм до почти 2 метров. Он часто проходит дополнительные этапы обработки, такие как холодная прокатка, а также используется для изготовления труб (труб меньшего размера, чем те, которые сделаны из листового металла).

Сортовой прокат

Блюмы и заготовки используются для производства сортового проката. После выхода из клети черновой обработки кусок стали проходит через ряд клетей, которые не только уменьшают размер стали, но и изменяют ее форму. В универсальном стане прокатываются все грани стальной детали одновременно. На других станах одновременно прокатывают только две стороны стали, причем кусок стали переворачивают, чтобы можно было прокатить две другие стороны.

Сортовой прокат называется так потому, что он снимается с

прокат в виде длинных стальных прутков.

Однако они выпускаются самых разных форм и размеров. Они могут иметь поперечное сечение в форме H или I (называемые балками, балками и колоннами), U (швеллеры) или T. Эти типы стального «профиля» используются для строительства. Бруски могут иметь в поперечном сечении форму квадратов, прямоугольников, окружностей, шестиугольников, углов. Эти стержни также можно использовать для строительства, но многие типы стержней также используются в инженерных целях.После использования стержень сворачивается в спираль и используется для вытягивания проволоки или изготовления изделий, используемых для армирования бетонных зданий, как и некоторые типы стержней.

К прочим видам сортового проката относятся железнодорожные рельсы и сваи. Некоторые сортовые прокатные фабрики производят сталь уникальной формы по индивидуальным требованиям заказчика. Они известны как специальные разделы.

Охлаждение

Во всех процессах прокатки охлаждение стали является критическим фактором. Скорость охлаждения проката влияет на механические свойства стали.Скорость охлаждения обычно регулируется путем распыления воды на сталь, когда она проходит через стан и / или выходит из него, хотя иногда прокатная сталь охлаждается воздухом с помощью больших вентиляторов.

Горячекатаный прокат может подвергаться различным формам дальнейшей обработки, прежде чем из них наконец будет получен конечный продукт (например, здание со стальным каркасом или потребительский продукт). В такую обработку входят:

Изготовление. Стальные профили разрезаются, свариваются и иным образом подготавливаются для формирования стального каркаса здания.Стержни и стержни аналогичным образом разрезаются и формируют стальную арматуру для бетонных зданий.
Резка и продольная резка. Сервисные центры режут сталь сложной формы.
Профилирование. Листовая сталь может быть запрессована в правильную форму для создания защитных ограждений или облицовки зданий (известное как профилирование).

Холодная прокатка и волочение

Многие стальные изделия после горячей прокатки подвергаются дальнейшей обработке в холодном состоянии.Этот этап обработки не изменяет форму стального изделия, но уменьшает его толщину и значительно улучшает его эксплуатационные характеристики.

Горячекатаный рулон — это обычно холоднокатаный прокат (также известный как холоднокатаный прокат). Полоса сначала разматывается (разматывается), а затем проходит через серию прокатных клетей, которые оказывают давление на полосу и постепенно уменьшают ее толщину — до 0,15 мм. Затем полоса откидывается.Процессы холодной прокатки также используются для улучшения качества поверхности стали. Холодная прокатка также способствует закалке стали, поэтому полоса после холодного обжатия подвергается отжигу: это процесс очень тщательно контролируемого нагрева и охлаждения для ее размягчения.

Лента и лист холодного обжатия способны выдерживать последующие операции формовки и прессования без растрескивания стали. Сложные формы, используемые для изготовления автомобильных кузовов, прессуются из холоднокатаных листов. Очень тонкий холодный восстановленный лист (известный также как черная пластина) после покрытия тонким слоем олова используется для изготовления банок для еды и напитков.Современные технологии производства стали и прокатки стали настолько сложными, что теперь можно прессовать форму

баллона (дно и боковые стороны) из листовой стали, после заполнения остается закрывать только крышку. Так формируются многие банки для напитков.

Другой вид холодной обработки — это холодное волочение. Стальной пруток протягивается под давлением (вытягивается) через ряд штампов, которые постепенно уменьшают окружность прутка для производства проволоки. Процесс волочения значительно увеличивает прочность стали на разрыв — из стальной проволоки можно скручивать огромные

шт.

каната, достаточно прочных, чтобы выдержать самые большие в мире подвесные мосты.

Покрытие

Большинство сталей при контакте с воздухом постепенно ржавеют. (Это относится не ко всем сталям: например, нержавеющая сталь была изобретена — в Шеффилде — специально для защиты от ржавчины.) Поэтому сталь всегда покрывали

, например, часто красится — пользователями для защиты. В настоящее время сталелитейщики могут улучшить коррозионную стойкость стали, покрывая ее на заводе перед отправкой конечному потребителю. Доступен широкий спектр различных покрытий, в том числе:
- Цинковое покрытие, обычно называемое цинкованием.Цинк можно наносить либо электролитическим способом (что дает более тонкое покрытие), либо погружением стали в ванну с расплавленным цинком. Большая часть листа, используемого для изготовления кузовов автомобилей, покрыта цинком. Это позволило использовать более тонкую сталь для кузовов автомобилей, что позволило снизить вес и снизить расход топлива. (Без этого покрытия более тонкие стали бы заржавели, сократив срок службы автомобиля). Проволоку также часто оцинковывают, чтобы продлить срок службы изделия.

Можно наносить органические покрытия (пластик и краска), чтобы продлить срок службы стали и в то же время придать ей привлекательный внешний вид.Стены многих промышленных и коммерческих зданий сделаны из окрашенных стальных листов. Часто используется сочетание цинкования и органических покрытий.

- Белая жесть — это тонкий стальной лист с тонким слоем олова. Он используется для производства банок для еды и напитков, где любой ценой необходимо предотвратить ржавчину.
- Другие используемые металлы: хром, свинец и алюминий. Лист с электрохромированным покрытием используется для крышек стальных банок для напитков. Лист с алюминиевым покрытием обеспечивает сочетание коррозионной и термостойкости, идеально подходит для выхлопных газов автомобилей.

Электролитическая жесть (ET)

Традиционный материал, используемый при производстве стальных банок.Оловянное покрытие можно наносить одинаково или по-разному на каждую поверхность. Масса олова на каждой поверхности выражается в граммах на квадратный метр (г м ^-2) и может подаваться от минимум 0,5 г м ^-2 и до максимум 11,2 г м ^-2. Используемое олово имеет чистоту не менее 99,85%. Материал ET может быть соединен сваркой или склеиванием.

Сталь с электролитическим покрытием из хрома / оксида хрома — ECCS (Hi-Top)

Используется для изготовления концов тазов и в некоторых приложениях светотехники.ECCS имеет покрытие, которое представляет собой дуплексную структуру и состоит примерно из 80% металлического хрома, прилегающего к стальной подложке, и 20% гидратированного оксида / гидроксида хрома в слое над ним. Материал ECCS обычно соединяется клеевым соединением.

Полимерно-слоистая сталь (ферролит)

Покрытия из полимерной пленки ферролита приклеиваются к подложке (в качестве подложки используется материал ECCS) за счет использования специальных связующих слоев, которые совместно экструдируются с основным полимерным слоем. Основные используемые типы: полипропилен (PP), полиэтилентерефталат (PET) и нейлон (N) полиамид.

