Témata
Reklama

Skarfování bram

Skarfování (scarfing) je vlastně opracování povrchu bram plamenem za účelem odstranění vad, zlepšení povrchové jakosti bram a odhalení povrchových a podpovrchových vad, převážně trhlin, přeložek a cizorodých vměstků, bublin a ředin.

Začlenění skarfování do procesu výroby

Pro celkový pohled na průběh výroby ocelových plechů si zopakujme posloupnost jednotlivých kroků. Ve vysoké peci vyrobené surové železo se transportuje v tekutém stavu do ocelárny. V ocelárně se tekuté železo použije jako tekutá vsázka do pece, případně konvertoru. Do pece nebo konvertoru se přidává ještě tuhá vsázka, tj. šrot a legury ve formě feroslitin.
Oceli vyráběné v konvertorech mají vyšší jakost díky nízkému obsahu dusíku, vodíku a některých nežádoucích prvků, jako Sn, Pb a Cu. Doba tavby poklesla z několika hodin na cca 20 - 40 minut. To jen pro představu, jak se na intenzifikaci podílí změna technologie a místo dmýchání vzduchu shora se použije kyslík, případně kyslík s vápnem a dmýchá se zespodu.
Velikost jedné tavby se pohybuje kolem 70 tun a tekutá ocel se po odpichu do pánve a často s použitím mimopecní rafinace odlévá do kokil na ingoty, nebo poslední dobou z více než 90 % kontinuálně tuhne v krystalizátorech v nekonečný pás, který je na výstupu žhavý ohýbán a narovnáván do horizontální polohy a za pohybu rozřezáván speciálními pálicími stroji na jednotlivé bramy. Ocel z kontilití má v důsledku rychlejšího chladnutí oproti ingotům výhodu ve větší homogenitě, neboť nedochází k velkému odmíšení prvků při tuhnutí. Lepší jsou také mechanické vlastnosti.
Bramy jsou prohlédnuty, roztříděny podle výskytu vad a samozřejmě druhu oceli. Některé bramy se potom skarfují, u některých z ocelí citlivějších na tepelné zpracování se tak musí dít ještě za tepla, jiné se neskarfují vůbec. Záleží též na znalostech a zkušenosti přejímačů s daným typem oceli, na přání zákazníka (válcovny) a také na kampani, zda jde jen o několik taveb či zda bude možné případné neshodné výrobky po válcování nahradit další výrobou shodného chemického složení.
Oskarfované bramy se ještě na skarfovacím pracovišti prohlížejí a opravují se vady, které se při prvním skarfování otevřely. Po odstranění těchto místních vad se bramy expedují do válcoven, kde se po ohřevu na válcovací teploty rozválcují na plechy.
Reklama
Reklama
Reklama

Technologie skarfování

V zásadě připadají v úvahu dvě možnosti skarfování, a sice skarfování strojní a skarfování ruční.
Stroje pro strojní skarfování, které nabízí například firma ESAB, jsou schopny skarfovat čtyři strany bramy. Například stroj CM-68-7 skarfuje tloušťky od 76 do 548 mm a šířky od 153 do 1905 mm. Protože jsem tyto stroje neviděl v činnosti, nemohu se k nim ani vyjadřovat, pravděpodobně však skarfují stejnoměrně a místní vady, které odkryjí, lze pak řešit buď novým průchodem, nebo ručním místním skarfováním.

