موفقیت.....

از دست دادن امیدی پوچ و محال، خود موفقیت و پیشرفتی بزرگ است.

شکسپیر

 

***************************************************

 

به گمان من انسان برای موفقیت در زندگانی باید بتواند در چهار زمینه استاد شود: مناسبات، تدارکات، نگرش و رهبری.

جان ماکسول

 

***************************************************

 

میزان بزرگی و موفقیت هر فرد بستگی به این دارد که تا چه حد می تواند همه نیروهای خود را در یک کانال بریزد.

اریسون سووت ماردن

........

ادامه نوشته

بلند کردن و ضخیم کردن خط پاورقی

برای بلند کردن خط پاورقی:

برای این کار از قسمت view حالت draft را انتخاب کنید.

سپس به قسمت references رفته و show note را کلیک کنید.

از قسمت foot note واقع در پایین صفحه foot note separator را انتخاب کنید.

حالا روی خط جدا کننده footnote کلیک کنید و آن را انتخاب کنید.

بعد از انتخاب خط پاروقی آن را کپی کنید و در انتهای پاورقی قبلی paste  کنید. به هر اندازه که لازم داشتید این کار را تکرار کنید.

برای ضخیم کردن آن:

مانند حالت قبلی تا مرحله انتخاب خط پیش می رویم و سپس خط را که انتخاب کردیم با کلید های ترکیبی کنترل و { و یا کنترل و } آن را کوچک و بزرگ می کنیم.

قیامت کی خواهد بود!?

بَلْ يُرِيدُ الْإِنسَانُ لِيَفْجُرَ أَمَامَهُ ﴿۵﴾ يَسْأَلُ أَيَّانَ يَوْمُ الْقِيَامَةِ ﴿۶﴾

انسان شک در معاد ندارد بلکه او می­خواهد آزاد باشد و بدون ترس از دادگاه قیامت، در تمام عمر گناه کند! از اینرو می­پرسد: قیامت کی خواهد بود.

دانلود فایل ترجمه صوتی سوره قیامت

(ترجمه مکارم شیرازی- صوت:کبیری)

حجم فایل : 2 MB

زمان فایل:   4 Min

حتما دانلود کنید.......

و این فایل هم برای اونایی که میخواهند خود سوره قیامت رو هم گوش بدهند.

این فایل میکس شده است یعنی آیه به آیه تلاوت میشود و ترجمه آیه به آیه نیز خوانده میشود.

(ترجمه مکارم شیرازی- صوت:کبیری – قرائت: شاطری)

حجم فایل : 3.3 MB

زمان فایل:   7 Min

دانلود فایل"تلاوت سوره قیامت با صوت عبدالباسط"

حجم فایل : 22 MB

زمان فایل:   16 Min

أَلَيْسَ ذَلِكَ بِقَادِرٍ عَلَى أَن يُحْيِيَ الْمَوْتَى ﴿۴۰﴾

آيا چنين كسى قادر نيست كه مردگان را زنده كند 

واحد های فولادسازی

چکیده

اساسا واحد کوچک فولاد یا مینی میل (mini-mill)   کارخانه‌ای است مشتمل بر ذوب قراضه در کوره قوس الکتریکی، ریخته‌گری در واحد ریخته‌گری مداوم شمشال (billet) و نورد گرم میلگرد و مفتول. ظرفیت چنین واحدی منوط به فروش فولاد ساختمانی و فروش محصول برای خرید قراضه است. دو مشخصه عمومی در طراحی واحد فولاد آن است که ۵۰ درصد قراضه محلی موجود را مصرف کند و حدود ۵۰ درصد نیاز محلی به فولادهای ساختمانی را پاسخگو باشد. یک محدودیت دیگر آن است که معمولا حداکثر فاصله برای حمل را ۴۰۰ کیلومتر در نظر می‌گیرند. یکی از نکات اصلی در طراحی واحد، موازنه ظرفیت قسمت‌های مختلف است، به گونه‌ای که حداکثر استفاده از همه آنها به عمل آید. واحدهایی که شمشال می‌خرند و به میلگرد و مفتول نورد می‌کنند (واحدهای صرفا نوردی: reroller) "واحد کوچک فولاد" در نظر گرفته نمی‌شوند.

مقدمه

در سال‌های گذشته تلاش‌هایی در جهت توسعه صنایع فولاد صورت گرفته است، با این فرض که با افزایش ظرفیت، بهره‌وری اقتصادی بهتر می‌شود. تحلیل اقتصادی برخی محققان این بود که با افزایش تولید هم هزینه سرمایه‌گذاری و هم عملیات کاهش می‌یابد. واحد فولاد ایده‌آل از نظر این افراد باید تولید سالانه ۲۰ میلیون تن داشته باشد (که چنین واحدی هرگز ساخته نشده است!)

اما برخی محققان نشان داده‌اند که هزینه واحدهای خیلی بزرگ بیش از واحدهای کوچک است. مثلا در سال 1982 نسبت هزینه به ظرفیت سالانه برای واحدهای بزرگ 1200-1500دلار بر تن بود، اما برای واحدهای کوچک 250 -300 و برای واحدهای صرفا نوردی 100-150 دلار بر تن.

واحد کوچک ظرف ۲۸ ماه نصب می‌شود و به ظرفیت اسمی و کامل می‌رسد، در حالی که واحد خیلی بزرگ چهار یا پنج سال وقت لازم دارد. با توجه به مقدار بهره و تورم، کل هزینه برای سرمایه‌گذاری واحدهای بزرگ بالغ بر 25-30 درصد می‌شود، در حالی که برای واحدهای کوچک بیشتر از ۱۰ درصد نیست.

به دلیل تجهیزات ساده کارخانه، تولید هر تن فولاد بر نفر ساعت، در واحدهای کوچک بصرفه‌تر است. با یک حساب سرانگشتی، تولید برای این واحدها 500-800 تن بر نفر ساعت، و برای واحدهای بزرگ غربی 200-400 تن بر نفر ساعت است. به علاوه، واحد کوچک فولاد به دلیل زمان کوتاه طراحی تا عمل، بیشتر می‌تواند از تکنولوژی جدید بهره ببرد. مسائل ارتباطی و اداری نیز در واحدهای کوچک کمتر است.

رشد واحدهای کوچک فولاد

اولین واحد کوچک فولاد در حدود سال 1935  ساخته شد. در سال 1972 تعداد کل این واحدها در دنیای غرب به 130 واحد با ظرفیت کل ۱۵ میلیون تن در سال رسید. از این تاریخ به بعد، ظرفیت واحدها به سرعت افزایش یافت و در سال 1977 به 49 و در سال 1983  به 63  میلیون تن (با 305 واحد) رسید. در سال 1983 ظرفیت کوره‌های قوسی در دنیای غرب 180 میلیون تن بود که 39 درصد آن در واحدهای کوچک نصب شده بود.

رشد واحدهای ریخته‌گری مداوم نیز جالب است. در واحدهای کوچک فولاد در غرب، 96 درصد فولاد به صورت مداوم ریخته‌گری می‌شود در حالی که واحدهای دیگر تنها تا 37 درصد از ریخته‌گری مداوم استفاده می‌کنند. اولین واحدهای کوچک برای ظرفیت‌های 10 تا 20 هزار تن ساخته شدند، اما به سرعت رشد کردند و به محدوده معمولی 60 تا 500 هزار تن رسیدند. امروزه تعدادی واحد کوچک برای ظرفیت یک میلیون تن طراحی شده‌اند. محصولات واحدهای کوچک معمولا میلگرد و مفتول فولاد کم کربن است. این امر، استفاده از این واحدها را بهبود می‌بخشد. در سال‌های اخیر، پیشرفت تجهیزات و روش‌های تولید، کیفیت فولاد را افزایش داده است. امروزه در آمریکا بیشتر مفتول، میلگرد آجدار و مقاطع سبک در واحدهای کوچک تولید می‌شود. در آینده میلگردها و مقاطع متوسط نیز تولید می‌شود. امروزه این واحدها تنها تعداد محدودی استفاده از روش جدید ریخته‌گری امکان وارد شدن واحدهای کوچک به این بازار نیز وجود دارد.

