Cadeias Metalúrgicas: O elo fundamental da indústria siderúrgica

No vasto sistema da moderna indústria siderúrgica, as Cadeias Metalúrgicas, como componente-chave indispensável, desempenham um papel importante na ligação dos diversos elos produtivos e na garantia do bom funcionamento do processo produtivo. Desde o transporte da matéria-prima até a produção dos produtos siderúrgicos acabados, as Cadeias Metalúrgicas percorrem todas as etapas da produção do aço. A qualidade do seu desempenho afeta diretamente a eficiência da produção, a qualidade do produto e o custo de produção das empresas siderúrgicas. ​

1. O que são cadeias metalúrgicas

(1) Definição e escopo

Correntes Metalúrgicas geralmente se referem a várias correntes especiais usadas na produção e equipamentos metalúrgicos. Como a maioria dessas cadeias é usada em empresas siderúrgicas, elas são frequentemente chamadas de cadeias siderúrgicas. Eles abrangem uma variedade de tipos, incluindo correntes de rolos, correntes de bloco, correntes de pinos e outras formas estruturais diferentes para atender às diversas condições de trabalho no processo de produção de aço. ​

(2) Diferenças das cadeias comuns

Em comparação com as correntes transportadoras comuns, as correntes metalúrgicas possuem características especiais significativas. As correntes comuns são geralmente usadas em cenários de transporte ou transmissão de materiais mais convencionais, com ambientes de trabalho relativamente amenos, e os requisitos de desempenho para correntes concentram-se principalmente na resistência básica e na resistência ao desgaste. As correntes metalúrgicas, por outro lado, precisam operar em ambientes extremamente agressivos, como alta temperatura, alta umidade, muita poeira, forte corrosão e grandes cargas. For example, in a hot-rolled wire production line, the chain needs to be in a high temperature state for a long time, while also bearing the weight of the wire and the impact of movement; em uma linha de produção de lingotamento contínuo de tarugos e lingotes, a corrente não só precisa enfrentar o calor radiante do aço fundido em alta temperatura, mas também pode entrar em contato com água de resfriamento contendo substâncias corrosivas. Portanto, as Correntes Metalúrgicas têm requisitos mais rigorosos e especiais em termos de seleção de materiais, projeto estrutural, processo de fabricação e tratamento térmico para garantir que possam operar de forma estável e confiável sob condições de trabalho adversas e atender aos requisitos de alta intensidade da produção de aço.​

2. Cenários de aplicação de Cadeias Metalúrgicas​

(1) Linha de produção de fio laminado a quente

No processo produtivo do fio laminado a quente, as Correntes Metalúrgicas são responsáveis pelo transporte do tarugo aquecido até o laminador para laminação, e pelo transporte do fio laminado para posterior resfriamento, bobinamento e demais processos. As correntes precisam ser resistentes a altas temperaturas, alta resistência e boa resistência ao desgaste para se adaptarem ao impacto contínuo do fio de alta temperatura e à operação em alta velocidade a longo prazo. Por exemplo, em um laminador de acabamento de arame de alta velocidade, as correntes precisam funcionar sincronizadamente em velocidades extremamente altas para garantir que o arame possa entrar com precisão e estabilidade em cada rolo para laminação. Uma vez que a cadeia falhe, toda a linha de produção será interrompida, causando enormes perdas económicas. ​

(2) Linha de produção de lingotamento contínuo para tarugos e lingotes

Na linha de produção de lingotamento contínuo, as Correntes Metalúrgicas são utilizadas para retirar o tarugo do cristalizador e transportá-lo até o equipamento de corte para corte no tamanho certo. Como a temperatura do tarugo é alta durante o processo de trefilação e pode haver impurezas como óxido de ferro na superfície, a corrente não deve apenas suportar o peso do tarugo de alta temperatura, mas também resistir ao desgaste do óxido de ferro e à erosão da água de resfriamento. Ao mesmo tempo, para garantir a qualidade do tarugo e a continuidade da produção, a corrente deve funcionar de maneira suave e precisa, e sua precisão e sincronização de passo devem ser extremamente altas. Por exemplo, em uma máquina de lingotamento contínuo de placas grandes, um ligeiro desvio da corrente pode causar defeitos como rachaduras no tarugo, afetando a qualidade do produto. ​

