Doc. Ing. MÁRIA KOLLEROVÁ, CSc. - Prof. Ing. MILAN ŽíDEK, DrSc. Prof. Ing. Dr. BOHUMIL POČTA - Ing. VLADIMIFi DEDEK, CSc. VALCOVANIE ~; i '::t!. "' ~:", ", ~ ~! f. ~,.," ' ' :" 1,l I:'~,'" t,. - x ~ II i. 'j i VYDAVATEĽSTVO ALFA. BRATISLAVA f
Obs~. Predhovor............................................ 5 Veličiny, indexy a skratky.................................... 7 1 História, súčasný stav a ďalší rozvoj valcovania (M. Kollerová)........... 13 2 Fyzikální a mechanické základy plastické deformace kovu (V. Dedek)....... 17 2.1 Fyzikální podstata plastické deformace 17 2.1.1 Základní fyzikální činitelé odporu proti plastické deformaci [8, 9]......... 22 2.1.2 Základní fyzikální mechanizmy plastické deformace................. 24 2.1.3 Zpevňování pri plastické deformaci,. 28 2.1.4 Dynamické a postdynamické uzdravovací procesy.................. 31 2.1.5 Tvárení za tepla, za studena a za polotepla..................... 34 2.1.6 Strukturní a krystalografické deformační textury..., 35 2.1. 7 Mechanizmus vzniku lomu v plasticky deformovaných kovech 35 2.2 Napeťové a mechanické podmínky vzniku plastické deformace........... 37 2.2.1 Napeťový stav..................................... 37 2.2.2 Deformovaný stav........................ '.......... 38 2.2.3 Mechanicko-napeťové podmínky plastické deformace kovu............. 39 3 Teorie podélného válcování (M. Zídek),... 41 3.1 Pásmo deformace a jeho parametry......................... 41 3.2 Geometrické zmeny pri válcování.......................... 45,. 3.3 Vnejší trení pri válcování 49 3.3.1 Podstata a zvláštnosti trení pri válcování....................... 49 3.3.2 Druhy vnejšího trení................................. 50 3.3.3 Činitelé ovlivňující součinitele smykového trení................... 51 3.3.4 Vztahy mezi součinitelem smykového trení pri záberu a ustáleném procesu válcování 51 3.3.5 Stanovení hodnot součinitele smykového trení................... 57 3.4 Záberové schopnosti válcu.............................. 61 3.5 Rychlostní pomery v pásmu deformace, 66 3.6 Deformační rychlost 67 3.7 Poloha a tvar neutrální roviny............................ 70 3.8 Predstih........................................ 73 3.9 Šírení......................................... 76 3.9.1 Činitele ovlivňující velikost šírení......................... 77 3.9.2 Stanovení šírení pri válcování............................ 83 3.10 Deformační a napeťové podmínky v pásmu deformace............... 88 3.10.1 Základníoblastipásmadeformace 88 3.10.2 Tok kovu v mezere válcu............................... 89 3.10.3 Nerovnomerná deformace pri válcování....................... 92 3.10.4 Prubehy hlavních parametru válcování pri nerovnomerné deformaci........ 96 3.10.5 Rozdelení rychlostí a napetí po šírce provalku 102 3.11 Smyková napetí na stykových plochách provalku s válci............... 103 563
I 4 Tvafitelnost a deformační odpory (M. Zídek).................... 107 4.1 Napeťové stavy.................................... 108 4.2 Fyzikálne-metalurgické činitele............................ 109 4.2.1 Strukturní stavy.................................... 111 4.2.2 Chemické složení................................... 113 4.2.3 Nekovové vmestky.................................. 119 4.3 Vliv rychlosti deformaée............................... 120 I 4.4 Vliv opakované deformace.................... 120 4.5 Deformační odpory pri spojité deformaci...................... 122 4.6 Deformační odpory pri prerušované deformaci.......... 126 r. 4.7 Metody zkoušení................................... 129 5 Vliv tvárení na strukturu a mech:mické vlastnosti (M. Zídek)............ 131 5.1 Vztah mezi mechanickými vlastnostmi a strukturou................. 131. 5.2 vývoj struktury pri tvárení za tepla......................... 132 5.3 Vliv plastické deformace na teploty fázových premen................ 136 ' 5.4 Souhrnné zhodnocení činitelu, ovlivňujících výslednou velikost zrn......... 137 5.5 Metalurgické základy rízeného válcování mikrolegovaných ocelí.......... 