Nghiên cứu công nghệ chế tạo xích kéo 25MnV cho hầm lò khai thác than

Công nghệ chế tạo xích vòng

Công nghệ cắt uốn xích

Công nghệ này là công nghệ tự động với công đoạn cắt và uốn là hoàn toàn tự động trên máy. Công nghệ cắt uốn bao gồm hệ thống dẫn h−ớng, hệ thống má kẹp, hệ thống khuôn uốn và hệ thống dao cắt. Phôi thép sau khi đ−ợc kiểm tra về kích th−ớc hình học, thành phần hoá học và độ cứng sẽ đ−ợc đ−a vào máy cắt uốn.

Chu trình cắt uốn chế tạo phôi xích đ−ợc tiến hành nh− sau: Phôi thép đ−ợc đ−a vào hệ thống dẫn h−ớng và nắn thẳng (nếu phôi thép ở dạng cuộn). Sau khi phôi thép đã đ−ợc kẹp chặt bằng hệ thống kẹp thì phôi đ−ợc dịch chuyển đến phần uốn tạo hình sơ bộ. Sau khi đã tạo hình sơ bộ phôi thép đ−ợc cắt đoạn thành từng mắt xích.

Công nghệ hàn và Công nghệ chế tạo xích vòng 1. Công nghệ hàn

Xích vòng sau công đoạn tạo phôi với kích thước về độ dài theo yêu cầu sẽ được chuyển sang công đoạn hàn. Hệ thống dẫn h−ớng và hệ thống kẹp chi tiết trong hệ thống hàn gần giống hệ thống kẹp và dẫn h−ớng của công nghệ cắt uốn. Khi mắt xích đ−a đến đầu hàn thì với mỗi mắt xích sẽ đ−ợc 02 đầu hàn thực hiện.

Các mắt xích đ−ợc gá chặt trên bàn hàn, công đoạn này có tác dụng giữ chặt vật hàn trên giá hàn để khi hàn vật hàn không bị xê dịch. Sau khi hàn xong, vật hàn đ−ợc dịch chuyển tịnh tiến lên phía trước và xoay 900 đến hàn tiếp mắt xích thứ 2. Các mắt xích tiếp theo đ−ợc thực hiện theo nh− mắt xích thứ nhất và mắt xích thứ 2 cho đến khi thực hiện xong đoạn xích.

Ph−ơng pháp nghiên cứu

+ Sử dụng ph−ơng pháp phân tích hoá học và ph−ơng pháp phân tích quang phổ phát xạ để kiểm tra thành phần hoá học của thép;. + Dùng máy kéo nén vạn năng W60 để xác định giới hạn bền, giới hạn chảy, độ giãn dài của thép;. + Máy đo độ cứng TK2M và máy COMPUTEST để đo độ cứng của vật liệu;.

+ Sử dụng kính hiển vi quang học để nghiên cứu tổ chức tế vi của vật liệu. - Ngoài ra nhóm thực hiện đề tài tham khảo công nghệ chế tạo xích vòng để chế tạo phôi thép phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế của đơn vị sản xuất. Với việc xác định các bước công nghệ để chế tạo thép 25MnV đã được định hướng ở phần nội dung nghiên cứu.

Công nghệ luyện thép

Tr−ớc khi tiến hành nấu luyện tiến hành phân tích thành phần hoá học của nguyên liệu, lựa chọn nguyên vật liệu thích hợp, tính toán phối liệu theo thành phần hoá học đã đ−ợc kiểm tra. Thành phần hoá học của nguyên liệu sử dụng cho nấu luyện đ−ợc ghi trong bảng 3.2 và cách tính phối liệu những mẻ nấu thí nghiệm đ−ợc ghi trong bảng 3.3. Loại thép này thuộc hệ thép hợp kim thấp, cụ thể hơn là thuộc họ thép Mn-V nên trong quá trình nấu luyện ta phải chú ý đến thành phần các nguyên tố chính nh−.

Hơn nữa, các nguyên tố để hợp kim hoá lại có ái lực với ôxy rất mạnh nên việc hợp kim hoá phải thận trọng để đảm bảo đ−ợc các nguyên tố này không bị cháy hao nhiều. Do FeV có ái lực với ôxy khá mạnh nên để hợp kim hoá ta nên cho FeV vào lò trước khi ra thép khoảng 3 đến 5 phút (trước khi cho vào phải gạt xỉ. để tránh FeV lẫn vào xỉ mà không vào thép). Mỗi mẻ luyện đều đ−ợc lấy mẫu để phân tích thành phần hoá học lúc bắt đầu rót, trong quá trình rót và khi sắp kết thúc rót (lấy 03 mẫu để phân tích và lấy kết quả. trung bình).

Công nghệ tinh luyện

Lúc đầu cho FeMn vào lò (khoảng 10 ữ 15 phút trước khi ra thép, FeMn để hợp kim hoá nên để dạng cục. Tại đây ta khử khí lần cuối bằng cách cho Al vào thùng rót tr−ớc khi rót thép vào. Rót thép vào khuôn cát được làm bằng phương pháp đông cứng nhanh bằng nước thuỷ tinh và khí CO2 để.

