Cuộn thép là gì? Công dụng, tính toán trọng lượng và cán nóng so với cán nguội

1.0 Định nghĩa cuộn thép

Thép được sử dụng rộng rãi trong sản xuất, kỹ thuật và xây dựng do có độ bền kéo cao, tính linh hoạt và chi phí thấp. Trong số nhiều dạng của nó, cuộn thép là một trong những dạng phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhất.

Cuộn thép là một cuộn thép hình trụ được sản xuất bằng cách cán nóng hoặc cán nguội đến độ dày cụ thể, sau đó được cuộn thành cuộn để dễ vận chuyển, lưu trữ và xử lý thêm. Trong quá trình sản xuất, các tấm thép được đưa qua máy cán liên tục, được cán thành các tấm mỏng, sau đó được cuộn lại. Bề mặt của cuộn thép có thể nhẵn hoặc có gân, mang lại độ dẻo và độ bền tốt.

1.1 Quy trình sản xuất phổ biến của cuộn thép

Cán nguội đặc biệt thích hợp cho thép không gỉ như 304 và cấp 316, đòi hỏi bề mặt hoàn thiện tuyệt vời, độ chính xác về kích thước và khả năng chống ăn mòn để sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.

Quá trình sản xuất cuộn thép bao gồm một số quy trình chính, mỗi quy trình đều ảnh hưởng đến tính chất và ứng dụng của cuộn thép:

• Cán nóng:Các tấm thép được nung nóng ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ kết tinh lại (khoảng 1100°C) và đưa qua máy cán để giảm độ dày trước khi cuộn lại.
  • Đặc trưng: Hiệu suất sản xuất cao, chi phí thấp hơn, phù hợp với cuộn dây dày hơn. Bề mặt thường có vảy, độ chính xác kích thước thấp hơn.
  • Ứng dụng: Xây dựng, cầu và máy móc không yêu cầu dung sai chặt chẽ.

• Cán nguội:Cuộn cán nóng được cán tiếp ở nhiệt độ phòng để giảm độ dày và cải thiện chất lượng bề mặt cũng như độ chính xác.
  • Đặc trưng: Bề mặt nhẵn, dung sai kích thước chặt chẽ hơn, độ bền và độ cứng tăng lên. Thích hợp cho các ứng dụng chính xác.
  • Ứng dụng:Ô tô, đồ gia dụng và đồ điện tử đòi hỏi chất lượng bề mặt cao.

• Ủ:Cuộn cán nguội được nung nóng và làm nguội chậm để cải thiện độ dẻo và độ bền đồng thời giảm ứng suất bên trong.
  • Mục đích: Tăng cường khả năng tạo hình và giúp vật liệu dễ gia công hơn trong quá trình dập hoặc định hình.

• Xử lý bề mặt:Các quy trình như mạ kẽm hoặc mạ điện được sử dụng để tăng khả năng chống ăn mòn và mở rộng phạm vi sử dụng.
  • Đặc trưng: Độ bền và khả năng chống ăn mòn được cải thiện, lý tưởng cho các ngành công nghiệp có yêu cầu đặc biệt về môi trường hoặc hiệu suất

1.2 So sánh các loại cuộn thép khác nhau: Định nghĩa, tính năng và ứng dụng

Trong số các cuộn cán nguội và mạ kẽm, thép không gỉ 304 và 316 thường được sử dụng khi yêu cầu khả năng chống ăn mòn và tiêu chuẩn vệ sinh cao, chẳng hạn như trong chế biến thực phẩm, hàng hải và thiết bị y tế.

Bảng dưới đây phác thảo các định nghĩa, đặc điểm chính và ứng dụng điển hình của các loại cuộn thép thông dụng. So sánh này giúp xác định cuộn phù hợp nhất cho các nhu cầu cụ thể, cung cấp hướng dẫn để lựa chọn vật liệu và tối ưu hóa ứng dụng.

1.3 Cấp độ và hiệu suất của cuộn thép

Hiệu suất của cuộn thép phụ thuộc vào loại thép được sử dụng. Các loại thép khác nhau có các tính chất cơ học và hóa học khác nhau.