138 6 Energosilové parametre valcovania (M. Kollerová) 6.1 Vplyv základných činiteľov na energo silové podmienky valcovania......... 141 141 : 6.2 Valcovacia sila.................................... 155 6.2.1 výpočtové metódy určovania valcovej sily...................... 158 6.3 Valcovací moment................................'.. 169 6.4 Deformačná práca.................................. 174 6.5 Valcovací výkon................................... 175 6.6 Meranie energosilových parametrov......................... 176 7 Metalurgické základy ohrevu oceli (M. Zídek).................... 180 7.1 Fyzikální a mechanické vlastnosti 7.1.1 SoučiniteltepelnévodivostiA 180 """""""""""'.'" 7.1.2 Merná tepelná kapacita c............................... 181 180 7.1. 3 Hustota (!....................................... 183 7.1.4 Součinitelteplotnívodivostia 184 7.1.5 Součinitel teplotní délkové roztažnosti a....................... 184 7.1.6 Mechanické vlastnosti................................ 184 7.2 Základní podmínky ohrevu............................. 185 7.2.1 Výška teploty ohrevu.....'............................. 185 7.2.2 Rychlost ohrevu................................... 188 7.2.3 Celková doba ohrevu................................. 190 7.2.4 Pi'ípustná teplota pece pri sázení........................... '190 7.3 Krivky ohrevu oceli.................................. 191 7.4 Rychloohrevoceli................................... 191 7.5 Fyzikálne-chemické deje pri ohrevu.........................' 192 7.5.1 Pecní atmosféra..................................... 192 7.5.2 Opal.......................................... 193 7.5.3 Oduhličení a nauhličenf oceli............................. 196 8 Výchozí materiály pro válcování (M: Zídek)..................... 198 8.1 Rozdelení ocelí.................................... 198 8.1.1 Rozdelení ocelí podie zpusobu dezoxidace...................... 198 564.
8.1.2 Rozdelení ocelí podie chemického složení...................... 199 8.1.3 Rozdelení ocelí podie použití.' 199 8.2 Druhy výchozích materiálu..... l......................... 200 8.3 Makrostruktura a nehomogenita plynule litých polotovaru a ingotu......... 202 8.4 Vady výchozích materiálu.............................. 204 9 Prehľad základného sortimentu a usporiadanie valcovacích tratí (M. Kollerová).. 208 9.1 Výrobný sortiment valcov ní 208 9.1.1 Predvalky 208 9.1.2 Vývalky 211 9.2 Základná dispozícia valcovní v hutníckom podniku................. 217 9.3 Druhy valcovacích stolíc............................... 219 9.4 Usporiadanie valcovacích tratí............................ 223 9.4.1 Charakteristika valcovacích tratí z hľadiska sortimentu a priemeru valcov..... 223 9.4.2 Základné spôsoby usporiadania valcovacích tratí.................. 224 10 Zariadenia valcovní (M. Kollerová) 227 10.1 Zariadenia na dopravu.......... 227 10.2 Ohrievacie agregáty.................................. 227 10.2.1 Hlbinnépece.................................. 228 10.2.2 Komorové pece.................................... 230 10.2.3 Strkacie pece..................................... no 10.2.4 Krokové pece..................................... 231 10.2.5 Poguľovacie pece. 231 10.2.6 Otočné pece..................................... 232 10.2.7 Článkové pece.................................... 232 10.3 Valcovacia trať a jej príslušenstvo.......................... 233 10.3.1 Valcovacia stolica................................... 233 10.3.1.1 Stojany........................................ 234 10.3.1.2 Valce......................................... 236 10.3.1.3 Ložiská........................................ 241 10.3.1.4 Ostatné časti valcovacej stolice............................ 242 10.3.1.5 Stolica ozubených valcov............................... 245 10.3.1.6 Vretená a objímky.................................. 247 10.3.1.7 Reduktory...................................... 249 10.3.1.8 Pohony valcovacích stolíc.............................. 250 10.3.1.9 Spojky........................................ 251 10.3.2 Dopravné zariadenia................................. 251 10.3.2.1 Zariadenia na pozdížnu dopravu. 