Сталь с покрытием из сплава свинца и олова горячего погружения

Ternex — это лист и рулон, полученный методом холодного обжатия, с покрытием из сплава свинца и олова методом горячего погружения. Перед погружением на стальную подложку электроосаждением наносится никелевый флэш-пленка. Инертность, присущая покрытию из сплава, обеспечивает превосходную коррозионную стойкость в широком диапазоне условий, которая дополнительно усиливается за счет пониженной пористости, обеспечиваемой слоем никеля. Исключительно прочная связь, образованная между покрытием и стальной основой, позволяет производить очень глубокую вытяжку продукта без отслаивания или растрескивания покрытия.Ternex может быть сварен швом или точечной сваркой, мягкой пайкой или пайкой обычными методами.

Сталь с предварительно окрашенным покрытием

Основное различие между этими двумя материалами заключается в том, что продукты Colorcoat представляют собой предварительно окрашенные покрытия, т.е. наносятся в жидкой форме, тогда как стельветит представляет собой пленочное ламинатное покрытие, приклеиваемое к стали с помощью клея. Доступны разнообразные покрытия, отвечающие требованиям самых разных областей применения.

Colorcoat или Stelvetite, или и то, и другое, используются в бытовой технике, бытовом и промышленном электронном оборудовании (видео, аудио, компьютеры, микроволновые печи и т. Д.)) автомобильные компоненты, стеллажи, офисная мебель, внутренние стены и облицовка, двери, газовые и электрические нагревательные приборы, а также научное и телекоммуникационное оборудование.

Сталь с цинковым покрытием горячего погружения

Galvatite — это торговая марка широкого ассортимента сталей с покрытием из горячего цинка и сплава железа / цинка, производимых в соответствии с BS EN 10142 и BS EN 10147 в листах и рулонах. Гальватит может быть использован для изготовления обшивки автомобильных колес и панелей колесных полостей.

Сталь с покрытием из сплава железа и цинка горячего погружения (отожженная оцинкованная сталь)

Это производная стали с горячим цинкованием, полученная путем отжига на линии (гальванического отжига) после нанесения покрытия.Это покрытие используется для автомобильных боковых панелей кузова и панелей багажника и пользуется популярностью у автопроизводителей, поскольку оно обеспечивает наилучшее сочетание защиты от коррозии, формуемости, свариваемости, покраски и стоимости.

Сталь с покрытием из горячеоцинкованного / алюминиевого сплава

Залютит — это сталь, покрытая методом горячего погружения сплавом, состоящим в основном из цинка (43,5%) и алюминия (55%). Смешанное покрытие обеспечивает повышенную защиту от коррозии по сравнению с одним цинком.

Сталь с гальваническим покрытием

Zintec, стальной лист и рулон с гальваническим покрытием, имеет ряд преимуществ по сравнению с обычной мягкой сталью без покрытия.Коррозионная стойкость Zintec защищает сталь при транспортировке, хранении, в процессе производства и в готовом продукте. Zintec может использоваться для автомобильных капотов.

Сталь из цинк-никелевого сплава с гальваническим покрытием (Nizec)

Nizec — это высококачественный стальной лист и рулон холодного обжатия, электролитически покрытый однородным прочно сцепленным сплавом, состоящим из 87% цинка и 13% никеля (приблизительные массовые проценты). Это универсальный материал, который может улучшить качество и долговечность продукта.При обычном солевом тумане и циклических испытаниях на коррозию Nizec дает в 2-4 раза большую коррозионную стойкость, чем чистое электроцинковое покрытие той же толщины. Его покрытие обеспечивает хорошую стойкость к истиранию в тяжелых условиях формовки и вытяжки, а поверхность отлично подходит для окраски. Nizec может использоваться для автомобильных боковых панелей кузова и панелей багажника.

Собственная коррозионная стойкость

Хотя это строго НЕ покрытие, коррозионная стойкость стали может быть придана путем добавления подходящего количества хрома.

Свариваемость

Мера того, можно ли легко сваривать сталь, заключается в определении углеродного эквивалента (C _экв. или C ^D _экв.) стали. Для этого можно использовать ряд различных уравнений, наиболее подходящие зависят от типа рассматриваемой стали. Для низколегированных сталей C-Mn со структурой феррит + перлит соответствующее уравнение:

(легирующие добавки, мас.%). Для современных низкоуглеродистых сталей необходимо использовать: (легирующие добавки в% по массе).

Для того, чтобы сталь была легко свариваемой, тогда C _экв. должно быть меньше примерно 0,4 или C ^D _экв. должно быть меньше примерно 0,25.

Существует ряд различных методов сварки сталей. Выбор наиболее подходящей техники зависит от конечного продукта, толщины листа и геометрии сварного шва. Типичные примеры процедур сварки и их применения приведены ниже:

Сварка плавлением

Сварка плавлением включает источник тепла и может включать использование присадочного материала, такого как плавящийся электрод или проволока, подаваемая в сварочную ванну.В этих процессах также используется защитный слой между атмосферой и расплавленным металлом в виде газовой защиты или флюса, который плавится с образованием вязкого шлака на металле сварного шва, который в конечном итоге затвердевает и может быть удален. Можно использовать несколько различных типов процессов сварки плавлением. В таблице ниже приведены некоторые типичные применения различных процедур и типичные характеристики техники.

	Стоимость	Чистота сварного шва	HAZ ширина	Уровень автоматизации	Толщина листа	Комментарии и типовые приложения
Ручная металлическая дуга (MMA)	Низкий	Плохо — ОК	5–6 мм	Не	любая — многопроходная	Используется только для относительно коротких тиражей, например сварных швов при ремонте автомобилей, небольших ремонтных швов мостов, нефтяных вышек и т. Д.
Сварка под флюсом (SAW)	Средний	Плохо	7–10 мм	Очень высокий	любая — многопроходная	Используйте только в горизонтальном положении, используется для больших производственных циклов, например, трубопроводов.
Металлический инертный газ (MIG)	Низкий — Средний	ОК	3–4 мм	Средний	любая — многопроходная	Используется для производства более тонких профилей, чем SAW
Вольфрамовый инертный газ (TIG)	Низкий — Средний	Хорошо	2–3 мм	Средний	Любая — многопроходная	Используется для таких же применений, как MIG, но для более длительных производственных циклов
Лазер	Очень высокий	Очень хорошо	<0.5 мм для листа толщиной 12 мм	Очень высокий	до 30 мм	Используется для сварных швов с достаточно высокими техническими характеристиками, становится все более распространенным по мере снижения стоимости, например, для автомобильных кузовов. Низкое искажение процесса, не требует хорошей подгонки, без присадочной проволоки (снижает стоимость).
Электронный луч	Очень высокий	Очень хорошо	<0,5 мм для листа толщиной 12 мм	Низкий	до 250 мм	Требуется вакуум, очень дорогой, используется в аэрокосмической промышленности, в основном, может использоваться для сварки Al, Ti, Cu, нержавеющих сталей и химически активных металлов.Низкое искажение процесса, не требует хорошей подгонки, без присадочной проволоки (снижает стоимость).