(3) Linha transportadora de processamento de tarugos

As correntes metalúrgicas na linha transportadora de processamento de tarugos são responsáveis por transportar o tarugo do forno de aquecimento para diversos equipamentos de processamento, como máquinas de forjamento e laminadores. Neste processo, a cadeia precisa de iniciar, parar e inverter frequentemente para corresponder ao ritmo das diferentes etapas de processamento. Além disso, uma grande quantidade de calor e detritos será gerada durante o processamento do tarugo. A corrente precisa ter boa resistência ao calor e capacidade de incorporação anti-lascas para evitar que detritos entrem nas juntas da corrente e causem emperramento ou aumento do desgaste. For example, in a forging workshop, the chain must withstand the strong vibration and impact generated when forging steel billets, and at the same time maintain stable operating performance in a high temperature environment. ​

(4) Linha de produção de processamento de bobinas de aço

Na linha de produção de processamento de bobinas de aço, as Correntes Metalúrgicas são usadas principalmente para transportar e transportar bobinas de aço para completar uma série de procedimentos de processamento, como desenrolamento, nivelamento, cisalhamento e recuo. A corrente precisa ter resistência e rigidez suficientes para transportar bobinas de aço pesando várias toneladas ou até dezenas de toneladas e garantir a estabilidade e precisão de posicionamento das bobinas de aço durante o transporte. Ao mesmo tempo, como a superfície da bobina de aço é relativamente lisa, o controle do atrito entre a corrente e a bobina de aço também é muito crítico, garantindo que a corrente possa efetivamente fazer com que a bobina de aço se mova sem arranhar a superfície da bobina de aço. Por exemplo, na linha de produção de processamento de bobinas de aço para chapas automotivas de alta precisão, a estabilidade de funcionamento e a precisão de posicionamento da corrente são extremamente altas, e qualquer leve movimento ou desvio pode afetar a qualidade do produto final.​

(5) Steel pipe drawing production line​

Na linha de produção de trefilação de tubos de aço, as correntes metalúrgicas são usadas para puxar o tubo de aço através da matriz de trefilação para obter a redução do diâmetro do tubo de aço, redução da parede e outros processos de processamento. A corrente precisa suportar enormes forças de tração durante a operação e, ao mesmo tempo, deve se adaptar ao movimento em alta velocidade do tubo de aço e às frequentes ações de estiramento e retração durante o processo de trefilação. Para garantir a qualidade do trefilamento e a eficiência da produção do tubo de aço, a resistência, a resistência à fadiga e a sincronização da corrente com o equipamento de trefilação são cruciais. Por exemplo, no processo de trefilação de tubos de aço de paredes espessas de grande diâmetro, a corrente precisa suportar forças de tração de milhares de Newtons e deve garantir que não haverá problemas como quebra ou deformação por alongamento durante operação contínua de longo prazo. ​

3. Características das Cadeias Metalúrgicas​

(1) Alta resistência e alta rigidez

Como as correntes metalúrgicas precisam suportar grandes cargas durante a operação, como transportar pesados tarugos e bobinas de aço, elas devem ter alta resistência e alta rigidez. Isso exige que, ao projetar e fabricar a corrente, sejam selecionados materiais de liga de aço de alta qualidade e que um projeto estrutural razoável e tecnologia de processamento avançada sejam usados ​​para garantir que cada elo da corrente possa suportar cargas pesadas. Por exemplo, aço-liga de alta resistência é usado para fabricar placas e pinos de corrente, e eles são submetidos a tratamento térmico especial para melhorar a resistência e tenacidade dos materiais, para que possam suportar enormes forças de tração e impacto sem quebrar ou deformar. ​

(2) Forte resistência ao desgaste

No ambiente de produção de aço, uma grande quantidade de incrustações de ferro, pó metálico, alta temperatura, alta umidade e outros fatores irão acelerar o desgaste da corrente. Para melhorar a resistência ao desgaste das correntes metalúrgicas, normalmente são tomadas medidas em termos de seleção de materiais, tratamento de superfície e projeto estrutural. Por exemplo, materiais com boa resistência ao desgaste são selecionados para fabricar rolos, buchas e outras peças facilmente desgastadas, e suas superfícies são endurecidas, como cementação e têmpera; a estrutura da corrente é otimizada para reduzir os pontos de atrito e desgaste entre a corrente e os materiais e equipamentos; special sealing structures are used at the chain joints to prevent dust, debris and other impurities from entering, thereby extending the service life of the chain.​