251 10.3.2.2 Zariadenia na priečnu dopravu............................ 252 10.3.2.3 Mimoúrovňová doprava............................... 252 10.3.3 Zariadenia na úpravu valcovaného materiálu.................... 252 10.3.3.1 Zariadenia na delenie materiálu........................... 253 10.3.3.2 Navíjačky....................................... 254 10.3.3.3 Chladiace úseky.................................... 256 10.3.3.4 Zariadenia na rovna nie vývalkov........................... 257 10.3.3.5 Zariadenie na odstraňovanie povrchových chýb................... 258 10.3.4 Nové smery vývoja valcovní............................. 259 11 Výroba predvalku (M. Žídek) 261 11.1 Plynule lité pfedlitky................................. 261 565.,..,--.,,------------
j \ 11.1.1 Význam plynulého lití oceli pro válcovny 261 11.1.2 Zpracování PLP ve válcovnách...... """""""""""...................... 262 11.1.3 Vliv tváťení na strukturu a vlastnosti vývalku z PLP 268 11.2 Válcování pťedvalku """"""""................................. 270 11.2.1 Základní typy pťedvalkových tratí.......................... 270 11.2.2 Výrobní postup..................................... 272 11.2.3 Válcování bram.................................... 277 11.2.4 Vady pťedvalku.................................... 280 11.2.5 Výhled pťedvalkových tratí.............................. 280 11.3 Válcování sochoru.................. 280 " 11.3.1 UspoŤádání sochorových tratí............................ 280. 11.3.2 Kalibrace válcu sochorových tratí.......................... 282 I 11.3.3 Technologie válcování sochoru............................ 282 11.3.4 Vady sochoru..................................... 282 11.3.5 Další vývoj sochorových tratí............................ 283 12 Valcovanie tyčových a tvarových vývalkov (M. Kollerová).............. 284 12.1 Základy kalibrácie valcov............................... 284 12.1.1 Základné pojmy kalibrácie.............................. 285 12.1.1.1 Kaliber.......'................................. 285 12.1.1.2 Kalibračný rad.................................... 289 12.1.1.3 Priemery valcov.................................... 289 12.1.1.4 Umiestenie kalibra vo valci.............................. 293! 12.1.2 Kalibrácia valcov................................... 295 12.1.2.1 Deformácia kovu v kalibroch............................. 295 12.1.2.2 Základné princípy kalibrácie............................. 300 12.2 Ťažké tvarové vývalky................................ 302 12.2.1 Sortiment ťažkých tvarových vývalkov................... '..... 302 \ 12.2.2 Valcov ne ťažkých tvarových vývalkov........................ 302 12.2.3 Technológia valcovania ťažkých tvarových vývalkov................. 304 12.2.3.1 Valcovanie profilov l................................. 304 12.2.3.2 Valcovanie profilov U 307 12.2.3.3 Valcovanie koľajníc. """"""""""""""""................................. 309 12.2.3.4 Valcovanie štetovníg................................. 313 12.2.3.5 Valcovanie uholníkov................................. 314 12.2.3.6 Výroba tvarovej ocele delením............................ 315 12.2.3.7 Chyby ťažkých vývalkov................. 316 12.2.4 vývojové smery valcovania ťažkých tvarových vývalkov............... 317 12.3 Hrubé, stredné a jemné vývalky........................... 318 12.3.1 Scfttiment hrubých, stredných a jemných vývalkov 318 12.3.2 """""""'" Valcóvne hrubých, stredných a jemných vývalkov.................. 319 12.3.3 Technológia valcovania hrubých, stredných a jemných vývalkov.......... 321 12.3.3.1 Valcovanie tyčových vývalkov............................ 321 12.3.3.2 Riadené valcovanie tvarových vývalkov....................... 327 12.3.3.3 Chyby hrubých, stredných a jemných vývalkov 328 12.3.3.4 """"""""'" vývojové smery valcovania stredných a jemných tvarových vývalkov........ 329 13 Válcovánídráhl (M. Žídek) 333 13.1 Oceli pro výrobu drátu................................ 333 13.2' Základní požadavky na jakost drátu......................... 333 13.3 Válcovací trate.................................... 334 I 566.