Точечная сварка

Контактная точечная сварка широко используется для соединения полосовой стали при сборке кузовов автомобилей. Ленточные стали обычно имеют низкие значения C _экв. и поэтому относительно легко свариваются. Проблемы могут возникнуть с предварительно окрашенной полосой и полосой с цинковым покрытием. При контактной точечной сварке две части зажимаются между двумя электродами, и через них проходит большой электрический ток.Материал между электродами нагревается, деформируется и сжимается. Затем он плавится, разрушая границу раздела между частями. Ток отключается, и «крупица» расплавленного материала затвердевает, образуя соединение.

Сварка трением

Сварка трением используется в автомобильной промышленности для соединения рулевых колонок и осей. Процесс включает вращение одного компонента на высокой скорости относительно другого для выделения тепла. После того, как достаточно горячее вращение прекращается, соединение кованое.Существует несколько вариантов сварки трением, и хотя обычно по крайней мере один из компонентов вращается, доступен метод стыковой сварки пластин путем линейной сварки трением. Ограничения по размеру связаны со способностью оборудования создавать достаточный крутящий момент.

Мосты

Подвесные мосты «подвешиваются» на стальных тросах. Это очень прочные толстые канаты, скрученные из сотен или даже тысяч стальных проволок. Часто эти провода имеют разную форму поперечного сечения, предназначенную для обеспечения оптимальной прочности.

Настил (или «пол») мостов изготавливается либо из стального листа, либо из бетона, армированного стальными стержнями. Стальные балки, балки, колонны или трубы (круглые и прямоугольные) используются

для различных целей: например, для опор или опор. Стальные сваи могут использоваться для поддержки фундамента моста. Защитные ограждения и поручни , вероятно, также будут изготавливаться из различных видов стали. Из труб можно сваривать перила. Противоударные ограждения изготавливаются из стальной проволоки с точным натяжением или из стального листа, которому придана «гофрированная» форма.

Осветительные колонны могут быть изготовлены из стальных сварных труб. Даже дорожные знаки сделаны из стального листа.

Инженерное дело

Стальные стержни часто используются в инженерных целях. Они бывают самых разных форм, размеров и качества, предназначенных для конечного использования.

В некоторые стали добавлен свинец, чтобы упростить их проектирование, экономя время и энергию для пользователей стали. Они известны как автоматные стали. Вы найдете их в компонентах под капотами автомобилей и во многих бытовых электрических и механических товарах.

Другие стали (известные как инструментальные стали) имеют особый легирующий состав, что делает их идеальными для изготовления инструментов, используемых для обработки свободнообрабатываемых сталей.

Редукторы, двигатели, электродвигатели, гидравлические системы, электроэнергетика (атомная, нефтяная, газовая, угольная, ветровая,

wave) — это лишь некоторые из множества технических применений стали.

В доме

Бытовая техника (известная как «бытовая техника») в значительной степени зависит от стали.Корпуса изготовлены из стального листа с покрытием. В других частях устройства, где важна гигиена или где условия эксплуатации особенно суровы, например, в барабанах стиральных машин или внутри посудомоечных машин, используется лист из нержавеющей стали. В электродвигателях , присутствующих во всех бытовых приборах, используется специальный тип стали (иногда добавляется

Строительство

Все современные здания состоят из стали, даже те, которые кажутся построенными из кирпича или бетона.

Во многих инновационных конструкциях используется универсальность стальных рам, которые изготавливаются либо из стальных «H» и «I» секций, либо из стальных труб (которые можно увидеть в здании ниже). Прочность стали позволяет перекрывать большие площади без необходимости использования интрузивных колонн — идеально для современных театров, таких как

тот, что слева.

Бетон, используемый в зданиях с бетонным каркасом, нуждается в армировании сталью для придания ему необходимой прочности.

Даже кирпичные здания используют стальную проволоку, чтобы «связать» стены вместе.

Но сталь в строительной среде имеет гораздо больше применений, чем просто обеспечение конструкции. Стальные листы — либо предварительно окрашенные, либо нержавеющие — могут обеспечить привлекательные и рентабельные покрытия стен и крыш.

Стальные листы

также могут использоваться для фальшполов и подвесных потолков, используемых в современных офисных зданиях, и обеспечивать универсальные системы перегородок.

И сталь используется не только в крупных промышленных, коммерческих и офисных зданиях. Корпус из стального каркаса был разработан как экологически чистая альтернатива дереву.

корабли

Корпус судов (таких как танкеры и паромы) изготовлен из листовой стали особого качества. Конструкции кораблей также построены из стальных профилей; а палубы, переборки и стенки надстройки корабля также выполнены из листовой стали. Корабль Корабль

Двигатель , конечно же, будет иметь много стальных компонентов, а также гидравлическую и электрическую системы. Derri cks и порталы будут изготавливаться из стальных профилей; в то время как используемые веревки вполне могли быть сплетены из стальной проволоки. Якорные цепи выкованы из стальных прутков. Нефтяные вышки прочие

металлоемкие конструкции . Сами буровые установки изготавливаются из стальных листов, труб и секций. Используемые стали должны выдерживать нагрузки и неблагоприятные условия Северного моря. Размещение

модуля в основном имеют стальную конструкцию. Буровые установки и трубы, которые закрывают буровые установки, и трубы, по которым нефть и газ доставляются на берег, сделаны из стали.

кремния) для придания требуемых электрических свойств. Но сталь используется не только в кухонной технике. Другие «высокотехнологичные» устройства, такие как компьютеры и видеорегистраторы , полагаются на прочность стального листа для обеспечения их прочных корпусов.

Легковые автомобили

Холоднокатаная листовая сталь используется для изготовления кузовов автомобилей. В наши дни для применений, подверженных коррозии, используются стальные оцинкованные (гальванизированные) листы — часто с дополнительными органическими покрытиями (предварительно окрашенными).Сегодня используются гораздо более тонкие стальные листы, которые сохраняют присущую стали прочность, но за счет меньшего веса приводят к экономии топлива для водителя. Использование цинка и других покрытий для предотвращения коррозии означает, что эти стали служат дольше, чем более толстые стали, которые использовались в автомобилях предыдущих поколений.

Стальные профили образуют подрамник и каркас безопасности, где прочность стали входит в ее элемент и обеспечивает защиту.

Конструкционная сталь

, конечно, используется во многих компонентах двигателей и трансмиссий, а также в системах охлаждения, торможения, кондиционирования, отопления и т. Д.

Электротехническая сталь присутствует в десятках различных двигателей, используемых в современных автомобилях.

Стальная проволока усиливает шины, чтобы придать им прочность, необходимую для современных условий движения и скоростей.

Автомобиль — это, конечно, только один пример. Сталь играет жизненно важную роль во всех транспортных системах и транспортных средствах: поездах и системах городского транспорта, а также путях, по которым они движутся; автобусов; велосипеды; грузовики; краны и землеройная техника; лодки и самолеты. Сталь помогает миру двигаться вперед.