فولادسازی

همان‌گونه که قبلا اشاره شد، واحدهای کوچک فولاد قراضه را در کوره‌های قوس الکتریکی ذوب می‌کنند. با نصب ترانسفورمر پر قدرت (Ultra High Power)  زمان عملیات از ۳ تا ۴ ساعت به 60 تا 70 دقیقه می‌رسد، بنابراین، در واحدهای موچک مدرن، امکان 20 تا 23 ذوب در روز وجود دارد. کوره‌های قوسی معمولی با برق متناوب (AC)  کار می‌کنند، گرچه پس از سالیان متمادی تحقیق و بررسی، اولین کوره با جریان مستقیم (DC)  نیز در واحد کوچک فولاد فرانسه در سال 1984 نصب شد. مزایای کوره DC  عبارتند از کاهش مصرف الکتریسیته، سر و صدای کمتر و اشکالات کمتر الکتریکی. واحدهای کوچک، بخصوص آنها که فولادهای مرغوب تولید می‌کنند، امروزه به استفاده از تکنولوژی تصفیه پاتیلی روی آورده‌اند.

برای به دست آمدن همگنی حرارتی و ترکیبی، پاتیل با استفاده از گاز خنثی (آرگون یا نیتروژن) همزده می‌شود. امروزه این روش ساده و ارزان محسوب می‌شود. تصفیه و گرم کردن توسط کوره‌های پاتیلی و تجهیزات گاززدایی انجام می‌شود. تکنولوژی فولادسازی در کوره‌های قوسی به سرعت رو به توسعه و بهبود است. تا چند سال پیش، بهره‌وری t/MVAhr  مورد نظر بود. با استفاده از ترانسفورمرهای پر قدرت UHP، پیشگرم کردن قراضه، مشعل‌های اکسیژن ـ سوخت و دمش اکسیژن، زمان تخلیه به 60 تا 70 دقیقه کاهش یافته است.

به تازگی فرایندهای فولادسازی مداوم مطرح شده است. قراضه در یک تونل گرم شده پیشگرم می‌شود و به طور مداوم از طریق یک کانال لرزان به کوره منتقل می‌گردد. کوره در همه وقت می‌تواند با حداکثر توان کار کند، زیرا از ظرفیت کوره به خوبی بهره‌برداری می‌شود. سرعت تولید به دمای پیشگرم بستگی دارد.

فرایند مداوم هر 40 تا 50 دقیقه یک پاتیل مذاب به دست می‌دهد، و سپس فولاد مذاب در پاتیل تصفیه می‌شود. گرچه اساس واحدهای کوچک فولاد استفاده صد در صد از قراضه به عنوان تنها منبع فلزی بود، امروزه بیش از 100 واحد وجود دارد که آهن اسفنجی به روش احیاء مستقیم ـ اغلب با استفاده از فرایند میدرکس ـ تولید می‌کنند. شرکت‌های مانسمان دماگ و لورگی تکنولوژی جدیدی در تولید آهن خام ارائه داده‌اند که منبع بر استفاده از زغال سنگ به عنوان تنها منبع انرژی مبتنی است. آهن مذاب با مقدار کربن کنترل شده 1/0 تا 6/2 درصد در یک کوره دوار تولید می‌شود. تکنولوژی پلاسما نیز در احیای سنگ آهن به طریق مستقیم مورد آزمایش قرار گرفته است. در آینده ممکن است این روش برای واحدهای کوچک مورد توجه باشد.

ریخته‌گری

سرعت فرایند در واحدهای کوچک عمدتا به نحوه استفاده از ریخته‌گری مداوم بستگی دارد. واحدهای کوچک از شمشال و آن نوع فولادهایی که به سادگی ریخته‌گری می‌شوند استفاده می‌کنند. محدوده کوچک محصولات باعث می‌شود که از ریخته‌گری متوالی استفاده شود و بنابراین بازده بالا رود. در ریخته‌گری شمشمال، اجتناب از اکسایش مجدد مذاب بین پاتیل و تاندیش معمولا با استفاده از یک لوله ساده آب‌بندی شده انجام می‌گیرد. در تولید فولادهای مرغوب، استفاده از این وسیله برای کاهش آخال‌های غیرفلزی ضروری است. برای افزایش منطقه دانه‌های محوری (equiaxed grains) و بهبود جدایش مرکزی (central segregation) از همزن القایی (induction stirrer) در قسمت خارج از قالب استفاده می‌شود. همزن القایی حفره‌های گازی و آخال‌های زیر سطحی را کاهش می‌دهد. با توجه به تاثیر همزن القایی در تولید یک پوسته منجمد شده با ضخامت یکنواخت، سرعت ریخته‌گری افزایش می‌یابد. یک پیشرفت مهم در تکنولوژی ریخته‌گری عرصه زنجیر سخت
  (rigid dumy bar)انحنادار است که با آن پارگی خط (breakout)  کاهش می‌یابد، هدایت آن به درون قالب به راحتی صورت می‌گیرد و آماده‌سازی دوباره آن بلافاصله پس از آنکه انتهای شمش ماشین کشنده(machinewithdrawal) را ترك كرد صورت می‌گیرد. طرح‌های مختلف ریخته‌گری افقی امروزه مطرح شده است و قطعات در آینده برای کاهش هزینه و بهبود کیفیت در واحدهای کوچک به کار گرفته خواهد شد. محافظت مذاب در فاصله بین تاندیش و قالب از جذب گاز و اکسایش مجدد آن جلوگیری می‌کند.

نورد

در سابق شمشمال‌های حاصل از ریخته‌گری در بستر خنک کننده سرد و در کوره‌های هل دهنده (pusher)  یا گامی (walking beam)  پیشگرم می‌شد. امروزه سعی بر استفاده از شارژ گرم شمشال‌ها یا نورد مستقیم به منظور صرفه‌جویی در مصرف انرژی است. در واحدهای قدیمی‌تر اغلب از روش باز (open train) برای نورد میلگرد و مفتول استفاده می‌شود. واحدهای جدید معمولا از روش مداوم مستقیم با 15 تا 25 قفسه و معمولا ترکیبی از میلگرد و مفتول استفاده می‌کنند. میلگرد در یک قفسه و مفتول اغلب در دو قفسه نورد می‌شود. معمولا خط نورد مستقیم مداوم دارای ۷ قفسه در نورد اولیه، ۸ قفسه میانی و یک یا دو بلوک نهایی با ۸ تا ۱۰ قفسه است.