Ruční skarfování

Ruční skarfování se provádí na k tomu vyčleněných pracovištích, částečně nebo zcela oddělených od ostatních pracovišť z důvodů bezpečnosti práce. Jako médium se používá nejčastěji zemní plyn a kyslík, případně jako hořlavý plyn též připadá v úvahu svítiplyn, propan nebo u nejmenšího hořáku FB 1000 i acetylen.
Nevýhodou acetylenu je jeho cena a výbušnost, výhodou je lepší nastartování procesu skarfování, a to díky vyšší teplotě plamene. Naopak nejméně výkonný je svítiplyn. Propan je nebezpečný z pohledu možných úniků při poškození přívodních hadic či netěsností ve šroubovaných spojích, protože je těžší než vzduch a nelze tak počítat s jeho odvětráním stropem.
Kromě přímého hořáku lze vybavit podavačem zapalovacího drátu o průměru 5 mm také hořáky s úhlem hlavy 120 až 130 stupňů. Tento drát (jde o obyčejný svařovací drát Ř 5 mm, např. G 102) je podávacím mechanismem při otevření skarfovacího kyslíku posunut do plamene, zvedne místně teplotu a pomůže zapálit povrch bramy. Interakce povrchu bramy s kyslíkem, který nyní proudí pod tlakem cca 5 barů ze skarfovací trysky, může začít. Povrch bramy se částečně taví, částečně hoří, odkrývají se utajené trhliny a skarfer vytváří dopředným pohybem trysky skarfovací stopu, hlubokou od 3 do 10 mm o šířce až 110 mm (podle velikosti hořáku, tlaku kyslíku a úhlu, pod nímž směřuje tryska do bramy). Optimální teplota bramy je cca 70 stupňů Celsia, brama bývá položena se sklonem 20 stupňů od vodorovné roviny, což usnadňuje ofukování okují.
Postupová rychlost posuvu hořáku nad povrchem při skarfování byla odměřena cca 140 mm.s-1, což přibližně odpovídá 0,5 km.hod-1. Překrývání jednotlivých stop bývá obvykle kolem 30 až 50 %. Při efektivní šířce stopy 50 mm potom vychází pro šířku bramy 1500 mm 30 průchodů na plochu (z jedné strany). Katalogové údaje uvádějí rychlost posuvu hořáku 133 až 167 mm.s-1, tj. 8 až 10 m.min-1.
Kapacita ručních pracovišť se pohybuje kolem 5 až 10 000 tun odskarfovaných bram za měsíc, podle velikosti pracoviště, počtu současně nasazených hořáků, prostojů, směnnosti, četnosti výskytu vad a celkové organizace práce. V neposlední řadě velmi záleží na zkušenostech a znalostech vlastních pracovníků provádějících skarfování a na podmínkách k této práci. Jde o práci značně rizikovou, v horku a často i pod tlakem na výkon a kvalitu. Vady, které se odhalí až při válcování, již nelze kompenzovat.

Co má vliv na rozhodnutí skarfovat

Pokud si skarfování přímo nezadá odběratel, může rozhodnutí o skarfování ovlivnit celá řada dílčích faktorů, jako například :
  • chemické složení: oceli s vanadem, niobem a titanem mají vady častěji;
  • konečná tloušťka plechu po válcování: u tlustších plechů je riziko vad větší, tenké plechy umožní některé vady - řediny - rozválcovat;
  • bramy odlité s poškozeným krystalizátorem;
  • bramy odlité při nestandardním chlazení, tj. došlo-li k poruchám chlazení;
  • bramy z počátečních sekvencí;
  • vady způsobené licím práškem, jeho nalepením na krystalizátor;
  • jiné nestandardní okolnosti.
  • Vybavení ručního skarfovacího pracoviště

    Skarfovací pracoviště je vybaveno:
  • jeřábem odpovídající nosnosti pro manipulaci a otáčení bram;
  • ventilátory pro případné chlazení vzduchu;
  • přívodem topného plynu podle druhu o tlaku minimálně 0,3 až 0,6 bar;
  • přívodem kyslíku o tlaku cca 10 bar (až 330 m3.hod-1 pro 1 hořák);
  • pojistkami proti zpětnému šlehnutí odpovídajících výkonů (až 13,3 m3.hod-1);
  • odpovídajícími redukčními ventily (s tlaky a průtoky podle hořáku);
  • vlastními hořáky;
  • ochrannými pomůckami, mezi něž patří štítek s drátěnou mřížkou se sklem č. 7, příp. 8, rukavice, nehořlavé montérky (mofos), pracovní boty, kamaše, Al zástěra, kožené rukávce, přilba apod.
  • Skarfovací hořáky Messer Cutting & Welding AG

    Firma Messer vyrábí ucelenou řadu skarfovacích hořáků FB 1000, FB 1600 a FB 2000. Speciálně pro opravy kokil vyrábí také hořák s přímou hlavou FBK 1600.

    Nejmenší hořák FB 1000, je-li vybaven tryskou Griscarf 5361-A, může používat též acetylen. Při osazení tryskou Griscarf 5360-PM užívá propan, zemní plyn nebo svítiplyn.

    Hořáky FB 1600 a FBK 1600 používají trysku FD 16-PM, hořák FB 2000 používá trysku FD 20-PM. Tyto trysky jsou určeny pro pomalu hořící plyny, jako metan, zemní plyn, propan nebo svítiplyn.