Основной вклад в прочность стали вносят:

- Размер зерна
- микроструктура
- упрочнение твердого раствора
- выпадает
- вывихи

Эти факторы контролируются химическим составом стали и технологическим процессом, используемым для производства конечного компонента. Все эти аспекты необходимо учитывать при выборе или проектировании стали для конкретного применения.

Для ферритных и перлитных сталей разработаны зависимости между пределом текучести / пределом прочности при растяжении и различными композиционными и микроструктурными факторами. Они полезны тем, что демонстрируют общие характеристики, хотя не могут учесть все факторы, влияющие на прочность современных сталей, например, дисперсионное упрочнение. Примеры этих отношений приведены ниже:

Предел текучести (МПа) = 53,9 + 32,3 Mn + 83,2 Si + 354 Nf + 17,4 d-1/2

Предел прочности на разрыв (МПа) = 294 + 27.7 Mn + 83,2 Si + 3,85 перлит% + 7,7 d-1/2

Легирующая добавка, мас.%, D — размер зерна феррита в мм, Nf — содержание свободного азота.

Аустенит : твердый раствор углерода в гамма (гранецентрированном кубическом) железе.

Бейнит : Игольчатый агрегат частиц феррита и карбида, образующийся при превращении аустенита при охлаждении в промежуточном диапазоне температур (200-450 ° C), то есть выше мартенситного и ниже перлитного диапазона.

Феррит : твердый раствор углерода в объемноцентрированном кубическом железе, составляющем углеродистые стали. Чистое железо при температуре до 912 ºC имеет ОЦК структуру и известно как альфа-феррит. Между 1394 ºC и точкой плавления железа ОЦК-структура теперь известна как дельта-феррит. Также встречается в углеродистой стали.

Мартенсит : твердый компонент, образующийся при охлаждении стали от температуры закалки со скоростью, превышающей ее критическую скорость охлаждения. В микроструктуре стали мартенсит представляет собой игольчатую фазу.

Перлит : пластинчатая составляющая стали, состоящая из чередующихся слоев феррита (альфа-железо) и цементита (карбид железа Fe3C), образуется при охлаждении аустенита при 723 ° C. Это обеспечивает прочную структуру и отвечает за механические свойства незакаленной стали. Когда сталь охлаждается со скоростью около 400 ° C в минуту, кристаллы аустенита превращаются в перлит (тонкая пластинчатая структура чередующихся пластинок феррита и карбида железа) примерно при 727 ° C.При более быстром охлаждении образуется мартенсит.

Фазовая диаграмма Fe-C

По оси абсцисс показано содержание углерода

На рисунке выше показана диаграмма равновесия для комбинаций углерода в твердом растворе железа. На диаграмме показано соединение железа и углерода с образованием Fe-Fe ₃ C на конце диаграммы с 6,67% C. Левая часть диаграммы — чистое железо в сочетании с углеродом, в результате чего образуются стальные сплавы. Относительно стальной части диаграммы можно выделить три значимые области.Это эвтектоид E, доэвтектоид A и заэвтектоид B. Правая часть линии чистого железа представляет собой углерод в сочетании с различными формами железа, называемыми альфа-железом (феррит , ), гамма-железом ( аустенит ) и дельта-железо . Черные точки отмечают интерактивные участки диаграммы.

Аллотропические изменения происходят при изменении структуры кристаллической решетки. Начиная с 2802º-2552ºF, дельта-железо имеет объемно-центрированный () (структура, в которой каждый атом окружен восемью соседними атомами, независимо от того, расположен ли атом в углу или в центре элементарной ячейки.) кубическая структура решетки. При 2552ºF решетка изменяется с объемно-центрированной кубической на гранецентрированной (структура, в которой есть атом

в углу каждой элементарной ячейки и по одному в центре каждой грани, но без атома в центре куба. ) типа кубической решетки. При 1400ºF кривая показывает плато, но это не означает аллотропного изменения. Это называется температурой Кюри, когда металл меняет свои магнитные свойства.

Два очень важных фазовых изменения происходят в 0.83% C и 4,3% C. При 0,83% C превращение является эвтектоидным, называемым перлитом .

гамма (аустенит) -> альфа + Fe ₃ C ( цементит ) При 4,3% C и 2066ºF превращение является эвтектическим, называется ледебурит .

л (жидкость) -> гамма (аустенит) + Fe ₃ C ( цементит )

Прочность

Вязкость стали часто измеряется с помощью испытания на удар по Шарпи как энергию, поглощенную при заданной температуре.В зависимости от области применения заказчик устанавливает различный уровень энергии, требуемый при данной температуре, например, для некоторых листовых сталей, используемых в мостах, 27 Дж (эквивалент 20 фут-фунт) при -40 ° C. требуется. Также может быть определена кривая перехода из пластичного в хрупкое состояние.

Для сталей с высокими эксплуатационными характеристиками, например шасси самолета, значение KIc может использоваться для количественной оценки ударной вязкости.

Основной вклад в ударную вязкость стали вносят:

Размер зерен Состав микроструктуры

Все эти аспекты необходимо учитывать при выборе или проектировании стали для конкретного применения.

Может возникнуть путаница в отношении того, что подразумевается под закаливаемостью и твердостью.

Прокаливаемость

— свойство стали, которое описывает глубину, до которой сталь может быть закалена во время закалки. . Важно отметить, что способность к упрочнению — это свойство материала, зависящее от химического состава и размера зерна, но не зависящее от закалки или системы закалки (скорости охлаждения). Однако структура, полученная на закаленном участке, зависит как от способности к закалке, так и от процесса закалки (степени закалки).

Твердость

a мера сопротивления материала пластической деформации . Это зависит от содержания углерода и микроструктуры стали. Следовательно, одна и та же сталь может иметь разные значения твердости в зависимости от ее микроструктуры, которая сама может зависеть от способа закалки образца и т. Д.

Чтобы выбрать подходящую термически обрабатываемую конструкционную сталь для конкретного применения, важно иметь возможность измерить ее прокаливаемость.Самый удобный способ сделать это — провести тест на закаливаемость Джомини (или на закалку в конце). Другой метод заключается в использовании диаграмм преобразований, но создание таких диаграмм требует больше времени. Однако в настоящее время в литературе есть много ссылок, на которые можно сослаться.

Влияние размера зерна

Влияние размера зерна на предел текучести y определяется уравнением Холла Петча для конструкционных сталей: где

o — сопротивление решетки, т.е.е. напряжение трения, препятствующее движению дислокации,

k — постоянная величина, иногда называемая членом блокировки дислокации,

d — размер зерна феррита.

Влияние микроструктуры

Микроструктура стали оказывает значительное влияние на прочность стали. Для стали с определенным составом микроструктура может быть изменена путем изменения используемого маршрута обработки .Например, для полосовой стали температуру наматывания можно контролировать для получения различных микроструктур в конечном рулоне с различными свойствами. Дополнительную информацию см. В статье о горячей прокатке полосовой стали.

