مقدمه
واحد تراشکاری یکی از بخش‌های کلیدی در کارخانه‌های تولید غلتک‌های نورد است. این واحد وظیفه دارد که غلتک‌های نورد را پس از فرآیند ریخته‌گری و ساخت، به شکل نهایی خود درآورده و آن‌ها را برای استفاده در خطوط نورد آماده کند. تراشکاری فرآیندی است که در آن قطعات فلزی با دقت بالا تراشیده و صیقل داده می‌شوند تا به ابعاد و مشخصات مورد نظر برسند.
در این مقاله به بررسی عملکرد واحد تراشکاری در کارخانه‌های تولید غلتک‌های نورد پرداخته، انواع ماشین‌آلات و روش‌های تراشکاری، جنس غلتک‌ها، آنالیز شیمیایی مواد و کاربرد غلتک‌ها در خطوط نورد را شرح خواهیم داد.
فرآیند تراشکاری در تولید غلتک‌های نورد
تراشکاری غلتک‌های نورد یکی از مراحل مهم تولید این قطعات است که نیازمند دقت و مهارت بالایی است. این فرآیند شامل مراحل مختلفی است که هر کدام به نوبه خود نقش کلیدی در تولید غلتک‌هایی با کیفیت بالا دارند.
- آماده‌سازی اولیه:
- در این مرحله، غلتک‌های ریخته‌گری شده به واحد تراشکاری منتقل می‌شوند. قبل از تراشکاری، ابعاد اولیه غلتک‌ها بررسی شده و با استفاده از ماشین‌آلات خاص، لایه‌های اضافی مواد حذف می‌شود تا به اندازه اولیه و شکل کلی برسد.
- تراشکاری دقیق:
- پس از آماده‌سازی اولیه، فرآیند تراشکاری دقیق آغاز می‌شود. در این مرحله، غلتک‌ها به دقت تراشیده می‌شوند تا به ابعاد نهایی خود برسند. تراشکاری غلتک‌ها معمولاً با دقت بالا و توسط دستگاه‌های تراش CNC انجام می‌شود. این دستگاه‌ها قادرند تا با استفاده از برنامه‌های کامپیوتری، عملیات تراشکاری را با دقت بالا و با حداقل خطا انجام دهند.
- پرداخت نهایی:
- پس از تراشکاری، سطح غلتک‌ها باید به صورت دقیق صیقل داده شود تا صاف و بدون عیب باشد. این مرحله معمولاً با استفاده از دستگاه‌های سنگ‌زنی و پرداخت انجام می‌شود. هدف از این مرحله، دستیابی به سطحی است که کمترین اصطکاک را با مواد در حال نورد داشته باشد.
ماشین‌آلات و تجهیزات تراشکاری
در واحد تراشکاری کارخانه‌های تولید غلتک‌های نورد، از ماشین‌آلات پیشرفته‌ای استفاده می‌شود که هرکدام وظایف خاصی را در فرآیند تراشکاری به عهده دارند. مهم‌ترین ماشین‌آلات تراشکاری عبارتند از:
- دستگاه تراش CNC:
- دستگاه‌های تراش CNC از جمله مهم‌ترین ماشین‌آلات مورد استفاده در تراشکاری غلتک‌های نورد هستند. این دستگاه‌ها با استفاده از کنترل کامپیوتری عملیات تراشکاری را انجام می‌دهند و قادرند به‌صورت خودکار و دقیق قطعات را به ابعاد مورد نظر درآورند.
- دستگاه سنگ‌زنی:
- پس از فرآیند تراشکاری، غلتک‌ها باید سطح صافی داشته باشند. دستگاه‌های سنگ‌زنی برای پرداخت سطح غلتک‌ها و حذف ناهمواری‌ها به کار می‌روند. این دستگاه‌ها به صورت دقیق سطح غلتک را صیقل می‌دهند و آن را برای استفاده نهایی آماده می‌کنند.
- دستگاه‌های سوراخ‌کاری:
- در برخی از موارد، غلتک‌های نورد نیاز به سوراخ‌کاری دارند تا محور یا اجزای دیگر بر روی آن‌ها نصب شوند. دستگاه‌های سوراخ‌کاری برای انجام این عملیات به کار می‌روند.
- دستگاه‌های اندازه‌گیری دقیق:
- برای اطمینان از دقت ابعادی غلتک‌ها، از دستگاه‌های اندازه‌گیری دقیق مانند میکرومترها و دستگاه‌های سه‌بعدی استفاده می‌شود. این ابزارها به کارگران تراشکار کمک می‌کنند تا مطمئن شوند که غلتک‌ها به‌طور کامل با مشخصات تعیین‌شده هماهنگ هستند.
مواد و جنس غلتک‌های نورد
غلتک‌های نورد معمولاً از مواد با مقاومت بالا و چدن‌های آلیاژی ساخته می‌شوند. انتخاب جنس غلتک‌ها به نوع نورد (گرم یا سرد) و شرایط عملیاتی بستگی دارد. در زیر به برخی از مواد پرکاربرد در تولید غلتک‌های نورد اشاره شده است:
- چدن نشکن:
- چدن نشکن یکی از پرکاربردترین مواد در تولید غلتک‌های نورد گرم است. این نوع چدن به دلیل مقاومت بالا به سایش و شوک حرارتی، در نوردهای گرم که دمای قطعات فلزی بسیار بالاست، به‌کار می‌رود. همچنین چدن نشکن دارای مقاومت به ترک خوردگی بالاست که باعث افزایش عمر مفید غلتک‌ها می‌شود.