نورد اولیه

در گذشته، ابعاد معمولی شمشال مورد استفاده در واحدهای کوچک فولاد 140 میلیمتر مربع یا بیشتر از 100 تا 120 میلیمتر مربع بود. برای افزایش تولید و بازده، تلاش در جهت بالابردن ابعاد تا ۱۲۰ میلیمتر متمرکز شده است. بنابراین، قفسه‌های اولیه با یک بلوک فشرده جایگزین شده‌اند. سازنده‌هایی چند برای بلوک وجود دارد، از جمله مورگان (Morgan)  كه بلوك‌های 4 و 6 قفسه‌ای برای مقادیر زیاد کاهش سطح مقطع طراحی کرده است. یک بلوک ۴ قفسه‌ای می‌تواند جایگزین 6 قفسه معمولی شود. در یک نورد با استفاده از غلتک‌های بدون شیار (grooveless) شمشال 175 میلیمتر مربع در طی یک عبور (pass)  از بلوک به 75 میلیمتر می‌رسد. این بدان معناست که به طور متوسط 8/35  درصد کاهش سطح مقطع در هر قفسه و کلا 9/5 درصد تغییر طول نسبی وجود دارد. مورگاردشامر (Morgardshammer)  نیز تلاش‌هایی در این زمینه کرده است. در بلوک ۵ قفسه‌ای، متوسط کاهش سطح مقطع در هر قفسه 40 درصد با استفاده از شیارهای الماسی است. یک شمشال 150 میلیمتر مربعی در یک عبور به بیضی 30 * 70 تبدیل می‌شود و کل تغییر طول نسبی 7/10 درصد است.  بلوک اولیه با غلتک‌های یک سر درگیر توسط پومینیـ فورل (pomini-Forrel) ساخته شده است. زیماگ (Siemag)  نیز قفسه اولیه غلتکی ساخته است.

نورد سه تایی

در نورد مستقیم، محصولات عبارتند از میلگرد، مفتول و مقاطع کوچک، نظیر نبشی، ناودانی و غیره. برای محصولات پهن، مثل صفحه و تسمه، این نوع نورد مناسب نیست. بدین منظور، نیاز به یک نورد اولیه معکوس وجود دارد که مناسب‌ترین آن نورد سه تایی است. این نورد یک بلوک ۳ قفسه‌ای بسیار فشرده است که به صورت قفسه‌های عمودی ـ افقی ـ عمودی تربیت یافته است. این نورد ابتدا برای نورد تخال‌های نازک و تبدیل گوشه‌ها به بیضی یا مربع برای تغذیه نورد میانی یک نورد میلگرد توسعه یافته بود. با توجه به استفاده از غلتک‌های تخت و نورد معکوس در چند عبور، نورد یک شمشه (bloom)  مربع یا تخت به شکل‌ها و اندازه‌های مختلف، برای به تناسب درآوردن آن برای نورد بعدی در محصولات بلند نظیر میلگرد، مفتول، مقاطع یا محصولات تخت و تسمه نازک قابل قبول است. توجه به نکات زیر در پروژه بازسازی و توسعه محدوده محصول جالب است:

·   میلگرد 10ـ30 میلیمتر، کلاف مفتول ۷ تا 12 میلیمتر، تسمه گرم ۳ تا ۵ در ۳۰۰ میلیمتر

·   نوع فولاد: کم کربن و پر کربن، ضد زنگ

·   ماده اولیه: کم کربن و پرکربن، ضد زنگ

با نورد سه تایی، شمشال‌ها یا شمشمه‌های ریختگی و کنده (ingot)  در طی ۹ عبور در بلوک به مقطع 42 * 42  میلیمتر نورد می‌شوند. شمشه تخت در طی ۷ عبور در بلوک به مقطع 200*300 میلیمتر نورد می‌شود. نورد سه تایی همزمان می‌تواند یک نورد مداوم را برای میلگرد و یک نورد کوتاه را برای تسمه تغذیه کند. از آنجا که تمام غلتک‌ها بدون شیار هستند و فاصله بین دو غلتک (gap) بسیار سریع تغییر می‌کند، می‌توان به سرعت، عبورهای مختلف را به تناسب نورد، با ابعاد مختلف، برای محصولات گوناگون انتخاب کرد. در نورد سه تایی می‌توان محصول تخت را تا اندازه نهایی نورد کرد بنابراین نورد سه تایی برای محدوده وسیعی از محصولات بسیار مناسب است. نورد مستقیم معمولی نمی‌تواند این محدوده را بپوشاند.

نورد انعطاف‌پذیر

برنامه نورد معمولا وسیع و متنوع است، به گونه‌ای که آماده‌سازی‌های متوالی را برای تغییر غلتک‌ها و شیارها (grooves) و تنظیم راهنماها (guides)  می‌طلبد که زمانبر است. آماده‌سازی برای شکل و ابعاد جدید محصول ممکن است توقف 20 تا 60 دقیقه‌ای یا حتی بیشتر را باعث شود. در نورد بدون شیار، تنها فاصله غلتک‌ها ـ بدون هیچ گونه توقفی ـ تنظیم می‌شود. هنگامی که ابعاد محصول نورد شده، در مقایسه با قطر غلتک، بزرگ باشد غلتک‌های تخت کاملا برای نورد شمشه و شمشال مناسب هستند. برای اندازه‌های نازک ـ میلگرد کوچک و مفتول ـ نورد پایدار نیست و راهنماهای دقیقی مورد نیاز است که خود مسائلی را در پی دارد.

یک برنامه کالیبر تخت ـ بیضی که نگارنده ارائه کرده "خود راهنما" (self rolling) است، یعنی در آن تنها راهنماهای ساده برای اندازه‌های مختلف لازم است، با این برنامه، تمام محصولات بدون تغییر غلتک و شیار نورد می‌شوند و بنابراین بازده نورد زیاد است. یک تکنیک جدید برای تهیه نبشی و ناودانی از ابعاد مناسب تخت، نورد پربازدهی را از این محصولات در پی دارد.

نورد مستقیم

پرمصرف‌ترین انرژی در نورد، کوره پیشگرم است. با نورد مستقیم، مقدار زیادی انرژی صرفه‌جویی می‌شود. شمشال فولادی معمولا در محدوده دمایی 1150 تا 1200درجه سانتیگراد نورد می‌شود. از آنجا که دما بعد از ریخته‌گری و انتقال به اولین قفسه نورد ممکن است کمتر از این شود، شمشال را پیشگرم می‌کنند. تحقیقاتی که در زمینه نورد در دمای کم انجام شده است نشان می‌دهد که امکان نورد فولادهای معمولی در دمای تا 750 درجه سانتیگراد وجود دارد. گرچه بار نورد افزوده می‌شود، اغلب کارخانه‌های نورد میلگرد ظرفیت و توانایی استفاده از دمای کن نورد را دارند.

نورد شاخه‌ای

به هنگام نورد میلگردها و مفتول‌های نازک، بهره‌وری به صورت طبیعی کم است. برای افزایش تولید، تکنیک نورد شاخه‌ای (slit rolling) بازدهی خوبی دارد و هزینه کمی در مقایسه با نورد دو خطی (strand rolling)  می‌برد.

صرفه‌جویی در مصرف انرژی

تغییرات بازار جهانی در مورد انرژی حتی بر واحدهای کوچک فولاد فشار می‌آورد تا مصرف انرژی را بهبود بخشند. در یک کوره قوسی آلمانی، مصرف انرژی الکتریکی از 630 به 400 کیلووات ساعت بر هر تن فولاد کاهش یافت. برای کارخانه‌های نورد، امکان صرفه‌جویی در جدول ۲ نشان داده شده است.

در اغلب کارخانه‌های نورد، با استفاده مناسب از انرژی، صرفه‌جویی زیادی می‌توان انجام داد.

محصولات تخت

در گذشته، نیاز به محصولات بلند در مراحل صنعتی شدن، عمده مصرف فولاد را در بر می‌گرفت، اما توسعه صنعت سهم محصولات تخت را افزایش داده است. به عنوان نمونه، در سال 1960 در مکزیک مصرف فولاد 15/1 میلیون تن با 40 درصد محصولات تخت بوده است. در سال 1978 مصرف به 05/6 میلیون تن با 58 درصد محصولات تخت رسید. یک کارخانه مدرن نورد گرم تسمه، 3 تا 5 میلیون تن تسمه پهن در سال تولید می‌کند (که هزینه کارخانه بسیار بالاست). این کارخانه‌ها برای کشورهای پیشرفته مناسب نیستند، بنابراین اخیرا تکنیک ریخته‌گری تختال نازک (thin slab casting)  و ریخته‌گری تسمه به وجود آمده است که هزینه سرمایه‌گذاری و عملیات آن کمتر است. مشخصات تکنولوژی‌های جدید در جدول ۳ آمده است.