Ưu điểm của cuộn thép

Cuộn thép mang lại nhiều lợi ích, khiến chúng trở nên phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp:

• Độ bền cao
• Khả năng chịu nhiệt tuyệt vời
• Chi phí bảo trì thấp
• Dễ dàng vận chuyển và xử lý
• Tiết kiệm chi phí với giá trị tuyệt vời
• Có thể tháo cuộn, cắt và rạch tùy theo nhu cầu

1.4 Sự khác biệt giữa cuộn thép và tấm thép

Không giống như các tấm thép, vẫn phẳng, cuộn thép là các tấm liên tục được cuộn thành các cuộn hình trụ. Hình thức này đơn giản hóa việc vận chuyển và cho phép xử lý linh hoạt như tháo cuộn, cắt và cắt, cải thiện đáng kể hiệu quả và tính linh hoạt.

1.5 Ứng dụng của cuộn thép

Nhờ các đặc tính vật lý và hóa học tuyệt vời, cuộn thép được sử dụng rộng rãi trong các ngành điện tử, ô tô, xây dựng, đóng gói, máy móc và năng lượng. Chúng đáp ứng các nhu cầu về độ bền, khả năng chịu nhiệt, chống ăn mòn và gia công chính xác. Khả năng tái chế và hiệu quả về chi phí của chúng làm cho cuộn thép trở nên thiết yếu trong sản xuất hiện đại.

2.0 Thép cuộn cán nóng là gì?

Cuộn thép cán nóng được sản xuất bằng cách cán các phôi thép được nung nóng ở nhiệt độ cao đến độ dày mong muốn. Nó thường được sử dụng khi độ chính xác không quan trọng và cần kích thước lớn hơn hoặc tấm dày hơn, chẳng hạn như trong xây dựng và đường ray xe lửa.

2.1 Tổng quan về quy trình cán nóng

Cán nóng bao gồm quá trình xử lý phôi thép ở nhiệt độ trên 1.700°F (khoảng 927°C), cao hơn nhiệt độ kết tinh lại của thép, giúp định hình dễ dàng hơn. Quá trình này bao gồm:

• Nung nóng phôi thép ở nhiệt độ cao;
• Cho chúng đi qua các con lăn nhiều lần để giảm độ dày;
• Làm nguội các tấm thép một cách tự nhiên, sau đó cuộn thành cuộn tròn hoặc cắt thành tấm và thanh.

Do thép nguội tự nhiên nên có thể xảy ra hiện tượng co ngót và biến dạng nhẹ, dẫn đến độ chính xác về kích thước thấp hơn.

2.2 Đặc điểm tiêu biểu của thép cán nóng

• Bề mặt có vảy: thường được phủ bằng lớp vảy oxit, có thể loại bỏ bằng cách ngâm chua hoặc phun cát;
• Các cạnh bo tròn: các cạnh hơi cùn do sự giãn nở và co lại vì nhiệt;
• Cong vênh nhẹ: có thể bị biến dạng trong quá trình làm mát;
• Độ dẻo tốt: dễ dàng tạo thành nhiều hình dạng khác nhau;
• Độ chính xác kích thước thấp: không phù hợp với các linh kiện có độ chính xác cao;
• Không gây ứng suất: làm mát tự nhiên tránh được ứng suất còn sót lại từ quá trình tôi hoặc làm cứng.

3.0 Thép cán nguội là gì?

Cuộn thép cán nguội được sản xuất bằng cách xử lý thêm thép cán nóng ở nhiệt độ phòng, tạo ra độ chính xác cao hơn và chất lượng bề mặt vượt trội. Quy trình này cũng có thể bao gồm ủ và tôi, tạo ra thép mỏng hơn, linh hoạt hơn được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đòi hỏi dung sai chặt chẽ và bề mặt mịn.

3.1 Quy trình cán nguội

Thép cán nguội được sản xuất bằng cách cán thép cán nóng đã nguội hoàn toàn ở nhiệt độ môi trường. Quy trình bao gồm:

• Cán nguội tấm kim loại giữa các con lăn;
• Các quy trình hoàn thiện bổ sung như gia công, mài và đánh bóng để cải thiện độ chính xác về kích thước và độ hoàn thiện bề mặt.