Изменение количества второй фазы в преимущественно ферритной микроструктуре оказывает заметное влияние на прочность стали. Это микроструктурное изменение может быть достигнуто за счет контроля состава и обработки, как упоминалось ранее. Для конструкционных сталей, выпускаемых в виде пластин и профилей с микроструктурой феррит + перлит относительно
Небольшие изменения количества перлита и феррита на низких уровнях (~ 5-10%) имеют относительно небольшое влияние на уровень прочности, особенно на предел текучести, поскольку окружающий феррит в любом случае уступает место первому.
Эффект упрочнения твердого раствора
На приведенном ниже графике показано, как различные легирующие добавки влияют на предел текучести конструкционной стали феррит + перлит.
Влияние осадков
Большинство выделений в сталях относительно большие (по сравнению, например, с зонами GP в сплавах Al-Cu) и прочные, поэтому дислокации должны перемещаться между ними, а не прорезать их. Это называется поклоном Орована.
Эффективность выделений в стали зависит от их состава (поскольку он контролирует их термодинамическую стабильность), размера, объемной доли и распределения.
Контроль за типом, размером и распределением осадка в листовых изделиях может быть достигнут с использованием контролируемых режимов повторного нагрева, прокатки и охлаждения и тщательных легирующих добавок. Типичными легирующими добавками, которые используются для создания дисперсного упрочнения, являются Ti, V, Nb и Al.
Эти добавки могут быть сделаны индивидуально, но чаще всего их делают в комбинации в зависимости от требований заказчика к прочности, ударной вязкости и т. Д. Причина использования этих добавок заключается в том, что их выделения (карбиды и нитриды) обладают высокой термодинамической стабильностью при повышенных температурах, что означает, что они также вызывают измельчение зерна во время обработки в дополнение к упрочнению при комнатной температуре.
Влияние вывихов
Наличие сеток дислокаций, образовавшихся в результате наклепа, может привести к очень высокому уровню прочности, однако снижает ударную вязкость и пластичность, поэтому используется только для некоторых стальных изделий. Деформационное упрочнение ни в какой степени не используется в листовых и сортовых стальных изделиях, но используется в некоторых полосовых и конструкционных стальных изделиях. Например:
Ленточные изделия
Некоторые марки полос, для которых не требуется высокая формуемость, но повышенная прочность, поставляются с определенной степенью деформационного упрочнения.Это деформационное упрочнение достигается за счет контролируемой холодной прокатки проходов после любого процесса отжига (отжиг удаляет дислокационную структуру путем восстановления или рекристаллизации). Уровень деформационного упрочнения определяется деформацией во время проходов холодной прокатки (то есть уменьшением толщины за проход) и регулируется для получения требуемых уровней прочности. Деформационное упрочнение и, следовательно, упрочнение также может происходить во время изготовления, например, при штамповке, гибке, волочении и т. Д.
Продукция из высокоуглеродистой стали
Например, стальная проволока часто поставляется в упрочненном состоянии, поскольку дислокационная сеть обеспечивает большую часть упрочнения. Высокопрочная стальная проволока используется в подвесных тросах, шинных кордах, предварительно напряженной проволоке, и проволока может иметь предел текучести до 5000 МПа (для упомянутых применений обычно наблюдаются более низкие значения прочности). Проволока холоднотянутая из горячекатаной до 90% обжатия, что создает сильно деформированную структуру.
Диаграммы трансформации (CCT и TTT)
Существует два основных типа диаграмм трансформации, которые помогают выбрать оптимальную сталь и маршрут обработки для достижения заданного набора свойств.Это диаграммы преобразования времени-температуры (TTT) и преобразования непрерывного охлаждения (CCT). Диаграммы CCT обычно более подходят для инженерных приложений, поскольку компоненты охлаждаются (воздушное охлаждение, охлаждение в печи, закалка и т. Д.) От температуры обработки, поскольку это более экономично, чем перенос в отдельную печь для изотермической обработки.
Диаграммы преобразования времени-температуры (TTT)
измеряют скорость превращения при постоянной температуре.Другими словами, образец аустенитизируется, а затем быстро охлаждается до более низкой температуры и выдерживается при этой температуре, пока скорость превращения измеряется, например, дилатометрией. Очевидно, что для построения полной диаграммы TTT требуется большое количество экспериментов.
Диаграммы непрерывного охлаждения (CCT)
измеряют степень превращения как функцию времени для непрерывно понижающейся температуры. Другими словами, образец аустенитизируется, а затем охлаждается с заданной скоростью, и степень превращения измеряется, например, с помощью дилатометрии.Очевидно, что для построения полной диаграммы CCT требуется большое количество экспериментов.
Ниже приведена типичная диаграмма TTT:
Диаграмма CCT
для стали с 0,4% C, 1,5% Mn, 0,5% Mo:
Как и следовало ожидать, композиция оказывает значительное влияние на диаграммы TTT и CCT. Вы можете проверить влияние состава (и размера зерна) на прокаливаемость, прочитав раздел «Тесты Jominy Quench Tests». Для образцов Jominy Quench Test мы наблюдали эффект по изменению формы кривых твердости для диаграмм трансформации, мы видим эффект через сдвиг кривых трансформации.Например:
Увеличение содержания углерода смещает кривые CCT и TTT вправо. (это соответствует увеличению прокаливаемости, поскольку это увеличивает легкость образования мартенсита — т.е. скорость охлаждения, необходимая для получения мартенсита, менее жесткая).
Увеличение содержания углерода снижает начальную температуру мартенсита .
Увеличение содержания Mo сдвигает кривые CCT и TTT вправо, а также отделяет область феррит + перлит от области бейнита, делая достижение бейнитной структуры более контролируемым.
Аустенит : твердый раствор углерода в гамма (гранецентрированном кубическом) железе.
Бейнит : Игольчатый агрегат частиц феррита и карбида, образующийся при превращении аустенита при охлаждении в промежуточном диапазоне температур (200-450 ° C), то есть выше мартенситного и ниже перлитного диапазона.
Феррит : твердый раствор углерода в объемноцентрированном кубическом железе, составляющем углеродистые стали.
Мартенсит : твердый компонент, образующийся при охлаждении стали от температуры закалки со скоростью, превышающей ее критическую скорость охлаждения. В микроструктуре стали мартенсит представляет собой игольчатую фазу.
Перлит : пластинчатая составляющая стали, состоящая из альтернативы
слоев феррита (альфа-железо) и цементита (карбид железа Fe3C) образуется при охлаждении аустенита при 723 ° C. Это обеспечивает прочную структуру и отвечает за механические свойства незакаленной стали.
Термическая обработка
Существует ряд различных процессов термообработки, которые можно использовать для изменения твердости стали.
Термическая обработка, такая как повышенная температура аустенизации для увеличения размера зерна исходного аустенита перед охлаждением (закалкой). Увеличенный размер зерна аустенита увеличивает прокаливаемость стали, тем самым способствуя образованию более твердых продуктов превращения, таких как бейнит и / или мартенсит .
Индукционная закалка: включает в себя избирательный нагрев поверхности шестерни с помощью индукционных катушек. Индукционный нагрев нагревает поверхностные слои стали до области аустенита, и при последующем охлаждении (закалке) образуются структуры с более высокой твердостью, такие как бейнит и / или мартенсит. Индукционная закалка позволяет производить корпус различной глубины (глубины, до которой затвердевает материал) за счет различных тепловложений. Эта техника может применяться к различным композициям и дает ограниченное количество искажений.
Закалка пламенем: процесс аналогичен индукционной закалке, но для нагрева образца используется кислородно-ацетиленовое пламя. Это менее контролируемый метод по сравнению с индукционной закалкой.
Для всех этих процессов максимальная достижимая твердость поверхности зависит от состава стали, в частности от содержания углерода (поскольку углерод оказывает наибольшее влияние на твердость мартенсита).
Поверхностное упрочнение
Твердость поверхности такого компонента, как шестерня, важна для определения срока службы компонента, поскольку твердость поверхности связана с износостойкостью материала.Твердость поверхности можно контролировать с помощью ряда процессов:
Контролируемые легирующие добавки в сталь