در ریخته‌‌گری تختال نازک، مثلا مدل Hazeleh  و نیز Hitachi و kawasaki، فولاد بین دو تسمه متحرک فولادی ـ که یک قالب نازک تشکیل می‌دهند ـ ریخته می‌شود. اختلاف این دو کارخانه در آن است که در اولی از قالب افقی شیب‌دار و در دومی از قالب عمودی استفاده می‌شود. Schloemann-Siemag از قالب نوسانی عمودی کرده است، اما با شکل خاصی در منطقه ریختن، که پهن‌تر است تا بتوان از امکان نازل غوطه‌ور 
(submerged nozzle) استفاده کرد. بعد از کوشش‌های اولیه، اولین خط تکی صنعتی اکنون در شرکت نیوکور (Nucor)  امریکا نصب شده است. طرح ریخته‌گری تختال نازک به صورت ریخته‌گری افقی شمشال در امریکا مورد آزمایش است. ریخته‌گری تسمه نیز تحت بررسی است. مذاب فولاد در بین دو غلتک موازی، که یک قالب کوتاه عمودی تشکیل می‌دهند، ریخته‌ می‌شود. در ریخته‌گری تسمه بسیار نازک، مذاب فولاد روی یک غلتک دوار منجمد، یا روی یک قالب متحرک افقی پاشیده می‌شود. این روش‌های جدید در آینده نزدیک در مقیاص صنعتی مطرح خواهند شد./

 

جدول ۱: بهره‌وری کوره قوس الکتریکی در شرایط کاری مختلف
وضعیت	t/MVAhr
معمولی	1/1
بدون پیشگرام قراضه	5/1
پیشگرام قراضه تا دمای  500	2
پیشگرام قراضه تا دمای 900	8/2

  

جدول ۲: امکان صرفه‌جویی در کارخانه‌های نورد
وضعیت	امکان کاهش مصرف انرژی (درصد)
بارگیری مستقیم شمش گرم	21
بهره‌برداری صحیح از خط نورد	10-20
نورد بدون شیار	13
نورد شاخه‌ای	18
نورد در دمای کم:
750	45
950	17
بلکوک با کاهش شدید سطح مقطع	5-20
نورد endless	5-10

  

جدول ۳: تکنولوژی جدید در ریخته‌گری
مواد	ضخامت (میلیمتر)	سرعت ریخته‌گری (متر بر دقیقه)	ظرفیت سالانه (میلیون تن)
ریخته‌گری تختال نازک	30 – 40	10 – 25	5/1
ریخته‌گری تسمه	5 – 25	20 – 30	25/0 – 4/0
ریخته‌گری تسمه بسیار نازک (ورق)	5/0 – 1	600	3/0

 
منبع:

 P. O. Strandell; "The importance of Mini-mill for the steel industry"; Modernization of steel rolling; International Academic Publishers; 1989 

 نشریه فراز، شماره ۱۳، سال ۱۳۷۸

 

Thin Slab Casting and Rolling

Thin Slab Casting and Rolling

For the production of flat products, liquid steel is generally cast in form of slabs in continuous slab casting machines. These slabs are inspected, scarfed and then reheated in slab reheating furnace to the rolling temperatures before being rolled to hot rolled coils in a semi continuous or continuous hot strip mill.  Development of thin slab casting and rolling (TSCR) is a step forward to reduce the number of process steps in the production of hot rolled coils (HRC). Originally TSCR technology was developed with the primary goal of reducing the production and investment costs but today it has become one of the most promising production routes to maintain steel as a leading material in technological application and it is being considered as the technology which has reached a high degree of maturity. Casting speed of 6.0 m/min for slab thickness of 50/55 mm is quite common. Initially, only commercial quality plain carbon steels were being cast through thin slab caster route. But presently most of the steel grades including low, medium & high carbon, HSLA line pipe grades and steel grades for automotive application including IF grades can be cast through thin slab caster route. In fact this technology has brought paradigm shift in steel technology of casting and rolling. The thin slab casting and rolling technology was made possible because of the following improvements in casting and rolling processes.

• Design of mould
• Hydraulic mold oscillations
• Use of electromagnetic brakes (EMBR)
• Use of high pressure descaler and roller side guide (edger) in the mill
• Dynamic liquid core reduction (LCR)
• Mold powder quality and redesigned SEN
• Water spray cooling

History

The implementation of TSCR concept did not achieve any success till mid eighties due to numerous technological challenges associated with the technology. The first breakthrough in this direction was achieved in October 1985 by SMS Schloemag-Siemag when the first thin slab of 50mm thickness was cast in a pilot plant in Kreuztal-Buschhutten. This success was achieved with apatented funnel shaped mould and an optimized submerged entry nozzle. SMS Schloemag-Siemag gave to this technology the name of “Compact Strip Production (CSP)”. The first CSP plant was ordered in late 1987 and was commissioned at Nucor Steel, Crawfordsville, Indiana in July 1989. Within few days of commissioning there was a major break out in the casting machine because of inexperienced operators. This has an effect on the speedy acceptance of this technology. Almost at the same time, the In-line Strip production (ISP) process was under intensive development by Mannesmann Demag and Arvedi group. Development of ISP started in 1988 based on an Arvedi-Mannesmann patent. In 1992, the prototype ISP plant was built by Arvedi at its Cremona works, with most development carried with the plant. In 1994-95 the prototype plant completed the first phase of its development. Later based on the ISP technology, Acciaieria Arvedi has developed a new thin slab casting/endless rolling process under the brand name Arvedi ESP. With this process o.8 mm thick strip is being produced. Voest Alpine (VAI) of Austria (Now Siemens VAI) and Danieli of Italy have also developed thin slab casting and rolling technologies.  The technology of VAI is known as Continuous Thin Slab Casting and Rolling Technology (CONROLL) and produces slabs up to thickness of 125 mm. It is more of medium thickness slabs. The technology developed by Danieli is known as Continuous flexible Thin Slab Rolling (fTSR) and produces slabs in the thickness range of 70-90 mm. Implementation TSCR technologies got a major boost after China and India started expanding its steel production in a massive way. Today a three strand TSCR plant based on CSP technology has been installed at ESSAR Gujarat, India.

Compact steel production

The liquid steel after steel making is teemed into the tundish of the continuous casting machine. The steel is cast into slab of the desired thickness of 40 mm to 70 mm. The slab is then sheared to the proper length and transported to the tunnel or equilibrating furnace normally set at a temperature of 1150 deg C. At this point, the slab exhibits an austenite grain size of 500-1000 ?m. After the 20 minute residency time in the furnace the slab exits the furnace and is crop sheared. The hot thin slab then enters the finishing mill at approximately 1000 deg C. The slab is rolled into hot strip as it passes through the finishing mill of 5, 6 or even 7 stands. The hot strip after rolling enters the run out table (ROT) where it undergoes cooling to the coiling temperature. It is then coiled to room temperature. This process is shown schematically in Fig 1.

