1.0 เหล็กแผ่นรีดร้อน (HRC) คืออะไร คำจำกัดความ กระบวนการผลิต และการใช้งาน
เหล็กม้วนรีดร้อน (HRC) คือผลิตภัณฑ์เหล็กแผ่นแบนที่ผลิตขึ้นโดยการรีดแผ่นเหล็กแผ่นให้ความร้อนอย่างต่อเนื่องผ่านโรงงานรีดร้อน โดยทั่วไปแล้วเหล็กม้วนจะจำหน่ายในรูปแบบเหล็กม้วนและใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การก่อสร้าง เครื่องจักร ยานยนต์ การต่อเรือ และการผลิตภาชนะรับแรงดัน
เหล็กกล้ารีดร้อนเป็นวัสดุพื้นฐานในอุตสาหกรรมเหล็กเนื่องจากมีต้นทุนต่ำ ขึ้นรูปได้ดี และมีประสิทธิภาพการผลิตสูง เหล็กกล้ารีดร้อนเหมาะสำหรับการใช้งานโครงสร้างที่ต้องการความแข็งแรงแต่ไม่ต้องการความแม่นยำของพื้นผิวสูง หากต้องการความแม่นยำของมิติหรือการตกแต่งพื้นผิวที่ดีขึ้น มักต้องใช้การแปรรูปเพิ่มเติม เช่น การรีดเย็นหรือการเคลือบผิว
- พื้นผิว: การขัดผิวแบบหยาบและเกิดออกซิเดชัน ซึ่งเกิดจากการขูดขีดที่อุณหภูมิสูง (ไม่เรียบเนียนเท่าเหล็กกล้ารีดเย็น)
- คุณสมบัติทางกล: มีความแข็งแรงค่อนข้างต่ำแต่มีความเหนียวดีเยี่ยม จึงเหมาะกับการแปรรูปขั้นที่สอง เช่น การรีดเย็นหรือการปั๊ม
- ช่วงขนาด: ความหนาทั่วไปมีตั้งแต่ 1.2 มม. ถึง 25.4 มม. โดยมีความกว้างมากกว่า 2,000 มม.
1.1 กระบวนการผลิตเหล็กม้วนรีดร้อน (HRC)
- การเตรียมพื้นและการให้ความร้อน: การผลิตเริ่มต้นด้วยการป้อนแผ่นเหล็กหนาหรือบาง (โดยทั่วไปมาจากการหล่อต่อเนื่อง) เข้าไปในเตาเผาความร้อนซ้ำ แผ่นเหล็กจะถูกให้ความร้อนเหนืออุณหภูมิการตกผลึกใหม่ ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 1,700°F (927°C) เพื่อให้แน่ใจว่ามีความเหนียวเพียงพอต่อการรีด
- การขจัดตะกรัน: หลังจากให้ความร้อนแล้ว พื้นผิวแผ่นจะถูกเคลือบด้วยตะกรัน (ออกไซด์เหล็ก) ใช้เครื่องพ่นน้ำแรงดันสูงเพื่อขจัดตะกรันและเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวมีคุณภาพเหมาะสมสำหรับการรีด
- การรีดหยาบ: ทีแผ่นเหล็กจะผ่านเครื่องบดหยาบ (มักมีหลายแท่น) เพื่อลดความหนาและเพิ่มความยาวในขณะที่ทำลายโครงสร้างหล่อ เครื่องบดบางโรงใช้เครื่องบดแบบย้อนกลับ โดยที่แผ่นเหล็กจะถูกส่งไปมาผ่านแท่นเดียวเพื่อลดความหนา
- เสร็จสิ้นการกลิ้ง: จากนั้นแถบเหล็กจะถูกประมวลผลผ่านแท่นขัด 5 ถึง 7 แท่น เพื่อลดความหนาอย่างแม่นยำ ในขั้นตอนนี้ อาจเกิดการขจัดคราบตะกรันเพิ่มเติม การรีดเพื่อขัดผิวมีบทบาทสำคัญในการกำหนดรูปร่างขั้นสุดท้าย ความสม่ำเสมอของความหนา และคุณสมบัติเชิงกลภายใน
