Giáo trình: Công nghệ cán và thiết kế lỗ hình trục cán

Trờng Đại học Bách khoa Đà nẵng - 2005
1
Chơng 1

Tổng quan về quá trình
sản xuất cán
1.1. Sản phẩm cán
Sản phẩm cán đợc sử dụng rất rộng rãi trong tất cả các ngành kinh tế quốc
dân nh: ngành chế tạo máy, cầu đờng, công nghiệp ôtô, máy điện, xây dựng,
quốc phòng... bao gồm kim loại đen và kim loại màu. Sản phẩm cán có thể phân
loại theo thành phần hoá học, theo công dụng của sản phẩm, theo vật liệu... Tuy
nhiên, chủ yếu ngời ta phân loại dựa vào hình dáng, tiết diện ngang của sản phẩm
và chúng đợc chia thành 4 loại chính sau:
1.1.1. Thép hình
Là loại thép đa hình đợc sử dụng rất nhiều trong ngành Chế tạo máy, xây
dựng, cầu đờng... và đợc phân thành 2 nhóm:
a/ Thép hình có tiết diện đơn giản
Bao gồm thép có tiết diện tròn, vuông, chữ nhật, dẹt, lục lăng, tam giác, góc.. 1 Thép tròn có đờng kính = 8 ữ 200 mm, có khi đến 350 mm.
2 Thép dây có đờng kính = 5 ữ 9 mm và đợc gọi là dây thép, sản phẩm
đợc cuộn thành từng cuộn.
3 Thép vuông có cạnh a = 5 ữ 250 mm.
4 Thép dẹt có cạnh của tiết diện: h x b = (4 ữ 60) x (12 ữ 200) mm
2

để hàn giáp mối với nhau. Loại này đờng kính đạt đến 4.000 ữ 8.000 mm; chiều
dày đạt đến 14 mm.
1.1.4. Thép có hình dáng đặc biệt
Thép có hình dáng đặc biệt đợc cán theo phơng pháp đặc biệt: cán bi, cán
bánh xe lửa, cán vỏ ô tô và các loại có tiết diện thay đổi theo chu kỳ. H.1.3. Một số loại sản phẩm cán đặc biệt
Giáo trình: Công nghệ cán và thiết kế lỗ hình trục cán

Trờng Đại học Bách khoa Đà nẵng - 2005
3
1.2. máy cán

1.2.1. Các bộ phận chính của máy cán

pháp bố trí trục cán, theo vị trí trục cán.
a/ Phân loại theo công dụng:
1 Máy cán phá: dùng để cán phá từ thỏi thép đúc gồm có máy cán phôi thỏi
Blumin và máy cán phôi tấm Slabin.
2 Máy cán phôi: đặt sau máy cán phá và cung cấp phôi cho máy cán hình và
máy cán khác.
H.1.4. Sơ đồ máy cán
I- nguồin động lực; II- Hệ thống truyền động; III- Giá cán
1: Trục cán; 2: Nền giá cán; 3: Trục truyền; 4: Khớp nối trục truyền;
5: Thân giá cán; 6: Bánh răng chữ V; 7: Khớp nối trục; 8:Giá cán; 9:
Hộp phân lực; 10: Hộp giảm tốc; 11: Khớp nối; 12: Động cơ điện
Giáo trình: Công nghệ cán và thiết kế lỗ hình trục cán

Trờng Đại học Bách khoa Đà nẵng - 2005
4
3 Máy cán hình cỡ lớn: gồm có máy cán ray-dầm và máy cán hình cỡ lớn.
4 Máy cán hình cỡ trung.
5 Máy cán hình cỡ nhỏ (bao gồm cả máy cán dây thép).
6 Máy cán tấm (cán nóng và cán nguội).
7 Máy cán ống.
8 Máy cán đặc biệt.
b/ Phân loại theo cách bố trí giá cán
4
.... = F
n
.v
n
; trong đó F và v là tiết diện của
vật cán và vận tốc cán của các giá cán tơng ứng.
c) Phân loại theo số lợng và sự bố trí trục cán
1 Máy cán 2 trục đảo chiều: sau một lần cán thì chiều quay của trục lại
đợc quay ngợc lại. Loại này thờng dùng khi cán phá, cán phôi, cán tấm dày.
2 Máy cán 2 trục không đảo chiều: dùng trong cán liên tục, cán tấm mỏng.
3 Máy cán 3 trục: có loại 3 trục cán có đờng kính bằng nhau và loại 3 trục
thì 2 trục bằng nhau còn trục giữa nhỏ hơn gọi là máy cán Layma.
4 Máy cán 4 trục: gồm 2 trục nhỏ làm việc và 2 trục lớn dẫn động đợc
a
b.
d
c
e
f
H.1.5- Phân loại máy cán theo cách bố trí giá cán
a-máy cán đơn, b-máy cán một hàng, c-máy cán hai cấp, d-máy cán nhiều cấp,
e-máy cán bán liên tục, f-máy cán liên tục.
Giáo trình: Công nghệ cán và thiết kế lỗ hình trục cán