Fig. 1 Scheme of Compact Steel Production process

The main elements of CSP process are ladle turret, mould, strand guide system, pinch roll unit, pendulum shear, heating furnace with transfer car to connect two casting stands, rolling mill with 5 to 7 stands, strip cooling and coilers. Hot strips of 1 mm thickness can be comfortably hot rolled by this technology. CSP uses profile and flatness control systems adopting the well known CVC technology for adjustment. The pictorial view of the process is shown in Fig 2

Fig 2 Pictorial view of Compact Steel Production process

In line Strip production

In this process liquid steel is cast in a slab casing machine with a multi bending mould having servo hydraulic oscillation. The slab exit from the machine at a thickness of 70 mm and undergoes soft reduction as it travels down the 5.2 m radius casting machine to emerge at a speed of 5.5 m/min and at a max thickness of 55 mm. The slab is then rolled in a 3 stand roughing mill for reduction to 10-18 mm transfer bar. The transfer bar is cut to length in a pendulum shear and then passes through an induction furnace to raise the bar temperature by 150-250 deg C. After this the transfer bar goes to ‘Cremona’ furnace which consists of two coilers housed in insulated chambers. One coiler is accepting and coiling transfer bar from induction furnace while the second coiler is de-coiling and feeding to the hot rolling mill. Cremona furnace not only decouples the casting and the roughing stage with the finishing stage but also it acts as a dynamic buffer and homogenizes the temperature profile of steel for further rolling in finishing stands. Finally the hot strip passes along a laminar water flow cooling table and coiled in down coiler. This process is shown schematically in Fig 3.

Fig. 3 Scheme of In-line Strip Production process

Flexible thin slab casting and rolling process

The Thin slab casting and rolling process marketed by Danielli consists of flexible thin slab casting (fTSC) unit connected to thin slab rolling unit (fTSR) through a tunnel furnace. fTSC unit is able to cast slab of thickness 60 mm. The caster is of vertical curved design, having funnel mould with soft reduction and air mist cooling. Rolling mill consists of a finishing mill consisting of 6/7 rolling stands in cluster configuration. This process is shown schematically in Fig 4.

 

Fig. 4 Scheme of fTSC and fTSR Production process

Metallurgical features of TSCR process

While processingthe steel in TSCR process from tundish to coiler the metallurgical features are important.

1. Rapid solidification of the thin slab refines the dendritic structure and contributes to greater homogeneity.
2. Non-metallic inclusions are small and globular, retain their shape during hot-rolling and contribute to isotropic properties (toughness, bendability).
3. All added micro-alloying elements remain in solution. Because of the high temperature of the cast slab prior to hot rolling, premature precipitation is avoided.
4. To minimize the difficulties of casting in the peritectic region, the carbon content of many micro-alloyed steels is restricted to between 0.05% and 0.06%. This restriction benefits toughness and weldability.
5. The high temperature of the slab during bending and unbending minimizes the tendency to form transverse cracks.
6. The temperature in the equilibrating furnace depends on the micro-alloying element and is designed to keep the micro-alloy in solution.
7. Direct charging is the main factor that reduces energy consumption during hot rolling.
8. In rolling thin slabs, the deformation in the initial passes often exceeds 50%. Heavy deformation at high temperatures is essential to refine coarse (over 1000 ?m) austenitic grains by re -crystallization.
9. The refinement and uniformity of austenitic grains is a prerequisite for a fine ferritic structure down to 4 to 5 ?m.
10. Accelerated cooling on the run-out table and under cooling of the austenite further refines the ferrite.

The production process and typical level of temperature evolution in the TSCR process is shown in Fig 5.

Fig 5 Typical level of temperature evolution during TSCR process

Advantages of TSCR process 

The following are the major advantages of thin slab casting and rolling technology.

• Reduction in capital cost.
• Reduction in manpower
• Reduction in floor space required
• Improvement in the yield of finish product from liquid steel
• Reduction in the specific fuel consumption
• Reduction in the specific power consumption

Thin Slab Casting

Abstract:

Thin Slab Casting is a significant evolutionary step in casting methodology and allowed much more efficiency and therefore cost effectiveness to be applied to the casting process.
With thick slab casting being used predominantly, the introduction of thin slab casting allowed for a range of process efficiencies including the reduction of total production line from 800m to 250m.

The steel produced by both BOF and EAF typically follow similar routes after the molten steel is poured from the furnace. The molten steel is transferred to the ladle where the metal chemistry is adjusted to meet the final steel product specifications, which may include adding small amounts of other metal alloys.

The steel then proceeds to the continuous caster, which casts the steel into semi-finished shapes (e.g., slabs, blooms, billets, rounds, and other special sections). Steel from the continuous caster is processed in rolling mills to produce the final steel shapes that are sold by the steel mill.

In most cases, these cast shapes will be cooled and stockpiled for later introduction into the rolling mill where the final market shape will be produced. These shapes include coiled strips, rails, and other structural shapes, as well as sheets and bars. The semi-finished products may be further processed by using many different steps, such as annealing, hot forming, cold rolling, heat treating (tempering), pickling, galvanizing, coating, or painting.

Many of these steps require additional heating or reheating. The additional heating or reheating is accomplished using furnaces usually fired with natural gas. The furnaces are custom designed for the type of steel, the dimensions of the semi-finished steel pieces, and the desired temperature.

Casting developments have aimed to reduce the number of process steps involved in producing the final product. Conventional casting machines may be up to 800m in length, containing a repeating furnace, roughers and finishers. With the advent of thin slab casting the number of stages is reduced, typically reducing machine length to 250m.

Thin slab casting and direct rolling (TSDR) technologies are nowadays one of the most promising processing routes to maintain steel as a leading material in technological applications. Initially, this process was exclusively for the production of mild steels. As industrial experience and knowledge improved, a rapid expansion of the range of products took place with higher strength grades becoming an important part of the overall production. Actually, it is widely accepted as a route to produce high value grades and it can be considered as a technology which has reached a high degree of maturity.

Originally, the Thin Slab based process was developed with the primary goal of reducing the investment and production costs related to the traditional thick slab process. The first target achieved, due to design limitations of the casters in the first generation technologies, was to serve markets with limited requirements (mainly for low added value commercial applications) and with a productivity around 1 Mtpy (per casting strand) of HRC or less. The 4^th-generation of Slab casters allow production with a variety of added value steel grades that could not be previously obtained by use of a thick slab caster.

In the case of thin slab casting, the steel is cast directly to slabs with a thickness between 1.2 and 2.4 in (30 and 60 mm) instead of slabs with a thickness of 4.72 to 11.8 in (120 to 300 mm).

The method involves pouring molten steel into the Tundish at the top of the slab caster, from a ladle. They are sized with a working volume of min 100 t, which will deliver the steel at a rate of one ladle every 40 minutes to the caster. The temperatures of liquid steel in the tundish as well as the steel purity and chemical composition have a significant impact on the quality of the cast product.

The liquid steel passes at a controlled rate into the caster, which is made up of a water cooled mould in which the outer surface of the steel solidifies. In general, the slabs leaving the caster are circa 70mm thick, 1000mm wide and approximately 40m long. These are then cut by the shearer to length. To enable ease of casting a hydraulic oscillator and electromagnetic brakes are fitted to control the molten liquid whilst in the mould.