(3) Excelente resistência a altas temperaturas

Há um grande número de ligações de alta temperatura no processo de produção de aço, como fornos de aquecimento e processos de laminação a quente. As correntes metalúrgicas precisam operar de forma estável por um longo período em um ambiente de alta temperatura. Por esta razão, as correntes são geralmente feitas de materiais de liga resistentes a altas temperaturas e passam por tratamento térmico correspondente para garantir que ainda possam manter boas propriedades mecânicas em altas temperaturas. Ao mesmo tempo, as questões de dissipação de calor e expansão térmica também são consideradas no projeto estrutural para evitar deformação ou travamento da corrente devido à alta temperatura. Por exemplo, algumas correntes utilizadas em ambientes de alta temperatura utilizarão uma estrutura especial de pino oco para facilitar a ventilação interna e a dissipação de calor, reduzindo assim a temperatura da corrente. ​

(4) Capacidade de operação estável em baixa velocidade

In some metallurgical production processes, such as billet traction in continuous casting production lines and steel coil handling in steel coil processing production lines, chains need to operate in a low-speed and stable manner. Isso exige que as Correntes Metalúrgicas tenham boa estabilidade em baixas velocidades, sejam capazes de manter movimento uniforme em baixas velocidades, evitem travamentos, tremores, etc., para garantir a continuidade do processo de produção e a qualidade do produto. Para atingir esse objetivo, a precisão do passo, a precisão da correspondência do rolo e da luva, etc. da corrente são estritamente controladas durante o processo de fabricação, e métodos de lubrificação apropriados são usados ​​para reduzir a resistência e o atrito durante o movimento da corrente. ​

(5) Alta confiabilidade

As linhas de produção e equipamentos das siderúrgicas costumam operar continuamente, com equipamentos complexos e diversos e equipamentos de grande porte. Uma vez que a cadeia falhe, não só causará a interrupção da produção, mas também poderá causar enormes perdas aos produtos e equipamentos produzidos. Portanto, as Correntes Metalúrgicas devem ter confiabilidade extremamente alta e ser capazes de operar de forma estável por um longo tempo sob condições de trabalho adversas. Isto requer um controlo rigoroso de todas as ligações, desde a concepção, fabrico, instalação e comissionamento até à manutenção diária, e a utilização de métodos avançados de controlo de qualidade para garantir que cada componente da cadeia cumpre elevados padrões de qualidade. Ao mesmo tempo, um sistema completo de monitoramento da operação da cadeia é estabelecido para compreender o status de funcionamento da cadeia em tempo real e descobrir e lidar prontamente com possíveis riscos de falha.

4. Processo de produção de correntes metalúrgicas

(1) Seleção de matéria-prima

A seleção de matérias-primas para Cadeias Metalúrgicas é crucial e está diretamente relacionada ao desempenho e qualidade da cadeia. Aços-liga de alta resistência são geralmente selecionados como materiais principais, como aço de médio carbono, aço estrutural de liga, etc. Esses aços têm boas propriedades mecânicas abrangentes e podem atender aos requisitos de uso de correntes sob condições de trabalho adversas, como alta resistência, alto desgaste e alta temperatura. Ao selecionar matérias-primas, é necessário controlar rigorosamente a composição química e as propriedades físicas do aço para garantir que sua pureza, dureza, tenacidade e outros indicadores atendam aos padrões pertinentes. For example, for some high-end Metallurgy Chains, alloy steels containing alloy elements such as chromium, nickel, and molybdenum will be selected to improve the strength, wear resistance and corrosion resistance of the chain.