t. 13.4 Technologie válcování drátu............................. 337 13.5 Rízené ochlazování drátu z doválcovacích teplot ' """ 340 344 13.6 Výhled vývoje válcoven drátu 344 13.7 Tažení drátu 347 14 Válcování tiustých plechu (M. Žídek) 14.1 Sortiment tlustých plechu............................... 347 14.2 Výchozí materiály.................................. 348 14.3 Usporádání válcovacích tratí............................. 350 14.4 Výrobní zarízení................................... 354 14.4.1 Ohfívací pece...... ~.............................. 355 14.4.2 Odstraňování okují.................................. 355 14.4.3 VertikáIní pechovací stolice............................. 356 14.4.4 Válcovací stolice................................... 356 14.4.5 Úpravenská zafízení................................. 358 14.5 Zpusoby výroby tlustých plechu........................... 361 14.5.1 Nerovnomerná deformace pri válcování tlustých plechu............... 363 14.5.2 Tok kovu pri válcování tlustých plechu....................... 364 14.5.3 Teplotní režim pri válcování............................. 370 14.5.4 Doválcovací podmínky................................ 370 14.5.5 Pruchodové plány pri válcování tlustých plechu................... 371 14.5.6 Tepelné zpracování tlustých plechu......................... 380 14.6 Vliv výrobních podmínek na vlastnosti tlustých plechu............... 381 14.6.1 Chemické složení oceli................................ 381 14.6.2 Stupeň protvárení................................... 382 14.6.3 Zpusob válcování................................... 382 14.6.4 Tloušťka plechu.................................... 385 14.7 Príčný profil tlustých plechu............................. 387 14.8 Automatizace válcoven tlustých plechu....................... 392 14.9 Nekonvenční zpusoby výroby tlustých plechu.................... 395 14.9.1 Rízené válcování................................... 395 14.9.2 Proces SHT (Sumitomo High Toughness)...................... 400 14.9.3 Rízené ochlazování z doválcovacích teplot...................... 402 14.9.4 Kalení z doválcovacích teplot - zpusob RAC.................... 404 14.10 Typické vady tlustých plechu............................. 405 14.11 Technicko-ekonomičtí ukazatele výroby tlustých plechu............... 405 14.12 Základní ~ývojové smery............................... 407 14.13 Válcování tenkých plechu v tabulích 14.14 Válcování široké oceli................................ 408 15 Válcování pásu za tepla a za studena (M. Dedek).................. 410 15.1 Válcování pásu za tepla............................... 410 15.1.1 Výrobní sortiment 15.1.2 Válcovací trate.................................... 414 15.1.2.1 Hlavní druhy válcovacích tratí............................ 414 15.1.2.2 Současné vývojové smery ve válcovacích tratích a pri výrobe pásu......... 421 15.1.2.3 Rízení rozmeru, profilu a rovinnosti pásu...................... 424 15.1.2.4 Regulace a automatizace válcovacích tratí...................... 428 15.1.2.5 Česko-slovenské válcovací trate........................... 429 15.1.3 Technologie válcování pásu za tepla......................... 430 15.1.3.1 Základní technické veličiny a jejich matematické vyjádrení............. 430 567
15.1.3.2 Nové výrobní technologie.............................. 435 15.1.3.3 Doválcovací podmínky................................ 440 15.1.4 Úprava a zpracování za tepla válcovaných pásu................... 442 15.2 Válcování pásu za studena.............................. 443 15.2.1 Výrobní sortiment.................................. 443 15.2.2 Odstraňování okují.................................. 445 \ 15.2.2.1 Chemické odstraňování okují mofením....................... 446 15.2.2.2 Elektrolytické mofení 448 15.2.2.3 Mechanické zpusoby odstraňování okují....................... 448 15.2.2.4 Výrobní odokujovací linky.............................. 449!! 15.2.3 Válcovací stolice a trate..........................,.... 451 15.2.3.1 Válcovací stolice................................... 451 15.2.3.2 Válcovací trate.................................... 456 15.2.3.3 Regulace a automatizace válcovacích tratí...................... 460 15.2.4 Základní technické veličiny používané pfi válcování ocelových pásu za studena a jejich \ matematické vyjádfení................................ 