Figure 1: Thin slab caster

Figure 2: Thin slab casting (in front) in the pilot plant of Mannesmannröhren-Werke, Duisburg- Huckingen

ريخته گري ورق

ريخته گري ورق
1- مقدمه
طي سي سال گذشته روش‌هاي مختلفي براي توليد شمش‌ها و اسلب‌ها ايجاد شده و پس از مدتي جاي خود را به روش‌هاي ديگر كه مزاياي بيشتري داشتند، دادند. ما در سال‌هاي آينده مطمئناً تحول بيشتري را در ماشين‌هاي ريخته‌گري براي توليد محصولاتي نزديك به شكل نهايي را شاهد خواهيم بود كه علاوه بر سرعت بالا، قابليت توليد (باز‌دهي) بالايي را نيز برآورده مي‌سازند.
مفهوم ريخته‌گري قطعات نزديك به شكل نهايي عموماً شامل ريخته‌گري اسلب‌هاي نازك و ورق است [1]. مشكل اين تكنولوژي جديد اين است كه براي رسيدن به سطح قابليت توليد ( بازدهي) روش‌هاي قديمي و كنترل قيمت، سرعت ريخته‌گري بالا‌تري مورد نياز است. در حال حاضر دستگاه‌هاي موجود قادر هستند تا ورق‌هايي با ضخامت 50 تا 150 ميليمتر توليد كنند [1]. اين مطلب بدان معناست كه سرعت ريخته‌گري برابر 5 تا 10 متر بر دقيقه براي برابر شدن قابليت توليد (بازدهي) اين روش با روش‌هاي قديمي كه اغلب با سرعت 5/1 تا 2 متر بر دقيقه كار مي‌كنند، مورد نياز است.
مهمترين فلزاتي كه در اين روش (Strip casting) براي توليد ورق مورد استفاده قرار مي‌گيرند فولاد و آلومينيوم هستند.
تا امروز مدل‌هاي متعددي از دستگاه‌هاي ريخته‌گري ورق توليد شده‌اند كه از آن جمله مي‌توان به انواع دستگاه‌هاي ريخته‌گري دو غلطكي (Twin roll caster) و دستگاه‌هاي ريخته‌گري تسمه‌اي (Belt caster) كه خود به به طور عمده به دو نوع تك تسمه‌اي (Single belt) و دو تسمه‌اي (Twin belt) اشاره كرد.
با توجه به خصوصيات هر روش، مسلماً نحوه انتقال حرارت در هر روش متفاوت خواهد بود. نحوه انتقال حرارت علاوه بر دو نوع دستگاه به جنس تجهيزات و علي‌الخصوص سرعت ريخته‌گري نيز بستگي دارد.
شرايط متفاوت انتقال حرارت قطعاً بر روي ساختار داخلي ورق‌هاي توليدي تأثير گذار خواهد بود و با توجه به نحوه انتقال حرارت ساختار متفاوتي به دست خواهد آمد.
با توجه به مسائل فوق پژوهش‌ حاضر سعي دارد تا روش‌هاي جديد توليد ورق‌هاي فولادي و شرايط مختلف آن‌ها را معرفي نمايد. علاوه بر اين نحوه انتقال حرارت در يكي از اين نوع دستگاه‌ها و همچنين ساختار ورق‌هاي توليدي مورد بررسي قرار گرفته است.
2- ريخته‌گري ورق‌هاي فولادي
نياز روز افزون به استفاده از ورق‌هاي فولادي از قفسه‌هاي فلزي فروشگاه‌هاي كوچك گرفته تا بدنه اتومبيل‌ها، دانشمندان را بر آن داشته تا روش‌هاي سريعتر، ارزان‌تر و در عين حال با قابليت توليد محصول با كيفيت را ابداع نمايند.
همانطور كه پيش از اين گفته شد دو روش عمده‌ براي توليد ورق‌هاي فولادي وجود دارد.
- ريخته‌گري دو غلطكي
- ريخته‌گري تسمه‌اي
اين دو روش داراي مزايا و معايبي نسبت به يكديگر هستند كه از آن جمله مي‌توان به قابليت توليد بالاي (بازدهي) دستگاه‌هاي تسمه‌اي نسبت به دستگاه‌هاي دو غلطكي اشاره كرد. در مقابل ورق‌هاي توليدي دستگاه‌ها تسمه‌اي بيشتر مستعد به اكسيداسيون در طول پروسه توليد مي‌باشند.
در ادامه به بررسي اين روش‌ها پرداخته مي‌شود.

1-2 ريخته‌گري به روش دو غلطكي
اولين تحقيقات بر روي اين روش به صورت تئوري توسط هانري بسمر در سال 1866 صورت گرفت. وي در آن سال اختراع خود را در زمينه ماشين ريخته‌گري كه مي‌تواند فولاد را بين دو غلطك به صورت ورق ريخته‌گري كند، به صورت مقاله‌اي به ثبت رساند ولي نتوانست ايده خود را عملي كند چون در آن زمان علم مواد چندان پيشترفت نكرده بود تا بتواند غلطكي طراحي كند كه در دما و تنش بالا كار كند و از نظر اقتصادي نيز به مقرون صرفه باشد. تحقيقات مجدد بر روي اين روش بعد از 130 سال در اوايل دهه 80 (حدود سال 1990) آغاز شد تا اينكه در كارخانه مربوط به شركت تيسن‌كروپ در شهر كرفلد، اولين ورق از جنس فولاد زنگ نزن در سال 1999 ريخته‌گري شد. وزن اين ورق 36 تن، ضخامت 3 ميليمتر و عرض آن 1130 ميليمتر بود كه با سرعت 35 تا 70 متر بر دقيقه ريخته‌گري شده بود.
در اين روش دو غلطك تو خالي كه با آب خنك مي‌شود به فاصله معيني از هم قرار مي‌گيرند، سپس مذاب توسط تانديش يا نگه‌دارنده، از طريق يك نازل در بين دو غلطك ريخته می شود. سطح مذاب داخل تانديش بايد همواره مقدار ثابتي باشد، لذا براي اين منظور از يك ميله (Stopper) جهت كنترل مذاب ورودي استفاده مي‌شود بعد از اينكه لايه نازكي از مذاب بر روي غلطكها منجمد گشت، با حركت دوراني غلطكها اين لايه منجمد شده به سمت خروجي رفته و در نهايت ورق توليد مي‌شود.
شكل 1 و 2 شماتيكي از انواع مختلف دستگاه ريخته‌گري دو غلطكي را نشان مي‌دهد .
حال سؤالي كه مطرح مي‌شود اين است كه آيا اين روش مي‌تواند اتمام راه براي توليد ورق‌هاي فولادي از روش ريخته‌گري باشد و يا اينكه اين دستگاه‌ها مي‌توانند بوسيله‌ي ماشين ساده‌تر و با بازدهي بالاتر جايگزين شوند. پروفسور schwerdtfeger معتقد است كه مشكلات صنعتي دستگاه ريخته‌گري دو غلطكي پتانسيل كم اين نوع دستگاه‌ها براي تطبيق بازدهي با فرآيندهاي قديمي توليد اسلب‌ها مي‌باشد.

شكل 1. شماتيكي از دستگاه‌هاي ريخته‌گري دوغلطكي مورد استفاده در صنعت فولاد.

شكل 2. شماتيكي از دستگاه‌هاي ريخته‌گري دوغلطكي مورد استفاده در صنعت فولاد كه ورق در آن مستقيما پس از توليد تحت نورد گرم قرار مي‌گيرد .

اين مشكل به دليل قطر زياد غلطك‌ها و مهندسي خاص مورد نياز براي توليد آنها مي‌باشد. به عنوان مثال براي نيل به قابليت توليد ورق‌هاي موجود در روش‌هاي قديمي براي توليد فولادهاي كم كربن غلطكهايي با قطر 46/2 متر با سرعت rpm 5/21 مورد نياز است تا ورقي با ضخامت 3 ميليمتر توليد شود. با اين حال مشخص نيست كه چنين‌ حالتي بتواند كيفيت و خواص مطلوب را تضمين كند.
شكل 3 به طور شماتيك مشكل مورد نظر پروفسور schwerdtfeger را نشان مي‌دهد.

شكل 3. شماتيكي از مشكل مورد نظر پروفسور schwerdtfeger.