Một trong những đặc tính −u việt của công nghệ tinh luyện điện xỉ là tác dụng khử lưu huỳnh trong thép và làm giảm đáng kể tạp chất sunfit với hệ xỉ AHF6. Bằng kinh nghiệm thực tế qua quá trình chạy lò điện xỉ 100KVA tại Viện Luyện kim Đen nhóm thực hiện đề tài đã lựa chọn công nghệ tinh luyện điện xỉ với hệ xỉ AHF6 để tinh luyện thép. Sau khi tinh luyện điện xỉ xong ta tiến hành lấy 03 mẫu (bằng cách cắt phôi điện xỉ) để phân tích thành phần hoá học thép sau điện xỉ đồng thời đến công nghệ tiếp theo.

Công nghệ gia công nóng

Cán thép là phương pháp dùng áp lực để gia công kim loại, bằng cách ép vật liệu giữa những trục quay của máy cán để giảm kích thước mặt cắt ngang của thỏi thép hoặc phôi thép và để tạo cho phôi có một hình dáng và kích thước nhất định. Trong bước công nghệ này chúng ta cần phải quan tâm đến các bước công nghệ nung phôi, nhiệt độ cán, tốc độ cán, l−ợng biến dạng, Thiết bị dùng để cán thép 25MnV là dây truyền cán mini công suất 15.000 tấn/ năm, với lò nung liên tục. Để đáp ứng đ−ợc các yêu cầu của công nghệ thì sau khi thép qua khâu cán cần phải qua khâu kéo để đảm bảo về kích th−ớc và dung sai.

Nhiệt luyện là quá trình nung nóng kim loại đến một nhiệt độ nhất định, giữ ở nhiệt độ đó một thời gian thích hợp rồi làm nguội với tốc độ phù hợp để tạo ra sự thay. - ủ: ủ là quá trình nung nóng kim loại, giữ ổn định nhiệt độ để thấu nhiệt rồi làm nguội chậm để đạt tổ chức cân bằng có độ cứng, độ bền thấp, độ dẻo cao nhất. - Thường hoá: thường hoá là quá trình nung nóng đến tổ chức hoàn toàn austenit, làm nguội trong môi trường không khí tĩnh để đạt tổ chức gần cân bằng.

Công nghệ gia công cơ khí và chế tạo sản phẩm

Từ qúa trình thực nghiệm nh− trên, nhóm thực hiện đề tài đã xác định đ−ợc công nghệ sản xuất thép 25MnV với các kết quả đạt được đối với mỗi bước công nghệ như. Thép 25MnV do nhóm nghiên cứu nấu luyện đ−ợc phân tích bằng ph−ơng pháp cổ điển tại Viện Luyện kim Đen và phân tích trên máy quang phổ phát xạ Metal Lab MVU 75-80J của GNR - Italia Viện Cơ khí năng l−ợng và Mỏ - TKV (phụ lục 1). Từ những kết quả phân tích chúng tôi nhận thấy từ khâu tính toán phối liệu đến quy trình công nghệ đều thực hiện đúng, chính xác nên đã đạt đ−ợc thành phần hoá học nh−.

Nhìn vào kết quả phân tích trong bảng 4.1 ta thấy cả 03 mẫu phân tích đều có thành phần hoá học nằm trong giới hạn cho phép. Nh− vậy có thể nói là công nghệ luyện thép 25MnV là ổn định và phù hợp với với dây chuyền công nghệ đã dự kiến nh− trong sơ đồ 3.1. Thép sau khi luyện đ−ợc tiến hành tinh luyện bằng hai ph−ơng pháp là tinh luyện trực tiếp trong lò và tinh luyện điện xỉ.

Tính chất cơ lý của vật liệu

Các mẫu d−ợc lấy giống nh− việc lấy mẫu để phân tích ở công nghệ luyện. Mẫu phân tích đối chứng được lấy từ mẫu thép qua công nghệ điện xỉ. Từ những số liệu về cơ tính trong bảng 4.3 và 4.4 ta thấy rằng thép 25MnV có giới hạn bền khá lớn, đảm bảo yêu cầu so với tiêu chuẩn của Cty CP Cơ khí Mạo khê - TKV.

Lực kéo nhỏ nhất cho phép hiện tại Công ty CP Cơ khí Mạo Khê đang áp lụng cho loại vật liệu với cấp C1 là 21.000kg. Sự chênh lệch này có thể l ý giải một cách cụ thể hơn trong quá trình nghiên cứu về cấu trúc của thép. Nh− vậy một lần nữa có thể khẳng định rằng thép 25MnV do đề tài sản xuất có chất l−ợng tốt.

Tổ chức tế vi của thép

Nhìn vào ảnh tổ chức ta nhận thấy rằng tổ chức của thép 25MnV tr−ớc nhiệt luyện có tổ chức thô đại, các pha rời rạc và cấu trúc hạt là rất không đồng đều. Tuy nhiờn cấu trỳc hạt là tương đối thô, nhóm nghiên cứu phán đoán đó là do đúc bằng khuôn cát nên tổ chức kết tinh hạt là thô. Từ hình ảnh tổ chức trên nhóm nghiên cứu có đề xuất là để có sản phẩm đạt chất l−ợng cao thì cần phải đ−ợc tinh luyện và nên đúc bằng khuôn kim loại.

Việc lựa chọn mác thép 25MnV có cơ l tính tốt, giá thành hạ để nghiên cứu là hợp lý. Xác định đ−ợc tính chất tính chất của thép 25MnV: thành phần hoá học, cơ l ý tÝnh, cÊu tróc…. Kết quả dùng thử cho thấy thép 25MnV do đề tài sản xuất tương đương với mác thép n−ớc ngoài.