(2) Processo de processamento e fabricação

Processamento de placas de corrente: Primeiro, o aço selecionado é processado em peças brutas de placas de corrente com a espessura e largura necessárias por meio de laminação, forjamento e outros processos. Em seguida, os blanks da placa de corrente são puncionados, aparados e outros processos são realizados utilizando puncionadeiras, centros de usinagem CNC e outros equipamentos para formar o formato básico da placa de corrente. Durante o processamento, a precisão dimensional e a qualidade da superfície das placas de corrente devem ser rigorosamente controladas para garantir a precisão da conexão e o desempenho correspondente entre as placas de corrente. Por exemplo, através de moldes de alta precisão e processos de estampagem avançados, a tolerância do diâmetro dos furos nas placas da corrente é controlada dentro de uma faixa muito pequena para melhorar a precisão da montagem da corrente. ​

Fabricação de peças como pinos e roletes: Pinos e roletes são peças móveis essenciais da corrente, e sua precisão e qualidade de fabricação afetam diretamente o desempenho de funcionamento da corrente. Os pinos geralmente são feitos de materiais em barra por meio de torneamento, retificação e outros processos, exigindo alto acabamento superficial e precisão dimensional precisa. Os rolos geralmente são fabricados por meio de forjamento, usinagem e outros processos. Para melhorar a resistência ao desgaste dos rolos, suas superfícies também são submetidas a tratamentos térmicos, como cementação e têmpera. Por exemplo, tornos CNC avançados são usados ​​para realizar giros de precisão em pinos para garantir que a cilindricidade e a rugosidade da superfície dos pinos atendam aos requisitos de alta precisão; controlando a profundidade da camada carburizada e os parâmetros do processo de têmpera, a superfície do rolo obtém alta dureza e boa resistência ao desgaste, enquanto o núcleo mantém tenacidade suficiente.​

Montagem da corrente: Monte as placas, pinos, rolos e outras peças da corrente processada para formar uma corrente completa. O processo de montagem deve ser realizado estritamente de acordo com os requisitos do projeto para garantir que as posições de instalação de cada componente sejam precisas e o passo da corrente seja uniforme. Durante o processo de montagem, normalmente são utilizados equipamentos e ferramentas especiais de montagem, como máquinas de montagem de correntes e prensas, para garantir a qualidade e eficiência da montagem. Ao mesmo tempo, a qualidade da corrente montada é rigorosamente inspecionada, incluindo comprimento, precisão do passo, resistência à tração e outros indicadores da corrente. Somente cadeias qualificadas podem entrar no próximo processo. ​

(3) Processo de tratamento térmico

O tratamento térmico é um meio importante para melhorar o desempenho das cadeias metalúrgicas. Através de processos apropriados de tratamento térmico, a estrutura organizacional do material da corrente pode ser melhorada e sua resistência, dureza, tenacidade e resistência ao desgaste podem ser melhoradas. Os processos comuns de tratamento térmico incluem têmpera, revenido, cementação, nitretação, etc.​

Têmpera e revenido: Para peças principais, como placas de corrente e pinos, o tratamento de têmpera geralmente é realizado primeiro, aquecendo-as acima da temperatura crítica e depois resfriando-as rapidamente para fazer o material obter estrutura martensítica, melhorando assim a dureza e a resistência. Após a têmpera, o tratamento de revenido é realizado para eliminar as tensões internas de têmpera, ajustar a tenacidade e a dureza do material e obter as melhores propriedades mecânicas abrangentes. Por exemplo, após têmpera e revenido, a dureza da placa da corrente pode atingir HRC40-50, e a resistência é bastante melhorada, o que pode suportar melhor a carga no trabalho. ​

Cementação e nitretação: Para algumas peças que precisam melhorar a dureza superficial e a resistência ao desgaste, como rolos e luvas, o tratamento de cementação ou nitretação é frequentemente utilizado. A cementação consiste em colocar as peças em um meio rico em carbono e aquecê-las, de modo que os átomos de carbono penetrem na superfície das peças para formar uma camada carburizada de certa espessura, e então temperá-las e temperá-las para fazer com que a superfície obtenha alta dureza e resistência ao desgaste, enquanto o núcleo ainda mantém boa tenacidade. A nitretação consiste em fazer com que os átomos de nitrogênio penetrem na superfície das peças para formar uma camada de nitreto, melhorando assim a dureza superficial, a resistência ao desgaste, a resistência à mordida e a resistência à corrosão das peças. Por exemplo, após a cementação, a dureza superficial do rolo pode atingir HRC58-63, o que melhora efetivamente sua resistência ao desgaste durante a operação. ​