با تمامي اين بحث‌ها جنبه مثبت دستگاه ريخته‌گري دو غلطكي امكان توليد ميكروساختار متقارن و عدم وجود جدايش ميكروسكوپي قابل توجه در ورق مي‌باشد. مشكلات تكنيكي اين روش شامل نحوه انتقال مذاب و محدوده نگه‌داشتن اطراف حوضچه مذاب است.
شكل 4 پيش‌بيني مشكل حركت جريان در داخل دستگاه دو غلطكي در مقياس آزمايشگاهي را هنگامي كه از يك نازل دو شاخه‌اي غوطه‌ور براي انتقال مذاب فولاد به داخل مخزن مذاب استفاده مي‌شود را نشان مي‌دهد.

شكل 4. شكل حركت جريان در ريخته‌گري دو غلطكي هنگامي كه از يك نازل عمودي با شاخه‌هاي افقي استفاده مي‌شود.سرعت ريخته‌گري 188/0 متر بر ثانيه. ضخامت ورق 4 ميليمتر.

اتفاقي كه رخ مي‌دهد اين است كه دو‌جت از مذاب فولاد از داخل حوضچه‌ حاوي مذاب سردتر فولاد به سمت ديواره اطراف حركت كرده و حرارت خود را از دست مي‌دهد. نتيجه اين حركت در حالت انجماد اين است كه پوسته فولاد شكل گرفته بر روي غلطكها در مناطق مركزي به ضخيم شدن ميل مي‌كند وضعيتي شبيه به شكل 5 به خود مي‌گيرد كه در آن كسر انجمادي در ناحيه مياني بزرگتر است. اين مسئله منجر به انجماد ناهموار در امتداد عرضي غلطكها مي‌شود كه ناهمواري ساختار و ناپايداري عمليات را به دنبال خواهد داشت.

شكل 5. كانتوركسر انجمادي در 1متر پايين‌تر از سطح آزاد مذاب.

استفاده از يك نازل شكافي عمودي در بالاي كل عرض غلطكها يك راه حل منطقي به نظر مي‌رسد، اگر چه تلاطم سطحي و انجماد سطحي از مشكلات مطرح در اين حالت است. شكل 6 طرح‌هاي انجماد پيش‌بيني شده در يك دستگاه دو غلطكي را نشان مي‌دهد. در اين شكل مي‌توان مشاهده كرد كه يكنواختي رشد پوسته با استفاده از نازل‌هاي عمودي تنگ‌تر (كم عرض‌تر) از بين مي‌رود. يك نازل استوانه‌اي ‌مي‌تواند وضعيت به مراتب بدتري را به وجود آورد.
جت عمودي مذاب فولاد گرم ، پوسته‌هاي دندريتي رشد كرده بر روي سطح غلطك‌ها را ذوب مي‌كند . اين نوع مدل‌سازي براي درك جزئيات راه‌هاي مناسب براي بدست آوردن ريختگي يكنواخت بسيار مفيد است .

شكل 6. كانتور كسر جامد براي نازل‌هايي با عرض‌هاي مختلف: a) 100% عرض، b) 75% عرض،
c) 50% عرض، d) نازل لوله‌اي.

1-1-2 انتقال حرارت در ريخته‌گري دو غلطكي
در طول ريخته‌گري دو غلطكي فلز مذاب مي‌تواند با از دست دادن حرارت در فصل مشترك خود با غلطك‌ها منجمد ‌شود. سرعت خروج حرارت در طول فصل مشترك با فلز مي‌تواند بر روي كيفيت سطحي و زير سطحي ورق بر حسب متغيرهاي زيادي مانند :
- مواد مورد استفاده در ساختمان غلطك
- بافت غلطك و خواص پوشش سطحي بكار برده شده
- انبساط حرارتي غلطك‌ها
- فشار متالواستاتيك
- تشكيل فاصله هوايي
تأثير گذار باشد.
تحقيقاتي توسط Tavares و همكارانش [2] جهت تحليل انتقال حرارت معكوس در ريخته‌گري دو غلطكي انجام گرفت و اطلاعات ترموكوپل‌هاي نصب شده در يكي از غلطكهاي يك دستگاه ريخته‌گري دو غلطكي آزمايشگاهي براي تعيين تغييرات در فلاكس حرارتي و انتقال حرارت بين غلطك و ورق مورد استفاده گرفت.
اين آزمايش براي دو سرعت و ضخامت ريخته‌گري متفاوت به شرح زير انجام گرفت.
1- سرعت ريخته‌گري پايين (067/0 متر بر ثانيه) و ضخامت ورق 6 تا 5/7 ميليمتر.
2- سرعت ريخته‌گري بالا (12/0 متر بر ثانيه) و ضخامت ورق 4 ميليمتر.
براي انتقال مذاب در اين آزمايش از يك نازل لوله‌اي با دو دريچه افقي در جهت ديواره‌هاي حوضچه مذاب استفاده شده بود.
شكل 7 تغييرات فلاكس حرارتي در طول آزمايش با شرايط1 را نشان مي‌دهد. پيك‌هاي موجود در فلاكس حرارتي مربوط به دفعات تماس قسمتي از غلطك كه ترموكوپل در آن قرار دارد با فلز منجمد شده مي‌باشد.
مقدار فلاكس حرارتي از يك دور غلطك به دور ديگر تغيير مي‌كند. اين امر احتمالاً به دليل تغييرات اندك در شرايط ريختگي و اين حقيقت است كه در هر دور دما توسط يك سري از ترموكوپل‌ها كه در قسمت‌هاي مختلفي نسبت به هم قرار دارند ثبت مي‌شود.


شكل 8 يكي از پيك‌هاي شكل 7 را با جزئيات بيشتر نشان مي‌دهد. پس از شروع تماس فلز با قسمت داخلي غلطك افزايش سريعي در فلاكس حرارتي ديده مي‌شود. ماكزيمم مقدار فلاكس حرارتي معمولاً در 2/1 تا 3/2 زمان تماس ديده مي‌شود.

شكل 8. تغييرات فلاكس حرارتي در فصل مشترك غلطك- مذاب در طول يك تماس.