- فولاد آلیاژی:
- فولادهای آلیاژی مانند فولاد کروم‌دار و نیکل‌دار در تولید غلتک‌های نورد سرد و غلتک‌هایی که تحت فشار بالا قرار دارند، استفاده می‌شوند. این مواد دارای استحکام بالا، مقاومت به سایش و خوردگی و چقرمگی عالی هستند.
- چدن مقاوم به سایش:
- برای تولید غلتک‌هایی که در معرض سایش شدید قرار دارند، از چدن‌های مقاوم به سایش استفاده می‌شود. این نوع چدن‌ها با افزودن عناصر آلیاژی مانند کروم و مولیبدن به ترکیب چدن، دارای مقاومت بسیار بالایی به سایش هستند.
آنالیز شیمیایی غلتک‌های نورد
برای تولید غلتک‌های با کیفیت و دوام بالا، کنترل دقیق ترکیب شیمیایی مواد اولیه بسیار اهمیت دارد. در ادامه به بررسی برخی از عناصر کلیدی در ترکیب شیمیایی غلتک‌های نورد می‌پردازیم:
- کربن (C):
- کربن یکی از مهم‌ترین عناصر در ترکیب چدن و فولاد است. مقدار کربن تأثیر مستقیم بر سختی و استحکام مواد دارد. در غلتک‌های نورد گرم، میزان کربن باید به دقت تنظیم شود تا سختی و مقاومت به سایش مناسبی ایجاد گردد.
- کروم (Cr):
- کروم به دلیل افزایش مقاومت به سایش و خوردگی، یکی از عناصر مهم در تولید غلتک‌های نورد است. وجود کروم در ترکیب چدن یا فولاد غلتک‌ها باعث می‌شود که این قطعات در برابر شرایط عملیاتی سخت مقاومت بیشتری داشته باشند.
- نیکل (Ni):
- نیکل به‌عنوان یک عنصر آلیاژی، مقاومت غلتک‌ها به خوردگی و تغییر شکل در دماهای بالا را افزایش می‌دهد. غلتک‌های نورد گرم که در دماهای بسیار بالا کار می‌کنند، نیاز به ترکیب شیمیایی شامل نیکل دارند تا طول عمر بیشتری داشته باشند.
- مولیبدن (Mo):
- مولیبدن به‌عنوان یک عنصر آلیاژی به غلتک‌ها مقاومت به شوک حرارتی و سایش را اضافه می‌کند. این عنصر در تولید غلتک‌هایی که در فرآیندهای نورد با دماهای متغیر کار می‌کنند، بسیار مؤثر است.
استانداردها و کنترل کیفیت
در تولید غلتک‌های نورد، رعایت استانداردهای بین‌المللی و کنترل کیفیت دقیق ضروری است. غلتک‌های نورد باید دارای مشخصات دقیقی از نظر ابعاد، ترکیب شیمیایی، و مقاومت مکانیکی باشند. برخی از استانداردهای مورد استفاده در این زمینه عبارتند از:
- استانداردهای DIN:
- استانداردهای DIN (مؤسسه استاندارد آلمان) به طور گسترده‌ای در صنایع فولاد و ریخته‌گری مورد استفاده قرار می‌گیرند و شامل مشخصات دقیق برای تولید غلتک‌های نورد هستند.
- استانداردهای ASTM:
- استانداردهای ASTM (انجمن تست و مواد آمریکا) نیز برای مشخصات مواد، فرآیندها و روش‌های تست در تولید غلتک‌های نورد کاربرد دارند.
- کنترل کیفیت:
- در هر مرحله از فرآیند تولید غلتک‌ها، کنترل کیفیت به‌طور دقیق انجام می‌شود. این فرآیند شامل آزمایش‌های مکانیکی، شیمیایی و متالوگرافی است تا اطمینان حاصل شود که غلتک‌ها با استانداردهای لازم مطابقت دارند.
محل استفاده غلتک‌های نورد
غلتک‌های نورد در خطوط نورد گرم و سرد برای تغییر شکل فلزات به کار می‌روند. نورد به عنوان یکی از فرآیندهای اصلی شکل‌دهی فلزات، به غلتک‌های باکیفیت و مقاوم نیاز دارد. این غلتک‌ها در بخش‌های مختلف خطوط نورد از جمله استند ابتدایی، استند میانی و استند پایانی استفاده می‌شوند.
- استند ابتدایی: در این بخش از غلتک‌های با مقاومت بالا به حرارت و شوک حرارتی استفاده می‌شود.
- استند میانی: غلتک‌های استند میانی معمولاً نیاز به مقاومت به سایش و استحکام بالا دارند.
- استند پایانی: غلتک‌های این بخش باید سطح صافی داشته باشند تا کیفیت نهایی محصول نورد شده تضمین گردد.
نتیجه‌گیری
واحد تراشکاری نقش بسیار مهمی در تولید غلتک‌های نورد با کیفیت ایفا می‌کند. با استفاده از ماشین‌آلات دقیق و کنترل کیفیت مناسب، این واحد قادر است غلتک‌هایی با دقت بالا تولید کند که در خطوط نورد به کار گرفته می‌شوند. انتخاب مواد مناسب و کنترل دقیق ترکیب شیمیایی، به تولید غلتک‌هایی با عمر طولانی و کارایی بالا کمک می‌کند.