Контролируемая термообработка
Науглероживание
Азотирование
Карбоазотирование
Контролируемые легирующие добавки в сталь
Легирующие элементы могут использоваться для контроля объемной микроструктуры стали и, следовательно, ее твердости. Например, увеличение содержания углерода может несколько повлиять на твердость материала:
увеличивает объемную долю перлита в феррите и перлита стали, тем самым увеличивая твердость, поскольку перлит является более твердой фазой, чем феррит.
увеличивает закаливаемость стали, тем самым способствуя образованию более твердых продуктов превращения, таких как бейнит и / или мартенсит .
Влияние легирующих элементов можно просмотреть в разделе, посвященном тесту на прокаливаемость по Джомини.
Науглероживание
Науглероживание включает диффузию углерода в поверхностные слои низкоуглеродистой стали при высоких температурах.Контролируемое охлаждение после науглероживания (закалка в воде, масле или полимере) приводит к образованию твердых мартенситных слоев на поверхности (это происходит из-за повышенной прокаливаемости участка поверхности, обогащенного углеродом).
Азотирование
Азотирование включает диффузию азота в поверхностные слои низкоуглеродистой стали при повышенной температуре. Образование нитридов в азотированном слое обеспечивает повышенную твердость. Азотирование обычно проводят в диапазоне температур 500-575 ° C, это в ферритном состоянии, а не в аустенитном, используемом для науглероживания.Это возможно, поскольку феррит имеет гораздо более высокую растворимость для азота, чем для углерода.
Преимущество азотирования в ферритном состоянии заключается в том, что любая предшествующая термообработка стального компонента не нарушается, а форма конечного компонента практически не искажается. Это означает, что стали с более высоким содержанием углерода, которые ранее подвергались термообработке, например, стали с закалкой, которые были закалены и отпущены, можно упрочнить с помощью азотирования. Азотирование можно проводить с использованием твердых, жидких или газообразных сред, но наиболее распространенным является газовое азотирование с использованием газообразного аммиака (NH ₃) в качестве азотсодержащих частиц.Чтобы добиться упрочняющего эффекта при азотировании, сталь должна содержать сильные нитридообразующие элементы, такие как Al, Cr и / или V.
Карбоазотирование
Карбонитрирование — это вариант науглероживания, при котором в газообразном состоянии используются как углерод, так и азотсодержащие частицы, обычно с добавлением аммиака в смесь науглероживающего газа. Карбонитрирование проводят в аустенитном состоянии, то есть при температурах выше 850 ° C, обычно 870 ° C. Глубина корпуса обычно ниже, чем глубина, достигаемая только за счет науглероживания, однако уровни твердости поверхности могут быть выше.
Что такое процесс изготовления металлоконструкций?
Изготовление металлоконструкций — это многогранный процесс, который требует специальных знаний, навыков и ресурсов для успешного завершения. Чтобы создать конструкционные стальные балки, компоненты или оборудование, хороший производитель металлоконструкций следует определенному процессу:
Шаг 1: Идея
Стадия создания идей может быть как творческой, так и стандартной, по желанию клиента.Когда вы сотрудничаете с производителем, который предлагает нестандартные решения из конструкционной стали, у вас есть свобода заказа уникальных деталей для вашего проекта. Независимо от того, нужны ли вам красивые декоративные перила ручной работы или простые лестницы с решеткой, изготовитель на заказ может удовлетворить ваши потребности.
Шаг 2: Создание чертежа / чертежа
Во время создания идей ваш поставщик выслушает вас и составит чертежи с использованием специализированного программного обеспечения для проектирования. Вы можете подготовить для этого этапа свои собственные чертежи или чертежи.Изучите чертежи вашего поставщика, чтобы убедиться в правильности требований, соответствии кода и спецификаций.
Шаг 3. Преобразование чертежей в чертежи магазина
Ваш поставщик конвертирует чертежи проекта в рабочие чертежи для выполнения заказа. Рабочие чертежи и планы будут соответствовать логистике вашего проекта, такой как сроки и бюджет. Рабочие чертежи — это то, что производитель использует для воплощения чертежей в жизнь.
Шаг 4: Вырежьте и просверлите стальные балки
У продавца будут специальные инструменты, такие как пилы, ножницы, лазеры, пробойники, насечки и плазмы для резки и сверления стальных балок в соответствии с чертежами проекта.В Swanton Welding, Inc мы используем линию сверления Ficep 1003 DDVD VanGuard Drill Line на этом этапе процесса. Это современное оборудование обеспечивает более качественные результаты и быстрее.
Шаг 5: травление детали
Ваш поставщик нанесет на каждую деталь уникальный номер детали и расположение пластины. Это делает окончательную сборку на месте быстрой, простой и точной, устраняя дорогостоящие путаницы и задержки проекта.
Шаг 6: Сборка компонентов
После того, как поставщик закончит резку и формирование компонентов вашего проекта, команда выполнит сварку и сборку деталей.На этом этапе производственная группа проверяет, правильно ли собраны все детали и соответствуют ли они спецификациям заказа.
Шаг 7: Обработка нестандартных деталей
Если вы запрашиваете изготовление металла по индивидуальному заказу, ваш поставщик на этом этапе создаст нестандартные детали. Изготовленные на заказ детали идеально подходят, когда вам нужны компоненты, подходящие для конкретной конструкции или продукта. Вам может потребоваться обработка деталей на заказ, если стандартный внешний вид или размеры не подходят для вашего проекта ни по функциям, ни по эстетике.
Шаг 8: Полная сборка
Ваш поставщик выполнит полную сборку вашего проекта, если это возможно.В некоторых случаях может применяться частичная сборка. Полная сборка обеспечивает наличие и функционирование всех частей заказа. Изменения на этом этапе редки и происходят только в том случае, если на предыдущем этапе была допущена ошибка.
Шаг 9: Подготовка к отправке
После успешной полной сборки команда разбирает проект и готовит компоненты для окончательной отделки или прямой отгрузки. Ваш поставщик должен делать это быстро и эффективно, упаковывая компоненты таким образом, чтобы облегчить монтаж проекта на месте.
Шаг 10: Чистовая обработка деталей
Если вы запрашиваете специальную краску, порошковое покрытие, пескоструйную обработку или другую отделку, ваш поставщик применит это последнее. Промышленные сборки часто требуют определенной отделки, чтобы соответствовать федеральным нормам и правилам. Ваш поставщик должен располагать новейшими технологиями, позволяющими легко и изящно нанести выбранную вами отделку. В Swanton Welding, Inc у нас есть роскошная окрасочная камера и ультрасовременная установка для нанесения порошкового покрытия, чтобы выполнить свою работу.
Шаг 11: Проект отправляется на Зону
На этом ваш проект готов! Ваш поставщик будет следовать вашим ранее согласованным условиям доставки, отправляя готовые, разобранные компоненты непосредственно к вашему месту нахождения.Попросите подробности отслеживания, чтобы ваш проект прибыл вовремя.
Этап 12: Монтаж финального проекта
Как только компоненты будут доставлены, ваша команда сборки монтирует окончательный проект. Ваш поставщик упростит сборку с помощью готовых компонентов, которые подходят друг к другу с минимальными затратами труда.
Для получения более подробной информации о них или о производстве основной конструкционной стали и о том, как она может удовлетворить потребности вашего бизнеса, свяжитесь с нами. Вы можете посетить нас на сайте SwantonWeld.com или свяжитесь с нами по телефону 419.826.4816.
Все, что вам нужно знать о процессе производства металлоконструкций
09 января 2018 г. | 1 Комментарий
Краткая история
Производство металла восходит к цивилизациям древней истории, где изначально медь плавили и измельчали для изготовления различных предметов. Затем это было заменено бронзой, которая использовалась для изготовления доспехов, монет и оружия, обозначая бронзовый век, а затем наступил железный век.Китайцы разработали доменные печи в начале VI века до нашей эры. Но доменные печи стали популярны в средние века. Европейцы использовали доменные печи для изготовления чугуна с целью создания инструментов и оружия. С началом промышленной революции в Европе усилилась урбанизация. На смену чугуну пришла более универсальная сварная сталь.
Что такое изготовление металлоконструкций?
