THÉP KHÔNG GỈ LÀ GÌ VÀ ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO?

Nov 09, 2022

Từ các mỏ đến nhà sản xuất, đây là tổng quan nhanh về cách sản xuất thép không gỉ

Do khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, độ bền cao và vẻ ngoài hấp dẫn, thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trên cả thị trường công nghiệp và tiêu dùng.

Nhưng làm thế nào để thép không gỉ đi từ một đống phế liệu hoặc quặng tinh chế đến hình dạng và ứng dụng cuối cùng của nó?

Hầu hết thép không gỉ bắt đầu cuộc sống theo cách tương tự trước khi bắt đầu chế biến. Quá trình xử lý này—cùng với thành phần chính xác của hợp kim thép—quyết định nhiều đặc tính của nó.

Vì vậy, để hiểu thép không gỉ được sản xuất như thế nào, trước tiên chúng ta phải đi sâu vào thành phần của nó.

INOX LÀ GÌ?

Inox là hợp kim của sắt và crom.

Mặc dù thép không gỉ phải chứa ít nhất 10,5 phần trăm crom, nhưng các thành phần và tỷ lệ chính xác sẽ thay đổi tùy theo loại được yêu cầu và mục đích sử dụng của thép.

Các chất phụ gia phổ biến khác bao gồm:

niken

Carbon

mangan

molypden

nitơ

lưu huỳnh

Đồng

silicon

Thành phần chính xác của hợp kim được đo lường và đánh giá nghiêm ngặt trong suốt quá trình hợp kim hóa để đảm bảo thép thể hiện chất lượng cần thiết.

Những lý do phổ biến để thêm các kim loại và khí khác vào hợp kim thép không gỉ bao gồm:

Tăng khả năng chống ăn mòn

chịu nhiệt độ cao

Chịu nhiệt độ thấp

sức mạnh được cải thiện

Cải thiện khả năng hàn

Cải thiện khả năng định dạng

Kiểm soát từ tính

Tuy nhiên, những gì có trong thép không gỉ của bạn không phải là yếu tố duy nhất quyết định các đặc điểm độc đáo của nó…

Cách nó được tạo ra sẽ làm thay đổi thêm tính chất của thép.

THÉP KHÔNG GỈ ĐƯỢC TẠO NHƯ THẾ NÀO

Quy trình chính xác cho một loại thép không gỉ sẽ khác nhau trong các giai đoạn sau. Cách thức một loại thép được định hình, gia công và hoàn thiện đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định hình thức và hoạt động của nó.

Trước khi bạn có thể tạo ra một sản phẩm thép có thể giao được, trước tiên bạn phải tạo ra hợp kim nóng chảy.

Do đó, hầu hết các loại thép đều có các bước bắt đầu chung.

Bước 1: Làm tan chảy

Sản xuất thép không gỉ bắt đầu bằng việc nấu chảy kim loại phế liệu và phụ gia trong lò hồ quang điện (EAF). Sử dụng các điện cực công suất cao, EAF nung nóng các kim loại trong nhiều giờ để tạo ra hỗn hợp lỏng, nóng chảy.

Vì thép không gỉ có thể tái chế 100% nên nhiều đơn đặt hàng không gỉ chứa tới 60% thép tái chế. Điều này không chỉ giúp kiểm soát chi phí mà còn giảm tác động đến môi trường.

Nhiệt độ chính xác sẽ thay đổi dựa trên loại thép được tạo ra.

Bước 2: Loại bỏ hàm lượng carbon

Carbon giúp tăng độ cứng và độ bền của sắt. Tuy nhiên, quá nhiều carbon có thể tạo ra các vấn đề—chẳng hạn như kết tủa cacbua trong quá trình hàn.

Trước khi đúc thép không gỉ nóng chảy, việc hiệu chỉnh và giảm hàm lượng carbon đến mức thích hợp là điều cần thiết.

Có hai cách xưởng đúc kiểm soát hàm lượng carbon.

Đầu tiên là thông qua quá trình khử cacbon oxy Argon (AOD). Bơm hỗn hợp khí argon vào thép nóng chảy làm giảm hàm lượng carbon và giảm tối thiểu các nguyên tố thiết yếu khác.

Phương pháp khác được sử dụng là Khử khí oxy chân không (VOD). Trong phương pháp này, thép nóng chảy được chuyển sang một buồng khác, nơi oxy được bơm vào thép trong khi nhiệt được áp dụng. Sau đó, chân không sẽ loại bỏ khí thoát ra khỏi buồng, tiếp tục làm giảm hàm lượng carbon.

Cả hai phương pháp đều cung cấp khả năng kiểm soát chính xác hàm lượng carbon để đảm bảo hỗn hợp thích hợp và các đặc tính chính xác trong sản phẩm thép không gỉ cuối cùng.

Bước 3: Điều chỉnh

Sau khi khử carbon, quá trình cân bằng và đồng nhất hóa cuối cùng về nhiệt độ và hóa học xảy ra. Điều này đảm bảo rằng kim loại đáp ứng các yêu cầu đối với loại dự định của nó và thành phần của thép nhất quán trong suốt lô.

Các mẫu được kiểm tra và phân tích. Điều chỉnh sau đó được thực hiện cho đến khi hỗn hợp đạt tiêu chuẩn yêu cầu.

