بخشی از مقاله
چکیده
عملیات آنیل پیوسته یکی از مراحل تولید ورقهای فولادی کم کربن است که به منظور کنترل خواص نهایی محصول پس از نورد سرد ورق اعمال میشود. کنترل پارامترهای موثر در این عملیات علاوه بر دستیابی به خواص مطلوب نهایی، سبب افزایش کارایی انرژی در کورهها و درنتیجه آن مصرف بهینه انرژی و کاهش قیمت نهایی محصول میگردد. یافتن پارامترهای بهینه در خط تولید توجیه عقلانی و اقتصادی ندارد از این رو این پژوهش با هدف شبیهسازی عملیات آنیل پیوسته در شرایط آزمایشگاهی انجام گردید.
شبیه سازی عملیات آنیل پیوسته با استفاده از یک کوره القایی با فرکانس بالا انجام شد و صحت نتایج آزمون با استفاده از دو گرید فولادی HSLA و IF اعتبارسنجی شد. این دو گرید در حال حاضر در مجتمع فولاد مبارکه تولید و در کارخانه ورق خودرو چهارمحال و بختیاری تحت عملیات آنیل پیوسته قرار میگیرند. نتایج آزمونهای مشخصهیابی تطابق خوبی بین خواص مکانیکی حاصل از شبیهسازی و شرایط صنعتی را نشان داد. در ادامه شبیهسازی آنیل پیوسته یک فولاد کم کربن انجام شد و دمای بهینه آنیل 860°C با هدف بیشترین مقدار درصد انعطافپذیری بدست آمد.
مقدمه
توسعه و گسترش صنایع مختلف همواره با تولید مواد جدید امکان پذیر میگردد و این مهم در ابتدای امر با تحقیق و توسعه مواد جدید و بررسی خواص آنها در آزمایشگاهها صورت میگیرد. نکته بسیار مهم در این میان برقراری ارتباط میان شرایط آزمایشگاهی و صنعت بوده است تا به این واسطه امکان تولید صنعتی محصولات تولید شده در آزمایشگاه فراهم گردد. از جمله صنایع در حال رشد، صنعت خودرو سازی و تولید ورق مورد استفاده در خودرو است که پس از طی کردن عملیات مختلف محصول نهایی تولید میشود، از این رو پارامترهای بسیار زیادی خواص نهایی را کنترل میکند.
یکی از مراحل میانی تولید، عملیات آنیل پیوسته است که بعد از نورد سرد و قبل از شکلدهی ورقها به محصول نهایی، مورد استفاده قرار میگیرد. این مرحله را میتوان یکی از مراحل مهم تولید نام برد زیرا عمده خواص محصول نهایی وابسته به ریزساختار و خواص تشکیل شده در این مرحله است 3]؛.[1 با توجه به موارد ذکر شده کنترل پارامترهای موثر در این مرحله از تولید علاوه بر دستیابی به خواص نهایی مطلوب باعث افزایش راندمان تولید و در نهایت کاهش قیمت محصول نهایی میگردد.
کنترل پارامترهای تولید و بهینهسازی آنها در خط تولید زمانبر، مشکل از حاظ حجم تغییرات در خط تولید، با دقت پایین و غیر اقتصادی است از این جهت شبیهسازی به منظور بهینه کردن فرایند تولید با تغییر پارامترهای موثر باعث کاهش هزینه ها، تولید محصولات جدید و کمک به تامین محصولات با خواص مورد نیاز مشتریان میگردد 5] و.[4 در نهایت این پژوهش با هدف شبیهسازی آزمایشگاهی آنیل پیوسته و تاثیر دمای آنیل بر خواص یک فولاد کم کربن به منظور دستیابی به خواص مکانیکی بهینه انجام شد تا در نهایت نتایج در خط تولید و با تولید یک محصول جدید مورد استفاده قرار گیرد.
مواد و روش تحقیق
به منظور شبیهسازی سیکل حرارتی آنیل پیوسته در ابتدا لازم به اعتبار سنجی نتایج شبیهسازی با نتایج بدست آمده در شرایط صنعتی - کارخانه - بود. به همین دلیل در ابتدا اعتبار سنجی نتایج شبیهسازی با استفاده از دو محصول فولادی HSLA و IF که در حال تولید در کارخانه مجتمع فولاد مبارکه و ورق خودرو چهارمحال بود انجام شد و سپس دمای بهینه آنیل پیوسته برای یک فولاد کم کربن با استفاده از شبیهسازی بدست آمد.
شکل 1 طرح نمادین و کوره القایی مورد استفاده در این پژوهش را نشان میدهد. با توجه به نرخ گرمایش بالا در شرایط واقعی نیاز به اعمال نرخ گرمایش بالا بود به همین دلیل استفاده از کورههای معمول عملیات حرارتی غیرممکن بود از این رو به منظور شبیهسازی سیکل آنیل پیوسته از کوره القایی با یک کویل با قطر داخلی 70 میلیمتر استفاده شد. برای جلوگیری از اکسیداسیون سطح نمونهها از دمش گاز محافظ آرگون با خلوص بالا استفاده شد و دبی ورودی گاز نیز با استفاده از فلومتر کنترل گردید.