Изготовление конструкционной стали — это процесс резки, гибки, формовки и сборки стали для создания различных изделий.Производители металлоконструкций производят различные стальные профили и собирают их для создания мега-конструкций, таких как здания, промышленное оборудование, инструменты, лестницы и т. Д.
Резка: Производители режут конструкционную сталь путем резки, пиления или долбления с использованием таких инструментов, как лазерные резаки, плазменные резаки и струи воды.
Гибка: Конструкционная сталь пластичная, что позволяет легко гнуть их молотком и гнуть. Это можно сделать вручную или припудрить машиной.
Сборка: это процесс, при котором различные сборные стальные профили собираются в законченные конструкции.В большинстве отраслей стальные профили производятся в цехах, а затем собираются на месте.
Приложения
Изготовление металлоконструкций применяется в различных отраслях промышленности, таких как аэрокосмическая промышленность, строительная промышленность, обрабатывающая промышленность, горнодобывающая промышленность, энергетический сектор, транспорт, автомобилестроение и судостроение. Ниже приведены некоторые изделия из конструкционной стали, используемые в промышленности.
Производство: Стальные лестницы, площадки, промышленные лестницы, стальные поручни и антресоли
Конструкция: Стальные балки, балки, стальные пластины и Н-образные стальные профили.
Энергетика: Платформы для нефтяных и газовых скважин, опоры электропередачи, ветряные турбины и трубопроводы
Горнодобывающая промышленность: Рельсы, балки, стержни, решетки, трубы и фитинги
Судостроение: Стальные настилы и решетки, лестницы, стальные листы и лестницы
Аэрокосмическая промышленность: Различные части самолетов.
Автомобильная промышленность: Средства безопасности и различные части автомобильного двигателя.
Чтобы узнать больше о применении конструкционной стали, прочтите нашу запись в блоге «6 секторов, которые полагаются на стальную продукцию и услуги по изготовлению».’
Это был общий обзор процесса изготовления металлоконструкций, выполняемого нашими производителями металлоконструкций в компании Northern Weldarc. Если вы ищете услуги по изготовлению для своей компании, свяжитесь с нами как можно скорее.
Рубрика: Изготовление конструкционной стали, Производство стали, Без категории | 1 Комментарий »
dh_modern_steel
% PDF-1.2 % 1 0 объект > поток application / pdf
Info der AG der Dillinger Hüttenwerke
Info der AG der Dillinger Hüttenwerke
dh_modern_steel
di92093 [TMKL36]
Интеллектуальная технология сканирования Hewlett-Packard 3; изменен с помощью iText 4.2.0, автор: 1T3XTDillinger Hütte, Hütte, Grobblech, Heavyplate, steeldi92093 [TMKL36] 2014-08-21T09: 50: 21 + 02: 00 конечный поток эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 4 0 obj > / ProcSet [/ PDF / ImageB / ImageI / ImageC / Text] / Font >>> / MediaBox [0 0 537.60 824,64] >> эндобдж 49 0 объект > поток xϏ005 ‘= «s rhk [5-
(PDF) Планирование и составление графиков изготовления мостовых балок с помощью моделирования производственных операций
Страница 77 из 490
раз, чтобы обеспечить максимальную производительность, рабочий
должен быть проинформирован перед началом работы. работа над тем, как
структурировать день, какую веху достичь, плюс
временных событий для достижения этих вех
(Hendricson, 2008).Следовательно, хороший план
не ограничивается только организацией всех задач, но также и
зависит от эффективного взаимодействия определенного объема
и содержания (Warner, 1989).
Хороший план работы может быть эффективным только в том случае, если он
выражен в форме хорошо организованного графика
, удовлетворяющего конкретные потребности, относящиеся к конкретным
заинтересованным сторонам. Затем график задания
отдельного работника необходимо связать с графиком распределения ресурсов проекта
, что приведет к безупречному рабочему плану
(Ahuja et al., 1984). В то же время рабочий план
должен быть привязан к ролям, не содержать избыточной информации
и быть понятным для работника или менеджера
. Если какое-либо изменение возникает на любых
стадиях жизненного цикла проекта, это изменение должно быть хорошо отражено на каждом уровне графика в обоих направлениях
структуры плана: снизу вверх и сверху вниз. Следующие разделы
будут иллюстрировать передовой опыт в (1) планировании и составлении графика проекта
и (2) планировании работы
и коммуникации с использованием цеха по изготовлению балок
, который обслуживает несколько проектов строительства мостов
.В качестве примера в Таблице 1 ниже
обобщены требования для различных уровней планов
и графиков для поддержания рабочего потока, выполнения
и управления проектом при изготовлении балок моста
.
Таблица 1 График проекта, необходимый для различных функций управления
.
Все проекты
принадлежат компании
Все проекты до
один объект
Рабочие планы для
индивидуальных торгов
и рабочие места
в магазине
Работа над разными
пакетов работ Проблемы при планировании изготовления мостовых балок
Процессы изготовления мостовых балок
так же жестко ограничены, как и монтаж конструкционной стали на месте, с
в отношении использования ресурсов, пространства и безопасности.Каждая деталь балки
имеет схожий внешний вид, но на самом деле это единственный в своем роде структурный элемент
с особыми характеристиками
(например, заводское соединение, стыковое соединение на месте, ребра жесткости, шпильки,
количество просверленных отверстий, толщина сварного шва и т. д.) Эти характеристики
играют жизненно важную роль в определении спецификации
рабочих пакетов и последовательностей обработки для каждой балки
, проходящей через рабочие станции в цехе.
На этапе предварительного торгов график программы верхнего уровня
(график для различных проектов от
до
будет обрабатываться магазином) сначала устанавливается на
, оценивая объем работ, связанных с каждым уникальным продуктом
( ферма).Рассчитаны производственные затраты (в
человеко-часах), связанные с обработкой, транспортировкой и
сборкой отдельных компонентов.
Эта оценка трудозатрат, основанная на подробном материале
взлет, дополнительно оценивается по сравнению с существующей производственной мощностью цеха
до определения окончательных
трудозатрат и продолжительности проекта. Текущая практика
основана на использовании планирования критического пути
для установления отношений между предшественниками операций
и адаптации всех ограничений при планировании
программы изготовления.Кроме того, это расписание программы
может быть скорректировано с учетом крайних сроков
клиента и ограничений ресурсов магазина (подмастерье, рабочие станции
, оборудование и т. Д.) В
, определяющих временные окна для производственного цеха
для выполнения определенных работ ( Лю и Лу, 2018).
После этого этот график передается планировщику / менеджеру цеха
с указанием начала и окончания
этапов, указанных для основных рабочих пакетов,
, в зависимости от которых создается и передается подробный график операций по видам деятельности
.
обслуживающий персонал цеха.Вначале
с определенным содержанием работы, планировщик производства
отвечает за разбивку пакетов работ
на достаточно подробные, готовые к выполнению в
цехе (Hu and Mohamed, 2014). Поэтому планировщик производства
назначает ресурсы для каждого действия
на платформе планирования проекта (например,
Microsoft Project, P6) и определяет отношения предшественников
один за другим.
График работы цеха состоит из повторяющихся
рабочих процессов, которые должны выполняться для неоднородных работ
единиц (балок). Основной инструмент планирования
Critical Path Method (CPM) представляет собой разбивку активности
и отношения предшественников в форме
диаграммы Activity on Node (AON), которая
оказалась громоздкой и неэффективной, что потенциально может привести к
. в очень большой, чрезвычайно сложной сетевой модели
AON в представлении повторяющихся рабочих процессов
, выполняемых на неоднородных рабочих единицах
(Hyari and El-Rayes, 2006).Опять же, выполнение таких задач планирования
может быть утомительным, обычно требует времени
и во многом зависит от опыта планировщика и опыта
(Song and AbouRizk, 2006). Планировщик
также отвечает за представление расписаний в интересах
различных заинтересованных сторон (например, Подмастерье,
менеджер цеха, менеджер станции). В действительности процесс планирования
становится сложной задачей, обновление
полученных графиков за короткое время обработки будет практически невозможным, когда возникает необходимость изменить логику работы
и возникают ограничения ресурсов.В реальности
нереально останавливать производство
до обновления графиков CPM. Не существует
Решения для оптимизации процесса изготовления стали
Планирование производственных и управленческих ресурсов (MRP)

