เหล็กม้วนคืออะไร การใช้งาน การคำนวณน้ำหนัก และการรีดร้อนและรีดเย็น

1.0 คำจำกัดความของขดลวดเหล็ก

เหล็กถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิต วิศวกรรม และการก่อสร้าง เนื่องจากมีความแข็งแรง ความยืดหยุ่น และต้นทุนต่ำ ในบรรดารูปแบบต่างๆ มากมาย เหล็กม้วนถือเป็นรูปแบบที่นิยมใช้กันมากที่สุด

เหล็กม้วนเป็นเหล็กแผ่นทรงกระบอกที่ผลิตขึ้นโดยการรีดร้อนหรือรีดเย็นให้มีความหนาตามที่กำหนด จากนั้นม้วนเป็นม้วนเพื่อให้ขนส่ง จัดเก็บ และแปรรูปต่อไปได้ง่ายขึ้น ในระหว่างการผลิต แผ่นเหล็กจะถูกส่งผ่านโรงงานรีดต่อเนื่อง ลดขนาดเป็นแผ่นบาง แล้วจึงม้วนเป็นม้วน พื้นผิวของเหล็กม้วนสามารถเป็นแบบเรียบหรือแบบมีซี่โครง ซึ่งให้ความเหนียวและความแข็งแรงที่ดี

1.1 กระบวนการผลิตทั่วไปของคอยล์เหล็ก

การรีดเย็นเหมาะเป็นพิเศษสำหรับสแตนเลส เช่น 304 และเกรด 316 ซึ่งต้องมีพื้นผิวที่เรียบเนียน ความแม่นยำของมิติ และความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม เพื่อใช้งานในแอพพลิเคชั่นที่ต้องการความแม่นยำสูง

การผลิตม้วนเหล็กเกี่ยวข้องกับกระบวนการหลักหลายประการ ซึ่งแต่ละกระบวนการส่งผลต่อคุณสมบัติและการใช้งานของม้วน:

• การรีดร้อน:แผ่นเหล็กจะถูกให้ความร้อนเหนืออุณหภูมิการตกผลึกใหม่ (ประมาณ 1,100°C) และส่งต่อไปยังโรงงานรีดเพื่อลดความหนา ก่อนจะถูกม้วนเป็นม้วน
  • คุณสมบัติ: ประสิทธิภาพการผลิตสูง ต้นทุนต่ำ เหมาะสำหรับคอยล์ที่หนากว่า พื้นผิวมักมีเกล็ด และมีความแม่นยำของมิติต่ำกว่า
  • แอปพลิเคชั่น:การก่อสร้าง สะพาน และเครื่องจักรที่ไม่ต้องการความคลาดเคลื่อนมากนัก

• การรีดเย็น:เหล็กม้วนรีดร้อนจะถูกรีดเพิ่มเติมที่อุณหภูมิห้องเพื่อลดความหนาและปรับปรุงคุณภาพและความแม่นยำของพื้นผิว
  • คุณสมบัติ: พื้นผิวเรียบเนียน ความคลาดเคลื่อนของมิติที่แคบลง ความแข็งแกร่งและความแข็งที่เพิ่มขึ้น เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องใช้ความแม่นยำ
  • แอปพลิเคชั่น:ยานยนต์ เครื่องใช้ในบ้าน และเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการคุณภาพพื้นผิวสูง

• การอบ:เหล็กม้วนรีดเย็นจะถูกให้ความร้อนและทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ เพื่อปรับปรุงความเหนียวและความเหนียวในขณะที่บรรเทาความเครียดภายใน
  • วัตถุประสงค์: เพิ่มความสามารถในการขึ้นรูปและทำให้วัสดุสามารถประมวลผลได้ง่ายขึ้นในการปั๊มหรือการขึ้นรูป

• การบำบัดพื้นผิว:กระบวนการต่างๆ เช่น การชุบสังกะสีหรือการชุบดีบุกด้วยไฟฟ้า ใช้เพื่อเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อนและขยายการใช้งาน
  • คุณสมบัติ:เพิ่มความทนทานและทนต่อการกัดกร่อน เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมที่มีข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมหรือประสิทธิภาพพิเศษ

1.2 การเปรียบเทียบขดลวดเหล็กประเภทต่างๆ: คำจำกัดความ คุณสมบัติ และการใช้งาน

ในบรรดาคอยล์รีดเย็นและสังกะสี สแตนเลส 304 และ 316 มักใช้เมื่อต้องมีความทนทานต่อการกัดกร่อนและได้มาตรฐานด้านสุขอนามัยขั้นสูง เช่น ในการแปรรูปอาหาร การเดินเรือ และอุปกรณ์ทางการแพทย์

ตารางด้านล่างนี้จะสรุปคำจำกัดความ ลักษณะสำคัญ และการใช้งานทั่วไปของคอยล์เหล็กชนิดต่างๆ การเปรียบเทียบนี้จะช่วยระบุคอยล์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความต้องการเฉพาะเจาะจง พร้อมทั้งให้คำแนะนำในการเลือกวัสดุและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งาน

1.3 เกรดและประสิทธิภาพของคอยล์เหล็ก

ประสิทธิภาพของคอยล์เหล็กขึ้นอยู่กับเกรดของเหล็กที่ใช้ โดยเกรดต่างๆ จะมีคุณสมบัติทางกลและทางเคมีที่แตกต่างกัน

ข้อดีของคอยล์เหล็ก

คอยล์เหล็กมีข้อดีมากมาย ทำให้เป็นที่นิยมในอุตสาหกรรมต่างๆ:

• ความทนทานสูง
• ทนความร้อนได้ดีเยี่ยม
• ต้นทุนการดูแลรักษาต่ำ
• ง่ายต่อการขนส่งและประมวลผล
• คุ้มค่าคุ้มราคา
• สามารถคลายม้วน ตัด และผ่าได้ตามต้องการ

1.4 ความแตกต่างระหว่างคอยล์เหล็กและแผ่นเหล็ก

เหล็กม้วนเป็นแผ่นเหล็กต่อเนื่องที่ม้วนเป็นลูกกลิ้งทรงกระบอก ซึ่งต่างจากเหล็กแผ่นที่ยังคงแบนราบ รูปแบบนี้ช่วยลดความยุ่งยากในการขนส่งและช่วยให้สามารถประมวลผลได้อย่างยืดหยุ่น เช่น การคลายม้วน การผ่า และการตัด ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความหลากหลายได้อย่างมาก

1.5 การใช้งานของคอยล์เหล็ก

ด้วยคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ยอดเยี่ยม คอยล์เหล็กจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ยานยนต์ การก่อสร้าง บรรจุภัณฑ์ เครื่องจักร และพลังงาน คอยล์เหล็กสามารถตอบสนองความต้องการด้านความแข็งแรง ทนความร้อน ทนต่อการกัดกร่อน และการประมวลผลที่แม่นยำ ความสามารถในการรีไซเคิลและประสิทธิภาพด้านต้นทุนทำให้คอยล์เหล็กมีความจำเป็นอย่างยิ่งในการผลิตสมัยใหม่

2.0 ขดลวดเหล็กกล้ารีดร้อนคืออะไร?

เหล็กม้วนรีดร้อนผลิตขึ้นโดยการรีดเหล็กเส้นให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงจนได้ความหนาตามต้องการ โดยทั่วไปจะใช้ในกรณีที่ไม่จำเป็นต้องมีความแม่นยำมากและต้องใช้เหล็กขนาดใหญ่หรือเหล็กแผ่นที่หนากว่า เช่น ในงานก่อสร้างและรางรถไฟ

2.1 ภาพรวมของกระบวนการรีดร้อน

การรีดร้อนเกี่ยวข้องกับการประมวลผลแท่งเหล็กที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,700°F (ประมาณ 927°C) ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิการตกผลึกใหม่ของเหล็ก ทำให้ขึ้นรูปได้ง่ายขึ้น กระบวนการนี้ประกอบด้วย:

• การให้ความร้อนแก่แท่งเหล็กจนมีอุณหภูมิสูง
• ส่งผ่านลูกกลิ้งซ้ำๆ เพื่อลดความหนา
• ทำให้แผ่นเย็นลงตามธรรมชาติ จากนั้นม้วนเป็นม้วนหรือตัดเป็นแผ่นหรือแท่ง