(4) Link de inspeção de qualidade

Para garantir que a qualidade das Correntes Metalúrgicas atenda aos padrões e requisitos de uso, é necessária uma rigorosa inspeção de qualidade durante o processo de produção. O link de inspeção de qualidade passa por vários estágios, como inspeção de matéria-prima, inspeção de processamento de componentes e inspeção de cadeia acabada. ​

Inspeção de matérias-primas: são realizadas análises de composição química e testes de propriedades mecânicas do aço adquirido para garantir que as matérias-primas atendam aos requisitos do projeto. Por exemplo, a composição química do aço é analisada com precisão por um espectrômetro para detectar se o teor de elementos como carbono, silício, manganês, fósforo e enxofre está dentro da faixa especificada; a resistência à tração, o limite de escoamento, o alongamento e outras propriedades mecânicas do aço são testadas por uma máquina universal de teste de materiais.​

Inspeção de processamento de peças: Durante o processamento de placas de corrente, pinos, rolos e outras peças, ferramentas de medição e ferramentas de inspeção são usadas para detectar dimensões importantes em tempo real para controlar a precisão do processamento. Por exemplo, paquímetros e micrômetros são usados ​​para medir a espessura e a abertura das placas de corrente; medidores de rugosidade são usados ​​para detectar a rugosidade da superfície das peças. Ao mesmo tempo, as peças processadas são inspecionadas visualmente para garantir que não haja defeitos como rachaduras, buracos de areia e poros. ​

Inspeção da cadeia do produto acabado: A corrente acabada montada é totalmente inspecionada, incluindo comprimento, precisão do passo, resistência à tração, vida à fadiga, dureza e outros indicadores da corrente. Por exemplo, o comprimento total e o passo da corrente são medidos utilizando um instrumento de medição do comprimento da corrente para garantir que cumpre os requisitos padrão; a corrente é testada quanto à tração por uma máquina de teste de tração de corrente para detectar se sua resistência à tração atinge o valor do projeto; a corrente é testada quanto à fadiga por uma máquina de teste de fadiga para simular a tensão da corrente no trabalho real e detectar se ela quebra ou falha no número especificado de ciclos. Somente correntes que passaram em todos os testes podem ser entregues para uso.​

5. Tendência de Desenvolvimento das Cadeias Metalúrgicas​

(1) Proteção Verde e Ambiental

À medida que a atenção mundial à protecção ambiental e ao desenvolvimento sustentável continua a aumentar, a indústria siderúrgica enfrenta uma enorme pressão para poupar energia e reduzir as emissões. Como parte importante da produção de aço, as Cadeias Metalúrgicas também estão se desenvolvendo na direção da proteção verde e ambiental. Por um lado, em termos de seleção de materiais, existe uma tendência crescente para a utilização de materiais recicláveis ​​e pouco poluentes para reduzir o impacto no ambiente. Por exemplo, novos materiais de revestimento biodegradáveis ​​são utilizados para substituir os revestimentos tradicionais que contêm metais pesados ​​e outras substâncias nocivas, reduzindo assim a poluição ambiental durante a produção e utilização de cadeias. Por outro lado, ao otimizar o projeto estrutural e o processo de fabricação da corrente, a eficiência de transmissão da corrente é melhorada e o consumo de energia é reduzido. Por exemplo, um novo tipo de corrente de baixo atrito é desenvolvido para reduzir a resistência da corrente durante a operação, reduzindo assim o consumo de energia do motor de acionamento e atingindo o objetivo de conservação de energia e redução de emissões. ​