- การควบคุมความเย็น: แถบรีดจะถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วด้วยการฉีดน้ำไปตามโต๊ะวิ่งออก ซึ่งจะช่วยควบคุมโครงสร้างเมล็ดพืชและเพิ่มประสิทธิภาพเชิงกล
- การม้วนและการบรรจุหีบห่อ: หลังจากการเย็นตัวแล้ว แถบจะถูกม้วนโดยใช้เครื่องม้วน ม้วนที่เสร็จแล้วจะถูกรัด ติดฉลาก และบรรจุหีบห่อ พร้อมสำหรับการจัดเก็บหรือการขนส่ง
1.2 ประเภทของเหล็กแผ่นรีดร้อน (HRC) และข้อดีหลัก
โดยทั่วไปคอยล์รีดร้อน (HRC) จะถูกแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลัก:
- คุณภาพเชิงพาณิชย์ (CQ): ประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไป เช่น ท่อ ท่อเหล็ก และส่วนประกอบยานยนต์
- คุณภาพโครงสร้าง (SQ): ออกแบบมาสำหรับการใช้งานโครงสร้าง เช่น คาน แผ่น และชิ้นส่วนรับน้ำหนักที่ต้องการความแข็งแรงสูงกว่า
- คุณภาพการวาด (DQ): ใช้ในงานที่ต้องการการขึ้นรูปที่ดี เช่น ชิ้นส่วนที่มีการดึงลึกหรือปั๊มขึ้นรูป
1.3 ข้อได้เปรียบหลักของ HRC เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์เหล็กอื่น ๆ :
- ความแข็งแรงผลผลิตสูง: เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความเครียดสูงและการใช้งานหนัก
- ทนทานต่อการสึกกร่อนเป็นอย่างดี: เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีการสึกหรอและแรงเสียดทานพื้นผิวสูง
- มีความสามารถในการเชื่อมและขึ้นรูปได้ดี: สามารถผลิตและขึ้นรูปเป็นชิ้นส่วนและส่วนประกอบอุตสาหกรรมต่างๆ ได้ง่าย
1.4 ลักษณะการแปรรูปและประสิทธิภาพของเหล็กกล้ารีดร้อน
- ความสามารถในการขึ้นรูปที่ดี: เหมาะสำหรับกระบวนการดัด การปั๊ม และการดึง
- ความสามารถในการเชื่อมที่ยอดเยี่ยม: เข้ากันได้กับเทคนิคและวิธีการเชื่อมต่างๆ
- ความแข็งแรงปานกลางพร้อมความเหนียวดี: สามารถรับน้ำหนักได้มาก เหมาะสำหรับการใช้งานโครงสร้าง
- ตะกรันพื้นผิว: พื้นผิวอาจมีตะกรันที่เกิดจากการออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง โดยทั่วไปสามารถกำจัดออกได้ด้วยการดองหรือการประมวลผลเพิ่มเติม
- ความแม่นยำของมิติที่ต่ำกว่า: การหดตัวในระหว่างการทำความเย็นอาจทำให้ค่าความคลาดเคลื่อนหลวมกว่าผลิตภัณฑ์รีดเย็น
- ขอบที่ไม่สม่ำเสมอ: ขอบอาจจะทื่อหรือไม่สม่ำเสมอเล็กน้อยเมื่อเทียบกับเหล็กกล้ารีดเย็น
- ความเครียดภายในต่ำ: ความเครียดตกค้างขั้นต่ำ ลดความเสี่ยงของการบิดเบี้ยวหรือการบิดเบือนในระหว่างการผลิต