Trờng Đại học Bách khoa Đà nẵng - 2005
5
dùng nhiều khi cán tấm nóng và nguội.
7 Máy cán vạn năng: loại này trục cán vừa bố trí thẳng đứng vừa nằm
ngang. Máy dùng khi cán dầm chữ I, máy cán phôi tấm ...
8 Máy cán trục nghiêng: dùng khi cán ống không hàn và máy ép đều ống
H.1.6. Các loại giá cán
a: Giá cán 2 trục; b: giá cán 3 trục; c: Giá cán 3 trục lauta; d: Giá cán 4 trục
H.1.7. Sơ đồ máy cán hành tinh
1: Lò nung liên tục; 2: Trục cán phá (chủ động); 3: Máy dẫn phôi
(dẫn hớng); 4: Trục cán hành tinh; 5: Trục tựa; 6: Trục là sản phẩm.
Giáo trình: Công nghệ cán và thiết kế lỗ hình trục cán

Trờng Đại học Bách khoa Đà nẵng - 2005
6
1.3. Quy trình chung của quá trình sản xuất cán
Quy trình công nghệ sản xuất cán phụ thuộc vào nhiều yếu tố: hình dáng sản
phẩm, mác thép, điều kiện kỹ thuật và những đặc trng riêng của máy cán; ngoài ra
còn phụ thuộc vào trọng lợng của thỏi thép đúc, thiết bị hiện có của phân xởng
cán v.v...
1.3.1. Quy trình công nghệ cán thép các bon và thép hợp kim thấp
a/ Sơ đồ công nghệ hình 1.8a: Dùng cho quy trình công nghệ cán thép hình
cỡ lớn, cán phôi tấm và phôi thỏi. Theo sơ đồ này máy cán phá và máy cán phôi
tấm, phôi thỏi phải có đờng kính trục cán D = 1,100 ữ 1.150 mm; năng suất cán
rất lớn đến trên 2,5 triệu tấn/năm. Thỏi đúc có trọng lợng G = 4,5 ữ 10 tấn, có khi
đạt tới 15 ữ 20 tấn. Khi cán phải tăng nhiệt 2 ữ 3 lần.


Làm nguội sản phẩm
Kiểm tra, tinh chỉnh
Thành phẩm
Làm nguội
Cắt đầu rót, làm sạch bavia
Nung thỏi đúc
Cán phôi
Cắt, làm nguội,
kiểm tra, làm sạch
Nung phôi
Cán ra sản phẩm
Làm nguội, tinh chỉnh
Kiểm tra, làm sạch
Thành phẩm
a/
b/
c/
H.1.8. Sơ đồ công nghệ cán thép các bon và hợp kim thấp.
Giáo trình: Công nghệ cán và thiết kế lỗ hình trục cán

Trờng Đại học Bách khoa Đà nẵng - 2005
7
c/ Sơ đồ công nghệ hình 1.6c: Dùng cho quy trình công nghệ cán thép hình
cỡ nhỏ. Quy trình này chỉ có 1 lần nung phôi, quá trình sản xuất ngắn hơn. Các máy
cán đợc bố trí hàng. Tuy nhiên chất lợng sản phẩm không cao.

1.3.2. Quy trình công nghệ cán thép hợp kim
Trong quá trình cán thép hợp kim, có một số công đoạn ủ trung gian vì sau
khi qua một số lần cán bề mặt của thép hợp kim bị biến cứng lớn cần phải ủ để làm
mềm kim loại lại, giảm nội lực, làm thành phần hoá học của các nguyên tố hợp kim
Thỏi đúc
Thỏi đúc ở trạng thái nóng
Tăng nhiệt trong lò giếng
Cán phá
ép rèn
Cắt phôi, làm nguội
Làm nguội thỏi đúc
ủ (nếu cần)
Kiểm tra, làm sạch
Nung thỏi đúc
Cán phá
ép rèn
Cắt phôi, làm nguội
Tẩy rửa axít (tẩm thực)
ủ (nếu cần)
Kiểm tra, làm sạch
Nung phôi
Cán thành sản phẩm
Cắt, làm nguội
Nhiệt luyện, tẩy rửa axít
Kiểm tra, làm sạch
Thành phẩm
Hình 1.9. Quy trình công nghệ cán thép hợp kim.
Giáo trình: Công nghệ cán và thiết kế lỗ hình trục cán

Trờng Đại học Bách khoa Đà nẵng - 2005
8
a/ Quy trình công nghệ theo sơ đồ hình 1.9a: thờng đợc dùng trong các

tố hợp kim mà trọng lợng thỏi đúc có các loại:
- Thép hợp kim cao cấp và thép đặc biệt: 200 ữ 500 kg.
- Thỏi thép hợp kim cao: 500 ữ 3.500 kg.
- Thỏi thép hợp kim trung bình: 3.500 ữ 5.500 kg.
- Thỏi thép hợp kim thấp và thép các bon: 7 ữ 20 tấn, có khi đến 100 tấn.
Ngoài ra, thỏi thép đúc còn phụ thuộc vào kích thớc và loại máy cán. Hiện nay
H.1.10: a. hình dạng thỏi đúc; b. tiết diện thỏi đúc.
a/
b/