เนื่องจากเหล็กเย็นตัวลงตามธรรมชาติ จึงอาจเกิดการหดตัวและการเสียรูปเล็กน้อยได้ ส่งผลให้ความแม่นยำของมิติลดลง

2.2 ลักษณะทั่วไปของเหล็กกล้ารีดร้อน

• พื้นผิวเป็นสะเก็ด: มักถูกปกคลุมด้วยเกล็ดออกไซด์ สามารถขจัดออกได้ด้วยการดองหรือพ่นทราย
• ขอบมน: ขอบมนเล็กน้อยเนื่องจากการขยายตัวและหดตัวเนื่องจากความร้อน
• มีการบิดเบี้ยวเล็กน้อย: อาจบิดเบี้ยวในระหว่างการทำความเย็น
• มีความเหนียวดี: ขึ้นรูปเป็นรูปทรงต่างๆ ได้ง่าย
• ความแม่นยำมิติต่ำ: ไม่เหมาะสำหรับส่วนประกอบที่มีความแม่นยำ
• ปราศจากความเครียด: การระบายความร้อนตามธรรมชาติช่วยหลีกเลี่ยงความเครียดตกค้างจากการดับหรือการชุบแข็งจากการทำงาน

3.0 เหล็กกล้ารีดเย็นคืออะไร?

เหล็กม้วนรีดเย็นผลิตขึ้นโดยการแปรรูปเหล็กม้วนร้อนที่อุณหภูมิห้อง ส่งผลให้มีความแม่นยำสูงขึ้นและคุณภาพพื้นผิวที่เหนือกว่า กระบวนการนี้อาจรวมถึงการอบอ่อนและการอบคืนตัว เพื่อให้ได้เหล็กที่บางกว่าและยืดหยุ่นกว่า ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานที่ต้องการความคลาดเคลื่อนต่ำและพื้นผิวละเอียด

3.1 กระบวนการรีดเย็น

เหล็กกล้ารีดเย็นทำโดยการรีดเหล็กกล้ารีดร้อนที่เย็นตัวเต็มที่ที่อุณหภูมิแวดล้อม กระบวนการนี้ประกอบด้วย:

• การรีดแผ่นโลหะแบบเย็นระหว่างลูกกลิ้ง
• กระบวนการตกแต่งเพิ่มเติม เช่น การตัดเฉือน การเจียร และการขัด เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของขนาดและการตกแต่งพื้นผิว

3.2 คุณสมบัติทั่วไปของคอยล์เหล็กแผ่นรีดเย็น

• พื้นผิวเรียบเนียนพร้อมสัมผัสมันเล็กน้อย;
• ขอบคมชัดพร้อมความคลาดเคลื่อนของมิติที่เข้มงวดยิ่งขึ้น
• แถบและท่อสี่เหลี่ยมที่มีความศูนย์กลางและความตรงดี
• โครงสร้างที่สม่ำเสมอและรูปลักษณ์ที่ยอดเยี่ยม

3.3 ข้อดีด้านประสิทธิภาพของเหล็กกล้ารีดเย็น

• ความแข็งแกร่งที่สูงขึ้น: แข็งแกร่งกว่าเหล็กกล้ารีดร้อนประมาณ 20% เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องรับแรงสูง
• ความแม่นยำที่สูงขึ้น: มีเสถียรภาพด้านมิติหลังการขึ้นรูป ต้องใช้การประมวลผลรองให้น้อยที่สุด
• พื้นผิวที่เหนือกว่า: สดใส ปราศจากสนิม ไม่มีตะกรันออกไซด์ เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการพื้นผิวสูง
• ความเหนียวดี: มีความยืดหยุ่นดี เหมาะสำหรับการยืดปานกลาง

4.0 เหล็กม้วนมีน้ำหนักเท่าไหร่?