- เม็ดหยาบ โครงสร้างสม่ำเสมอ: ประสิทธิภาพที่มั่นคงและสม่ำเสมอ แม้จะไม่ละเอียดเท่าเหล็กกล้ารีดเย็น
- คุ้มต้นทุน: มีประสิทธิภาพการผลิตสูงและต้นทุนการผลิตต่ำ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเหล็กโครงสร้างปริมาณมาก
1.5 การใช้งานทั่วไปของอุตสาหกรรมเหล็กกล้ารีดร้อน
| อุตสาหกรรม | แอปพลิเคชัน | รายละเอียด |
| การก่อสร้าง | คาน เสา โครง | ใช้ในอาคาร สะพาน โกดัง งานโยธา |
| ฐานรองและเหล็กฉาก | การรองรับน้ำหนักและโครงสร้าง | |
| ยานยนต์ | แชสซี, เฟรม, ล้อ | ใช้ในรถบรรทุก รถพ่วง รถโดยสาร และรถโดยสารประจำทาง |
| แผงเสริมแรง | นำมาประยุกต์ใช้กับโครงสร้างตัวถังที่มีความแข็งแรงทนทานต่อแรงกระแทก | |
| การต่อเรือ | แผ่นตัวเรือและแผ่นดาดฟ้า | แผ่นป้ายขนาดใหญ่สำหรับเรือและเรือบรรทุกสินค้า |
| น้ำมันและก๊าซ | ท่อและท่ออ่อน (แรงดันต่ำ) | ท่อเชื่อม, ฐานรองรับแพลตฟอร์ม |
| เปลือกถังและซับใน | การจัดเก็บน้ำมัน แก๊ส และสารเคมี | |
| อุปกรณ์หนัก | ส่วนประกอบเครนและรถขุด | แขนบูม เฟรม ชิ้นส่วนรับน้ำหนัก |
| การผลิต | วัสดุพื้นผิวสำหรับผลิตภัณฑ์รีดเย็น | HRC มักดองและทาน้ำมันก่อนดำเนินการเพิ่มเติม |
| ถังและถังเหล็ก | ใช้สำหรับเก็บและขนส่งของเหลว | |
| ทางรถไฟ | โครงรถรางและฐานล้อ | โครงสร้าง องค์ประกอบรับน้ำหนัก |
| พลังงาน | ส่วนเสากังหันลม | เหล็กกล้ารีดร้อนชนิดหนาที่ใช้สำหรับหอคอยและนาเซลล์ |
| งานประดิษฐ์ทั่วไป | ราวกั้น รั้ว ประตู | ความปลอดภัยทางถนนและการใช้โครงสร้าง |
| ระบบจัดเก็บข้อมูล | ชั้นวางสินค้าและชั้นวางสินค้าในโกดัง | HRC ความแข็งแกร่งปานกลางสำหรับการขนส่งและการจัดเก็บ |
| ตู้คอนเทนเนอร์ขนส่ง | แผงผนังและกรอบ | เหล็กกล้าแรงสูงสำหรับโครงสร้างตู้คอนเทนเนอร์ |
2.0 ขดลวดเหล็กกล้ารีดร้อน (HRC): การผลิต คุณสมบัติ และการใช้งาน
2.1 ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพทั่วไปของเหล็กกล้ารีดร้อน
(ค่าทั่วไปสำหรับเหล็กโครงสร้างคาร์บอน)
| คุณสมบัติ | ช่วงทั่วไป |
| ความแข็งแรงการยืดหยุ่น (MPa) | 235–355 |
| ความแข็งแรงแรงดึง (MPa) | 370–550 |
| การยืดตัว (%) | 20–35 |
| ความแข็ง (HB) | 100–170 |
| ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน | อุณหภูมิห้องถึง ~400°C |
2.2 คุณสมบัติหลักของเหล็กกล้ารีดร้อน
| คุณสมบัติ | คำอธิบาย |