(2) Inteligência e Digitalização​

Seguindo a tendência geral da Indústria 4.0 e da fabricação inteligente, as Cadeias Metalúrgicas também estão caminhando gradualmente para a inteligência e a digitalização. Ao instalar dispositivos inteligentes como sensores na corrente, o estado operacional da corrente, como temperatura, vibração, desgaste e outros parâmetros, é monitorado em tempo real, e esses dados são transmitidos ao sistema de controle para análise e processamento. Quando a cadeia está anormal, o sistema pode emitir um aviso antecipado a tempo e ajustar automaticamente os parâmetros de produção ou tomar medidas de manutenção correspondentes de acordo com o programa predefinido para realizar o gerenciamento inteligente e a manutenção preditiva de falhas da cadeia. Ao mesmo tempo, o design digital e a tecnologia de fabricação são usados ​​para melhorar a precisão do projeto e a eficiência da produção da cadeia. Por exemplo, a tecnologia de design assistido por computador (CAD) e de fabricação assistida por computador (CAM) é usada para realizar análises virtuais de projeto e simulação na cadeia, otimizar a estrutura e o processo de fabricação da cadeia, reduzir erros e desperdícios no projeto e no processo de fabricação e melhorar a qualidade do produto e a eficiência da produção. ​

(3) Alto desempenho e longa vida

Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de produção de aço, os requisitos de desempenho para cadeias metalúrgicas estão cada vez mais elevados. No futuro, as correntes metalúrgicas evoluirão para maior resistência, maior resistência ao desgaste, melhor resistência a altas temperaturas e corrosão e maior vida útil. Para atingir este objetivo, é necessário desenvolver continuamente novos materiais e processos de fabricação. Por exemplo, desenvolver novos materiais de liga de alta temperatura e tecnologias de tratamento de superfície para melhorar o desempenho das correntes em ambientes de alta temperatura e alta corrosão; usar nanotecnologia avançada para melhorar a estrutura organizacional dos materiais da cadeia e melhorar seu desempenho abrangente. Ao mesmo tempo, ao otimizar o projeto estrutural da corrente, reduz os pontos de concentração de tensão e aumenta a vida útil da corrente em fadiga. Por exemplo, adote novos métodos de conexão de corrente e estruturas de junta para reduzir a concentração de tensão durante a operação da corrente e prolongar a vida útil da corrente. ​

(4) Serviços personalizados

Diferentes empresas siderúrgicas têm diferenças em processos de produção, especificações de equipamentos e condições de trabalho, e suas necessidades em cadeias metalúrgicas também são diferentes. Portanto, no futuro, os fabricantes da cadeia metalúrgica prestarão mais atenção ao fornecimento de serviços customizados aos clientes. De acordo com as necessidades específicas dos clientes, desde o projeto da corrente, seleção de materiais, fabricação até instalação e comissionamento e serviço pós-venda, oferecemos uma gama completa de soluções personalizadas. Por exemplo, para as condições de alta temperatura e alto desgaste de uma planta siderúrgica específica, uma corrente metalúrgica com materiais especiais e design estrutural é adaptada para ela, e orientação de instalação profissional e serviços de manutenção regulares são fornecidos para garantir que a corrente possa operar de forma estável e confiável sob as condições adversas da planta siderúrgica e atender às necessidades de produção dos clientes. ​

6. Conclusão​

Como elo fundamental da indústria siderúrgica, as Cadeias Metalúrgicas desempenham um papel insubstituível e importante em todos os aspectos da produção siderúrgica. Seus cenários de aplicação especiais e requisitos de trabalho rigorosos determinam que ele deve ter uma série de excelentes propriedades, como alta resistência, resistência ao desgaste, resistência a altas temperaturas, operação estável e de baixa velocidade e alta confiabilidade. Com o contínuo desenvolvimento e progresso tecnológico da indústria siderúrgica, a Metalurgia Chains inovou continuamente nos processos de produção e obteve melhorias significativas na seleção, processamento e fabricação de materiais, tratamento térmico e inspeção de qualidade. Ao mesmo tempo, para se adaptar às necessidades de desenvolvimento da época, as Cadeias Metalúrgicas continuam a desenvolver-se na direção da proteção ambiental verde, inteligência e digitalização, alto desempenho e longa vida, e serviços personalizados. No futuro, com os avanços e aplicações contínuas de tecnologias relacionadas, as Cadeias Metalúrgicas continuarão a desempenhar um papel importante no desenvolvimento de alta qualidade da indústria siderúrgica e a fornecer um forte apoio para promover o progresso e a modernização da indústria siderúrgica.