น้ำหนักของเหล็กม้วนโดยทั่วไปจะวัดเป็นตันหรือปอนด์ โดยคำนวณโดยการคูณความยาว ความกว้าง และความหนาของเหล็กม้วนด้วยความหนาแน่นของเหล็ก เนื่องจากเหล็กแต่ละเกรดมีความหนาแน่นต่างกันเล็กน้อย น้ำหนักของเหล็กม้วนจึงอาจแตกต่างกันได้ การทราบน้ำหนักอย่างแม่นยำจะช่วยให้วางแผนการขนส่งและควบคุมต้นทุนได้

สูตรคำนวณน้ำหนัก:

น้ำหนัก = ความยาว × ความกว้าง × ความหนา × ความหนาแน่นของเหล็ก

• ความยาว ความกว้าง และความหนา หมายถึงขนาดของขดลวด โดยทั่วไปวัดเป็นเมตรหรือมิลลิเมตร
• โดยทั่วไปความหนาแน่นของเหล็กอยู่ที่ประมาณ 7.85 g/cm³ (หรือ 7,850 kg/m³) แต่สามารถแตกต่างกันได้เล็กน้อย ขึ้นอยู่กับเกรดของเหล็ก

ตัวอย่าง:

เหล็กม้วนยาว 10 ม. กว้าง 1 ม. หนา 0.005 ม. (5 มม.) มีน้ำหนักโดยประมาณดังนี้:

10×1×0.005×7850=392.5 กก.

ดังนั้น น้ำหนักของคอยล์เหล็กจึงอาจแตกต่างกันได้อย่างมาก ขึ้นอยู่กับขนาดและวัสดุ การทำความเข้าใจเกี่ยวกับน้ำหนักของคอยล์ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการขนส่ง การจัดเก็บ และการวางแผนการผลิต

5.0 การขนส่งและการวัดขดลวดเหล็ก

การขนส่ง

เนื่องจากเหล็กม้วนมีน้ำหนักมากและปริมาตรมาก จึงต้องจัดการอย่างระมัดระวังระหว่างการขนส่ง ในโรงงานหรือโกดังสินค้า มักใช้เครนและรถยก สำหรับการขนส่งระยะไกล จะใช้รถบรรทุกพื้นเรียบ รถไฟ หรือเรือที่ออกแบบมาสำหรับเหล็กม้วนโดยเฉพาะ เนื่องจากเหล็กม้วนเป็นทรงกระบอก จึงต้องรัดให้แน่นหนาด้วยสายรัด สายเคเบิลเหล็ก หรืออุปกรณ์ยึดอื่นๆ เพื่อป้องกันไม่ให้เหล็กม้วนกลิ้งหรือเคลื่อนที่ระหว่างการขนส่ง จึงปลอดภัย

การวัดขนาด

โดยทั่วไปขนาดขดลวดเหล็กจะอธิบายโดยใช้พารามิเตอร์ต่อไปนี้:

• ความกว้าง: ความกว้างแบบแบนของแผ่นเหล็กที่คลี่ออก ซึ่งจะกำหนดขนาดตามขวางสูงสุดของวัสดุ
• ความหนา: ความหนาของชั้นเหล็กหนึ่งชั้น โดยทั่วไปวัดเป็นมิลลิเมตรหรือนิ้ว
• ความยาว: ความยาวทั้งหมดเมื่อคลี่ม้วนออกเต็มที่ ใช้เพื่อประมาณปริมาณเหล็กที่มีอยู่
• เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD): เส้นผ่านศูนย์กลางของชั้นนอกสุดของคอยล์ ซึ่งส่งผลกระทบต่อการจัดการและความเข้ากันได้ของเครื่องจักร
• เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (ID): เส้นผ่านศูนย์กลางของแกนคอยล์ ซึ่งมีความสำคัญต่อความเข้ากันได้ของอุปกรณ์และเสถียรภาพในการขนส่ง

6.0 คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับคอยล์เหล็ก: ความปลอดภัย อุณหภูมิ ประเภท และคำอธิบายการใช้งาน

อ้างอิง:

https://www.reliance-foundry.com/blog/hot-vs-cold-rolled-steel?srsltid=AfmBOopy_YcPYfcWO9YFZWDGLkONTyVYDxRils2WuUCzVTzKJRc0lz1H

https://blog.tatanexarc.com/da/steel-coil-definition-and-classification/