| การรีดด้วยอุณหภูมิสูง | รีดขึ้นเหนืออุณหภูมิการตกผลึกใหม่ ให้ความเหนียวและการทำงานได้ดีเยี่ยม |
| มาตราส่วนพื้นผิว | ตะกรันออกไซด์จะก่อตัวในระหว่างการทำให้เย็นลง ซึ่งส่งผลต่อรูปลักษณ์ แต่สามารถขจัดออกได้โดยการดอง |
| ความแม่นยำมิติที่ต่ำกว่า | เนื่องจากการขยายตัวเนื่องจากความร้อนและการระบายความร้อนตามธรรมชาติ ทำให้มีความคลาดเคลื่อนน้อยกว่าเหล็กกล้ารีดเย็น |
| การเสียรูปเล็กน้อย | อาจเกิดการหดตัวเล็กน้อย มุมและขอบอาจมนหรือไม่สม่ำเสมอเล็กน้อย |
| เหมาะสำหรับการใช้งานโครงสร้าง | ใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงสูงแต่ความแม่นยำของมิติเป็นเรื่องรอง (เช่น อาคาร สะพาน) |
2.3 เงื่อนไขการจัดส่งเหล็กม้วนรีดร้อน
| เงื่อนไข | คำอธิบาย |
| พื้นผิวสีดำ (HR) | พื้นผิวที่ไม่ได้รับการบำบัดที่มีตะกรันจากโรงสี คุ้มค่าและเหมาะสำหรับการแปรรูปเพิ่มเติม |
| การดองและเคลือบน้ำมัน (HRPO) | ขจัดคราบตะกรันและเคลือบด้วยน้ำมันป้องกันสนิม ช่วยให้พื้นผิวสะอาดขึ้นสำหรับกระบวนการปลายน้ำ |
2.4 มาตรฐาน ASTM ทั่วไปสำหรับเหล็กกล้ารีดร้อน – ภาพรวมที่เน้นการใช้งาน
ตารางต่อไปนี้สรุปมาตรฐาน ASTM ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับแผ่นเหล็กกล้ารีดร้อน แผ่นเหล็ก และผลิตภัณฑ์โครงสร้าง โดยเน้นที่สถานการณ์การใช้งาน:
| หมายเลขมาตรฐาน | ชื่อย่อ | ประเภทวัสดุ | การใช้งานทั่วไป |
| แอสทาม เอ 1011 | แผ่น/แถบเหล็กคาร์บอนรีดร้อนโครงสร้าง HSLA UHSS | เหล็กกล้าคาร์บอน, เหล็กโครงสร้าง, HSLA, UHSS | ยานยนต์ โครงสร้างก่อสร้าง ส่วนประกอบเครื่องจักร |
| เอ เอส ที เอ็ม 36 | เหล็กโครงสร้างคาร์บอน | เหล็กแผ่นโครงสร้างรีดร้อนทั่วไป | คาน เสา คานยึด สะพาน |
| เอเอสทีเอ569 | แผ่นและแถบเหล็กกล้าคาร์บอนรีดร้อนคุณภาพเชิงพาณิชย์ | เหล็กกล้าคาร์บอนเชิงพาณิชย์ (เลิกผลิตแล้ว ถูกแทนที่ด้วย A1011) | งานปั๊มทั่วไป งานเชื่อม (งานนอกโครงสร้าง) |
| เอเอสทีเอ572 | เหล็กโครงสร้าง HSLA | เหล็กโครงสร้างโลหะผสมต่ำที่มีความแข็งแรงสูง | สะพาน อาคารสูง ส่วนประกอบงานหนัก |
| เอเอสทีเอ 992 | รูปทรงเหล็กโครงสร้าง | คานรูปตัว H และคานรูปตัว I รีดร้อน | คานและเสาโครงสร้างในอาคารสมัยใหม่ |
| เอ เอส ที เอ 715 | แผ่น/แถบขึ้นรูปเย็น รีดร้อน ความแข็งแรงสูง | เหล็กกล้ารีดร้อนที่มีความแข็งแรงสูงและขึ้นรูปเย็นได้ | ชิ้นส่วนปั๊ม กรอบ เสริมแรง |