BƯỚC 4: HÌNH THÀNH HOẶC ĐÚC

Với thép nóng chảy được tạo ra, giờ đây xưởng đúc phải tạo ra hình dạng ban đầu được sử dụng để làm nguội và gia công thép. Hình dạng và kích thước chính xác sẽ phụ thuộc vào sản phẩm cuối cùng.

Các hình dạng phổ biến bao gồm:

nở hoa

phôi

tấm

que

ống

Sau đó, các biểu mẫu được đánh dấu bằng mã định danh để theo dõi lô thông qua các quy trình khác nhau để tuân theo.

Từ đây, các bước sẽ khác nhau tùy thuộc vào loại dự định và sản phẩm hoặc chức năng cuối cùng. Tấm trở thành tấm, dải và tấm. Blooms và phôi trở thành thanh và dây.

Tùy thuộc vào loại hoặc định dạng được đặt hàng, thép có thể trải qua một số bước này nhiều lần để tạo ra hình thức hoặc đặc điểm mong muốn.

Các bước sau đây là phổ biến nhất.

cán nóng

Được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ kết tinh lại của thép, bước này giúp thiết lập các kích thước vật lý thô của thép. Kiểm soát nhiệt độ chính xác trong suốt quá trình giữ cho thép đủ mềm để hoạt động mà không làm thay đổi cấu trúc.

Quá trình sử dụng các lần lặp đi lặp lại để điều chỉnh kích thước của thép từ từ. Trong hầu hết các trường hợp, điều này sẽ liên quan đến việc cán qua nhiều máy nghiền theo thời gian để đạt được độ dày mong muốn.

cán nguội

Thường được sử dụng khi yêu cầu độ chính xác, cán nguội xảy ra dưới nhiệt độ kết tinh lại của thép. Nhiều con lăn được hỗ trợ được sử dụng để định hình thép. Quá trình này tạo ra một kết thúc đồng nhất, hấp dẫn hơn.

Tuy nhiên, nó cũng có thể làm biến dạng cấu trúc của thép và thường yêu cầu xử lý nhiệt để kết tinh lại thép thành vi cấu trúc ban đầu.

ủ

Sau khi cán, hầu hết thép trải qua quá trình ủ. Điều này liên quan đến chu kỳ sưởi ấm và làm mát được kiểm soát. Các chu kỳ này giúp làm mềm thép và giảm căng thẳng bên trong.

Nhiệt độ và thời gian chính xác liên quan sẽ phụ thuộc vào loại thép, với cả tốc độ gia nhiệt và làm mát đều ảnh hưởng đến sản phẩm cuối cùng.

Tẩy cặn hoặc ngâm chua

Khi thép được gia công qua các bước khác nhau, nó thường tích tụ cặn trên bề mặt.

Sự tích lũy này không đơn giản là không hấp dẫn. Nó cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng chống vết bẩn, độ bền và khả năng hàn của thép. Loại bỏ cặn này là điều cần thiết để tạo ra hàng rào oxit mang lại cho thép không gỉ khả năng chống ăn mòn và vết bẩn đặc trưng.

Tẩy cặn hoặc tẩy rửa loại bỏ cặn này bằng cách sử dụng dung dịch axit (được gọi là tẩy axit) hoặc thông qua hệ thống sưởi và làm mát có kiểm soát trong môi trường không có oxy.

Tùy thuộc vào sản phẩm cuối cùng, kim loại có thể quay trở lại quá trình cán hoặc ép đùn để xử lý tiếp. Tiếp theo là các giai đoạn ủ lặp đi lặp lại cho đến khi đạt được các đặc tính mong muốn.

cắt

Sau khi thép được gia công và sẵn sàng, lô thép được cắt để phù hợp với yêu cầu đặt hàng.

Các phương pháp phổ biến nhất là phương pháp cơ học, chẳng hạn như cắt bằng dao chém, dao tròn, lưỡi dao tốc độ cao hoặc đột dập bằng khuôn.

Tuy nhiên, đối với các hình dạng phức tạp, cắt ngọn lửa hoặc cắt tia plasma cũng có thể được sử dụng.

Tùy chọn tốt nhất sẽ phụ thuộc vào cả loại thép được yêu cầu và hình dạng mong muốn của sản phẩm được giao.

hoàn thiện

Thép không gỉ có nhiều loại hoàn thiện từ mờ đến gương. Hoàn thiện là một trong những bước cuối cùng liên quan đến quá trình sản xuất. Các kỹ thuật phổ biến bao gồm khắc axit hoặc cát, phun cát, mài đai, đánh bóng đai và đánh bóng đai.

Tại thời điểm này, thép được tập hợp ở dạng cuối cùng và sẵn sàng vận chuyển đến khách hàng. Cuộn và cuộn là những cách phổ biến để lưu trữ và vận chuyển số lượng lớn thép không gỉ để sử dụng trong các quy trình sản xuất khác. Tuy nhiên, hình thức cuối cùng sẽ phụ thuộc vào loại thép được yêu cầu và các yếu tố khác cụ thể cho đơn đặt hàng.

SUY NGHĨ CUỐI CÙNG

Hiểu các loại và loại thép không gỉ thích hợp cho các mục đích sử dụng và môi trường cụ thể là một phần thiết yếu để đảm bảo kết quả lâu dài và tối ưu hóa chi phí. Cho dù bạn đang tìm kiếm thứ gì đó chắc chắn và chống ăn mòn cho môi trường biển hay thứ gì đó bắt mắt và dễ lau chùi để sử dụng trong nhà hàng, thì luôn có hợp kim thép không gỉ phù hợp với nhu cầu của bạn.