3.2 Đặc điểm tiêu biểu của cuộn thép cán nguội

• Bề mặt nhẵn mịn, có cảm giác hơi nhờn;
• Các cạnh sắc nét, rõ ràng với dung sai kích thước chặt chẽ hơn;
• Dải và ống vuông có độ đồng tâm và độ thẳng tốt;
• Cấu trúc đồng đều và hình thức đẹp mắt.

3.3 Ưu điểm về hiệu suất của thép cán nguội

• Độ bền cao hơn: mạnh hơn thép cán nóng khoảng 20%, phù hợp cho các ứng dụng chịu ứng suất cao;
• Độ chính xác cao hơn: ổn định về kích thước sau khi tạo hình, cần xử lý thứ cấp tối thiểu;
• Bề mặt vượt trội: sáng bóng, không gỉ, không có cặn oxit, lý tưởng cho các ứng dụng có yêu cầu bề mặt cao;
• Độ dẻo tốt: độ dẻo tuyệt vời, thích hợp để kéo giãn vừa phải.

4.0 Trọng lượng của một cuộn thép là bao nhiêu?

Trọng lượng của cuộn thép thường được đo bằng tấn hoặc pound. Trọng lượng được tính bằng cách nhân chiều dài, chiều rộng và độ dày của cuộn thép với mật độ của thép. Vì các loại thép khác nhau có mật độ hơi khác nhau nên trọng lượng của cuộn thép có thể khác nhau. Biết chính xác trọng lượng giúp lập kế hoạch vận chuyển và kiểm soát chi phí.

Công thức tính trọng lượng:

Trọng lượng = Chiều dài × Chiều rộng × Độ dày × Mật độ thép

• Chiều dài, chiều rộng và độ dày đề cập đến kích thước của cuộn dây, thường được đo bằng mét hoặc milimét.
• Mật độ của thép thường vào khoảng 7,85 g/cm³ (hoặc 7850 kg/m³), nhưng có thể thay đổi đôi chút tùy thuộc vào loại thép.

Ví dụ:

Một cuộn thép dài 10m, rộng 1m, dày 0,005m (5mm) có trọng lượng xấp xỉ:

10×1×0,005×7850=392,5kg

Do đó, trọng lượng cuộn thép có thể khác nhau đáng kể tùy thuộc vào kích thước và vật liệu. Hiểu được trọng lượng cuộn thép là điều cần thiết cho việc vận chuyển, lưu trữ và lập kế hoạch sản xuất.

5.0 Vận chuyển và đo lường cuộn thép

Vận tải

Do trọng lượng nặng và thể tích lớn, cuộn thép cần được xử lý cẩn thận trong quá trình vận chuyển. Trong các nhà máy hoặc kho, cần cẩu và xe nâng thường được sử dụng. Đối với vận chuyển đường dài, xe tải sàn phẳng chuyên dụng, tàu hỏa hoặc tàu thủy được thiết kế cho cuộn thép được sử dụng. Vì cuộn thép có hình trụ, chúng phải được buộc chặt bằng dây đai, cáp thép hoặc các biện pháp hạn chế khác để tránh lăn hoặc dịch chuyển trong quá trình vận chuyển, đảm bảo an toàn.

Đo lường kích thước

Kích thước cuộn thép thường được mô tả bằng các thông số sau:

• Chiều rộng: Chiều rộng phẳng của tấm thép chưa cán, quyết định kích thước ngang tối đa của vật liệu.
• Độ dày: Độ dày của một lớp thép duy nhất, thường được đo bằng milimét hoặc inch.
• Chiều dài: Tổng chiều dài khi cuộn dây được mở ra hoàn toàn, được sử dụng để ước tính lượng thép có sẵn.
• Đường kính ngoài (OD): Đường kính của lớp ngoài cùng của cuộn dây, ảnh hưởng đến khả năng xử lý và khả năng tương thích của máy.
• Đường kính bên trong (ID): Đường kính lõi cuộn dây, quan trọng đối với khả năng tương thích của thiết bị và độ ổn định khi vận chuyển.

6.0 Câu hỏi thường gặp về cuộn thép: Giải thích về an toàn, nhiệt độ, loại và cách sử dụng

Tài liệu tham khảo:

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

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