اين نوع رفتار در فلاكس حرارتي موضعي در طول انجماد در تحقيقات ديگري نيز مشاهده شده است و مكانيزم‌هاي متعددي نيز پيشنهاد شده است.
در حالت ريخته‌گري دو غلطكي، تغييرات فلاكس حرارتي با زمان تماس در نتيجه‌ي اثر متقابل فاكتورهاي متعددي مانند: وجود فيلم هوايي بدام افتاده بين غلطك و پوسته نازك منجمد شده، انبساط حرارتي غلطك‌ها، فشار متالواستاتيك (فشار فلز ساكن) و انقباض انجمادي مي‌باشد. مكانيزم‌هاي زير براي بيان تغييرات در فلاكس حرارتي پيشنهاد شده است.
1) فولاد مذاب از نازل خارج شده و اكثر فوق گرمايش خود را قبل از رسيدن به سطح غلطك از دست مي‌دهد. در نتيجه انجماد در لحظه تماس فلز با سطح سرد فلز اتفاق مي‌افتد.
2) انتقال حرارت بين سطح غلطك و سطح پوسته‌ي بسيار نازك منجمد شده اتفاق مي‌افتد. اين دو سطح زير هستند (در مقياس ميكروسكوپي و ماكروسكوپي ) بنابراين نقاط مشخصي در تماس با سطح غلطك هستند در حاليكه در ديگر نقاط سطح فلز و غلطك‌ توسط هوا (يا حتي مونو اكسيد كربن) گير افتاده از هم جدا شده‌اند. در نقاط تماس، گرما توسط پديده‌ي رسانايي (انتقال) بين دو سطح جامد منتقل مي‌شود. در نقاطي كه تماس بين دو سطح جامد برقرار نيست، تشعشع و رسانايي از بين فيلم هوا مكانيزم اصلي انتقال حرارت است.
3) تماس اوليه بين دو سطح كاملاً چسبيده نيست كه اين امر منجر به فلاكس حرارتي كوچكي مي‌شود.
4) وقتيكه تماس ادامه پيدا مي‌كند، در اثر افزايش دما غلطك دچار انبساط مي‌شود. در همين زمان، فشار متالواستاتيك بر روي پوسته نازك منجمد شده در اثر افزايش ارتفاع فلز مذاب بالاي آن، افزايش مي‌يابد. در نتيجه فشار تماسي افزايش پيدا كرده و ضخامت فيلم هوايي كم مي‌شود و منجر به افزايش فلاكس حرارتي در فصل مشترك مي‌شود.
5 ) وقتيكه حرارت از فلز خارج مي‌شود، پوسته منجمد شده ضخيم‌تر شده و به اندازه كافي استحكام بدست مي‌آورد تا فشار متالواستاتيك را تحمل كند. انقباض انجمادي نيز در اين زمان مهم است. اين دو عامل باعث كاهش در فلاكس حرارت مي‌شوند.
به نظر مي‌رسد كه قبل از رسيدن به ماكزيمم فلاكس حرارتي، عامل اشاره شده دربند 4 بسيار مهم باشد و تغييرات فلاكس حرارتي را بوجود خواهد آورد. بعد از مقدار ماكزيمم، عامل اشاره شده در بند 5 احتمالاً بر عوامل ديگر غلبه كرده و سبب كاهش مشاهده شده در فلاكس حرارتي مي‌شود.
شكل 9 تغييرات فلاكس حرارتي در حالتي ديگر (سرعت ريخته‌گري 12/0 متر بر ثانيه و ضخامت ورق 4 ميليمتر) را نشان مي‌دهد.

شكل 9. تغييرات فلاكس حرارتي در فصل مشترك غلطك- مذاب.

بطور كلي پيك‌هاي فلاكس حرارتي بلندتر از پيك‌هاي مشاهده شده در شكل 7 است. اين امر احتمالاً به دليل سرعت ريخته‌گري متفاوت و همچنين تركيب شيميايي متفاوت فولاد مورد استفاده است. تغييرات فلاكس حرارتي براي يكي از پيك‌ها با جزئيات بيشتر در شكل 10 نشان داده شده است.

شكل 10. تغييرات فلاكس حرارتي در فصل مشترك غلطك- مذاب در طول يك تماس.

تقريباً تا زمان تماس، تغييرات فلاكس حرارتي تقريباً شبيه به چيزي است كه در شكل 8 نشان داده شده است. يك افزايش سريع تا رسيدن به يك ماكزيمم مقدار به دنبال آن يك كاهش متناوب. بطور مشابه همان مكانيزم‌هايي كه در حالت قبل مطرح شد در اينجا نيز بكار مي‌رود. تنها اختلافي در پاياني زمان تماس مشاهده مي‌شود.
پيك دوم موجود در فلاكس حرارتي، احتمالاً وابسته به تأثير شديد منطقه دندريتي خميري شكل گرفته بر روي هر كدام از غلطك‌ها است. بطوريكه كسر جامد در مركز بطور پيوسته افزايش مي‌يابد. در برخي از مقادير معين كسر جامد، دندريت‌ها بصورت يك شبكه پيوسته شكل مي‌گيرند كه شروع به گسترش مقاومت و اعمال فشار به پوسته‌ي نازك منجمد شده مي‌نمايد بطوريكه فاصله بين سطح غلطك‌ها كاهش مي‌يابد. پوسته جامد نازك قادر به تحمل اين فشار نيست و به سمت سطح غلطك هل داده مي‌شود. در نتيجه فشار تماسي بين سطح غلطك و پوسته جامد افزايش يافته و به همين دليل فلاكس حرارتي بين اين دو سطح نيز افزايش مي‌يابد.
شبيه به پديده مشابه در عمليات نورد، كه فشار تماسي پس از رسيدن به يك مقدار ماكزيمم كاهش مي‌يابد، در اين حالت نيز فشار در نزديكي محل خروج ورق از غلطك‌ها كاهش مي‌يابد (كه احتمالاً به دليل انقباض انجمادي است) و در نتيجه فلاكس حرارتي نيز كاهش مي‌يابد.
سؤالي كه در اينجا مطرح مي‌شود اينست كه چرا پيك دوم در سرعت‌هاي كمتر ريخته‌گري (شكل 8) مشاهده نشده است. يك جواب ممكن براي اين سؤال اينست كه سرعت سرد شدن در طول انجماد در سرعت‌هاي پايين‌تر غلطك و ورق‌هاي ضخيم‌تر، كمتر است و در نتيجه فلاكس حرارتي نيز كمتر است. در اين حالت، فاصله بين دندريتي بزرگتر است و بطوريكه توسط Fleming نشان داده شده، افزايش استحكام بوسيله‌ي شبكه‌ي دندريتي در كسر جامد بالايي شايد پس از اينكه ورق غلطك‌ها را ترك كرد، اتفاق مي‌افتد.
تحقيقات آقاي Tavrares و همكارانش، در مورد انتقال حرارت در سرعت‌هاي كم، (شكل‌هاي 7 و 8 ) هيچگونه پيك ثانويه را در منحني‌هاي فلاكس حرارتي نشان نداد اما آن‌ها گزارش داده‌اند [2] كه در برخي از نمودارها شيب نزولي نمودار دچار تغييراتي شده كه احتمالاً ناشي از پديده‌اي است كه قبلاً به آن اشاره شد.

2-1-2 ميكرو ساختار
در عمليات‌هاي ريخته‌گري قديمي براي اسلب‌ها و تختال‌ها، ساختار ريختگي به كلي يا تقريباً به كلي در زمان حرارت دهي براي عمليات‌هاي بعدي تغيير مي‌كند. در ريخته‌گري ورق، ساختار ريختگي هنگامي كه مرحله‌ي حرارت‌دهي مجدد حذف مي‌شود و ورق توليدي مستقيماً رول مي‌شود بسيار حائز اهميت است. همانطور كه پيش از اين نيز اشاره شد ساختار داخلي ورق‌ها به شدت توسط انتقال حرارت در فصل مشترك ورق/ غلطك كنترل مي‌شود. مقالات كمي در مورد ساختارهاي ريختگي ورق‌هاي فولادي كه بوسيله‌ي دستگاه دو غلطكي تهيه شده‌اند ارائه شده است. تحقيق آقايان Shiang و Wray ارتباط ميكروساختار و انتقال حرارت را مورد توجه قرار داده است.
Roderick و همكارانش [1] در مورد ارتباط خصوصيات ميكروساختار و بطور خاص اندازه دانه با انتقال حرارت تحقيقاتي را انجام دادند كه اكثراً بر پايه مشاهده ميكروساختار استوار بود.
شكل 11 مقطعي از ساختار دندريتي يك ورق از جنس فولاد هيپويوتكتوئيد با ضخامت 6 ميليمتر را نشان مي‌دهد كه با سرعت 4 متر بر دقيقه ريخته‌گري شده است. ساختار يا دندريت‌هاي اوليه انجماد توسط معرف Oberhofer آشكار مي‌شود. اساساً اين محلول اچ براي آشكار سازي سطح متفاوتي از جدايش ميكروسكوپي بكار مي‌رود. مناطق غني از آهن (دندريت‌ها) سياه ديده مي‌شود، در حاليكه نواحي با غلظت بالا‌تر ناخالصي ( نواحي بين دندريتي) سفيد به نظر مي‌رسند.

---