463 15.2.5 Hlavní činitele ve válcovací mezefe a jejich význam pro válcování za studena... 466 15.2.6 Vliv válcování za studena na strukturu a vlastnosti pásových ocelí......... 468 15.2.7 Tvafitelnost ocelových pásu válcovaných za studena................. 471 15.2.8 Zíhání pásových ocelí................................ 474 15.2.9 Metalurgické základy výroby uhlíkových a legovaných ocelových pásu....... 479 15.2.10 Zušlechtené, pokovené a plastované ocelové pásy.................. 490 15.2.11 Úprava a další zpracování pásu........................... 493 15.3 Vady válcovaných ocelových pásu.......................... 493 16 Výroba trubek (B. Počta) 497 16.1 Charakteristika základních zpusobu výroby trubek 497 16.2 Ohfev vsázkového materiálu............................. 497 16.3 Výroba dutých polotovaru kosým válcováním.................... 497 16.3.1 Kinematika kosého válcování 500 16.3.2 Silové pomery pfi kosém válcování 502 16.3.3 Vznik dutiny pfi derování kosým válcováním.................... 503 16.4 liné zpusoby válcování dutých pfedvalku 505 16.4.1 Válcování dutých pfedvalku na tfíválcových stolicích................ 505 16.4.2 Válcování dutých pfedvalku na stolicích s pfíčnými otáčejícími se kotouči..... 506 16.4.3 Derování dutých pfedvalku podélným tlačným válcováním............. 506 16.5 Úprava dutých pfedvalku............................... 507 16.6 Výroba dutých polotovaru lisováním......................... 507 16.7 Válcování trubek poutnickým válcováním...................... 508 16.8 Výroba trubek válcováním na automatiku...................... 510 16.9 Pfíčné válcování trubek na tfíválcových.stolicích 514 16.10 Spojité válcování trubek............................... 516 16.11 Válcování trubek na stolicích s pfíčnými otáčejícimi se kotouči........... 518 16.12 Výroba trubek na tratích s protlačovacími stolicemi................. 519 16.13 Výroba trubek výtjačným lisováním......................... 521 16.14 Redukování trubek válcováním za tepla....................... 522 16.14.1 Podstata redukování válcováním za tepla...................... 523 16.14.2 Postup redukování trubek za tepla.......................... 525 16.15 Rozšifování trubek pfíčným válcováním....................... 526 16.16 Výroba svafovaných trubek 528 568.
16.16.1 Zpusoby výroby trubek svarováním......................... 528 16.16.2 Odporové svarování proudem o nízké frekvenci...... ~............ 529 16.16.3 Odporové svarování proudem o vysoké frekvenci.................. 530 16.16.4 Indukční svarování.................................. 531 16.1~5 Odporové svarování stejnosmerným proudem.................... 532 16.16.6 Odporové svarování odtavením........................... 532 16.16.7 Tavné svarování trubek................................ 533 16.16.7.1 Tavné svarování trubek s podélným svarem..................... 533 16.16.7.2 Tavné svarování trubek se svarem ve šroubovici................... 534 16.17 Výroba presných trubek 536 16.17.1 Charakteristika presných trubek a jejich výrobní technologie............ 536 16.17.2 Tažení trubek za studena............................... 536 16.17.3 Válcování trubek za studena............................. 538 16.18 vývojové smery výroby ocelových trubek..................... : 540 17 Zvláštní zpôsoby válcování (B. Počta)........................ 542 17.1 Technologie výroby železničních kol......................... 542 17.1.1 Výroba kol...................................... 542 17.1.2 Válcování obručí................................... 543 17.2. Válcování periodických profilu............................ 544 17.2.1 Výroba periodických profilu podélným válcováním................. 545 17.2.2 Výroba periodických profilu pfíčným válcováním.................. 546 17.3 Válcování koulí.................................... 546 18 Technicko-ekonomické ukazovatele (M. Kollerová) 548 19 Bezpečnosť práce a ochrana životného prostredia (M. Kollerová).......... 551 19.1 Bezpečnosťprácevovalcovniach 552 19.2 Ochrana životného prostredia............................ 554 Slovensko-nemecko-ruský slovník základných termínov valcovania (M. Kollerová).. 558 Slovensk' 'Aaterl6l0YO technlcf<áunlverztti BraU,'r.. techn."~' ~!Ickj fakulta ~ 80,fdlom v -rwsve 917 24 Trnava. polt. prl-6lnok 6.80. to- 569 ~~m3::i.tt~~;jz;:i:~;,:,: '":