Программная система Manufacturing and Material Resources Planning от ConstruSteel — это самая полная в мире система MRP для сталелитейных компаний, которая предоставляет вам все необходимые инструменты и информацию для полного управления вашими производственными ресурсами.Поскольку ConstruSteel уделяет большое внимание оптимизации MRP для сталелитейных компаний, мы разработали технические и простые в использовании решения для подготовки работ, закупок, раскроя стержней и пластин, CAD / CAM, станков с ЧПУ, управления производством, логистики, управления запасами и прослеживаемость.

Производственная и управленческая информационная система (MIS)

Как часть полной системы ConstruSteel ERP (планирование ресурсов предприятия), Производственная и управленческая информационная система (MIS) ConstruSteel завершает идеальный процесс администрирования как наиболее важный вспомогательный процесс для компании по производству стали.В сочетании с нашим надежным решением MRP, сталелитейные компании получают выгоду от самого полного в мире программного обеспечения для управления производством стали.

Расширение вашего решения ConstruSteel MRP с помощью ConstruSteel MIS может стать следующим шагом настройки.
Свяжитесь с ConstruSteel, чтобы узнать о возможностях.

Планирование ресурсов предприятия (ERP) как комплексное решение

Комбинация систем ConstruSteel MRP и MIS дает наиболее полное программное решение для производства стальных конструкций в мире .Первичные и вторичные процессы в компании по производству стальных конструкций предоставляются и хранятся в одном решении для каждого сотрудника. От процессов производства и изготовления стальных конструкций до проектных, часовых и других процессов управления бизнесом. Поскольку все сотрудники используют ConstruSteel в своей повседневной работе, все данные связаны между собой. Это означает, что в любое время будет доступно больше внутренней коммуникации и информации.

Объединение вашего решения ConstruSteel MRP с ConstruSteel MIS может быть следующим шагом настройки.
Свяжитесь с ConstruSteel, чтобы узнать о возможностях.

Как увеличить производство на 30%: Управление процессами для изготовления металлоконструкций, Applegreen, Dean, Polendey, Eugene, Biggar, Tremaine, Logan, Terry, eBook

РЕЗЮМЕ КВАЛИФИКАЦИИ

Опытный профессионал с более чем двадцатилетним опытом строительства и производства опыт, особенно связанный с сталелитейной промышленностью. Более 20 лет прогрессивного управления контролем качества и бережливого производства.Глубокие знания кодексов стандартной практики, (Conn) DOT, ASTM, AWS D1.X, SSPC, Mil, API и AISC. Разрабатывала, внедряла, отслеживала и сообщала о проблемах качества для улучшения производства. Обучение шести сигмам, ISO, построению команды качества и развитию поставщиков. Взаимодействовал с городскими, государственными и федеральными инспекторами в качестве представителей владельцев. Техническая экспертиза систем SDS 2, AutoCAD, MSOffice Suite, Adobe, Mac, FabTrol и Wintel.

Сварочные работы и управление качеством 1997-2021

Разрабатывала, внедряла, отслеживала и отчитывала деятельность, связанную с обеспечением качества процессов изготовления металлоконструкций и монтажа.Установленные целевые процессы, обеспечивающие выполнение всех производственных и монтажных работ в соответствии с внутренними стандартами безопасности и качества, применимыми спецификациями и нормативными требованиями. Сотрудничал с командами всей компании для разработки рабочих инструкций, стандартов и процедур качества и безопасности, а также для проведения аудитов на предмет стабильности и улучшения качества.

Повышение качества для поддержания и улучшения графиков отгрузки и, в конечном итоге, снижение затрат на изготовление и монтаж.

Разработаны методы сварки, процедуры и применение сварочного оборудования для решения проблем, связанных с производством металлов, знание производственных спецификаций, свойств и характеристик металлов и металлических сплавов, а также инженерных принципов: Проведение исследований и разработок для разработки и тестирования новых производственных процессов и процедуры, улучшенное существующее сварочное оборудование, модифицированные методы, методы и процедуры сварки током.