| เอเอสทีเอ606 | เหล็ก HSLA ที่มีความต้านทานการกัดกร่อนในบรรยากาศ | เหล็กกล้าที่ทนทานต่อสภาพอากาศ (เช่น Cor-Ten) | โครงสร้างภายนอก รถไฟ ตู้สินค้า |
| เอเอสทีเอ635 | แผ่นรีดร้อน คาร์บอนและ HSLA ความกว้างกว้าง | เหล็กกล้าคาร์บอนแถบกว้างและ HSLA | การใช้งานที่ต้องการแผ่นรีดร้อนที่หนากว่า |
| เอ เอส ที เอ 1008 | เหล็กแผ่นรีดเย็นและเหล็กเส้น (เพื่อการเปรียบเทียบ) | เหล็กกล้ารีดเย็น (เทียบกับ A1011) | ชิ้นส่วนที่ต้องการความเรียบเนียนสูง |
2.5 การเปรียบเทียบคุณสมบัติเชิงกลของเกรด ASTM รีดร้อนทั่วไป
ตารางนี้แสดงการเปรียบเทียบคุณสมบัติเชิงกลทั่วไปของเกรดเหล็กกล้า ASTM รีดร้อนที่ใช้กันทั่วไป รวมถึงความแข็งแรง ความแข็งแรงในการดึง และการยืดตัว:
| เกรด ASTM | พิมพ์ | ความแข็งแรงผลผลิต | ความแข็งแรงแรงดึง | การยืดตัว (%) | หมายเหตุ |
| เอ36 | เหล็กโครงสร้างคาร์บอน | ≥ 250 เมกะปาสคาล | 400–550 เมกะปาสคาล | ≥ 20% | เหล็กโครงสร้างทั่วไปสำหรับงานก่อสร้าง |
| A1011 CS ประเภท B | เหล็กเชิงพาณิชย์ | ≥ 170 เมกะปาสคาล | ≥ 270 เมกะปาสคาล | ≥ 28% | การขึ้นรูปทั่วไปแบบไม่ใช่โครงสร้าง |
| A1011 SS เกรด 36 | เหล็กโครงสร้าง | ≥ 250 เมกะปาสคาล | ≥ 400 เมกะปาสคาล | ≥ 20% | สารทดแทน A36 ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานก่อสร้าง |
| A1011 SS เกรด 50 | เหล็กโครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูง | ≥ 345 เมกะปาสคาล | ≥ 450 เมกะปาสคาล | ≥ 18% | ความแข็งแรงสูง ใช้ในสะพาน เครื่องจักรหนัก |
| A1011 HSLAS เกรด 50 | เหล็ก HSLA | ≥ 345 เมกะปาสคาล | ≥ 450 เมกะปาสคาล | ≥ 20% | ความสามารถในการขึ้นรูปดีกว่าเกรด SS เหมาะสำหรับโครงยานยนต์ |
| A1011 HSLAS-F เกรด 50 | HSLA – ปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูป | ≥ 345 เมกะปาสคาล | ≥ 450 เมกะปาสคาล | ≥ 22% | เพิ่มประสิทธิภาพการประทับตรา |
| A1011 เกรด 100 (UHSS) | เหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษ | ≥ 690 เมกะปาสคาล | ≥ 830 เมกะปาสคาล | ≥ 10% | ชิ้นส่วนโครงสร้างยานยนต์ เปลือกนิรภัย |
| A572 เกรด 50 | เหล็กโครงสร้าง HSLA | ≥ 345 เมกะปาสคาล | ≥ 450 เมกะปาสคาล | ≥ 18% | สะพาน อุปกรณ์ยก เครื่องจักรก่อสร้าง |
| A992 | เหล็กโครงสร้างรูปตัว H | ≥ 345 เมกะปาสคาล | 450–620 เมกะปาสคาล | ≥ 18% | แทนที่ A572 สำหรับคาน I และคาน H |