    Kromě již zmíněného podavače drátu se hořáky vyznačují promyšlenou variabilní konstrukcí, která umožňuje přizpůsobit umístění držátek a páky ventilu skarfovacího kyslíku podle přání obsluhy na levou nebo pravou ruku, doprostřed hořáku nebo na jeho horní konec. Střední rukojeť je od sálavého tepla odstíněna hliníkovým krytem, který je kulatý, až na malou rovně seříznutou plošku, která umožňuje položit zapálený hořák na bramu tak, že plamen míří nad bramu a není potřeba ho při krátkém odložení zhasínat. Hlava hořáku je v exponovaných místech možných kontaktů s bramou opatřena tvrdonávarem a vlastní tryska má stelitový kroužek, který umožňuje táhnout trysku, při skarfování položenou na bramu, bez nebezpečí prodření nebo kontaminace bramy materiálem kroužku.

    Závěrem

    I když i u nás cena ruční práce roste a oceláři se snaží eliminovat vady bram jak zlepšováním odlévaných materiálů, tak lepším dodržováním technologické kázně a stále sofistikovanějším způsobem hlídání důležitých parametrů při kontilití, vývojem nových licích prášků apod., jsou odlévány oceli, u nichž se ruční skarfování určitě vyplatí. Je to práce, která je nejen náročná a která vyžaduje sehraný kolektiv, ale je i nenahraditelná, neboť přináší významné zvýšení jakosti konečného produktu, tedy válcovaných plechů.

    Ing. Jaroslav Hájek

    Literatura1.Korita J., Pluhař J.: Strojírenské materiály.2.Kuře František: Válcování.3.Tanger, s. r. o.: Sborník přednášek - Teorie a praxe výroby a zpracování oceli 2004.4.Tanger, s. r. o.: Sborník přednášek Teorie a praxe výroby a zpracování oceli 2005.5.Firemní literatura Messer Cutting & Welding.

    Reklama
    Související články
    Ruční laserové svařování s ochranným plynem

    Laserové svařování není příliš rozšířenou metodou, ale pro své nesporné výhody nachází stále větší uplatnění. V praxi jsme se doposud setkávali především s robotickým laserovým svařováním v sériové či velkosériové výrobě. V poslední době však nachází své uplatnění také ruční laserové svařování, které lze využít i pro malé série výrobků či kusovou výrobu.

    Laserové navařování, 3D tisk a volba technických plynů

    V tomto článku bychom se chtěli zamyslet nad současným postavením technologie návarů vysoce výkonným laserem, porovnat tuto metodu s 3D tiskem a objasnit některá technická úskalí obou metod. Za zmínku stojí také ochranné plyny vhodné pro tyto moderní metody.

    Harmonizace ve svařování

    Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

    Související články
    Laserová technologie Platino pro každého

    Nová verze fiber laseru Platino od italského výrobce Prima Power je jeden z nejúspěšnějších produktů z celého portfolia společnosti. 2D laser postavený na více než konsolidované platformě ze syntetického granitu má na kontě více než 2 000 instalací po celém světě. Stroj byl vybaven a aktualizován důležitými technologickými inovacemi, které přispívají k tomu, že je ještě rychlejší, spolehlivější a produktivnější.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Oscilující paprsek laseru pracuje přesněji

    Univerzálním nástrojem naší doby je laser, kterým je možné bezdotykově opracovávat téměř všechny materiály. Ještě lépe a přesněji se podaří materiály řezat nebo gravírovat, když paprsek laseru kmitá.

    Řezání vysokým tlakem

    Pro řezání drobných a kompletních tvarů kombinovaných (složených) materiálů nebo oceli používá řada podniků řezání vysokoenergetickým kapalinovým paprskem s abrazivem. Na trhu jsou nyní nabízeny tři rozdílné stroje, od základního modelu až po vysoce rychlostní variantu.

    Nová generace polovodičových laserů s diamantovým sendvičem

    Vědci z univerzity ve Stuttgartu ukázali cestu pro novou generaci polovodičových laserů. Tyto mají být zejména výkonnější a použitelné v nových oblastech. Lasery jsou založeny na diamantovém sendviči.

    Aktuální možnosti v laserovém svařování

    Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

    Revoluce ve svařování laserem

    Nejnovější technologie firmy Trumpf BrightLine Weld pro pevnolátkové lasery umožňuje svařování s nízkým rozstřikováním při rychlostech pohybu, které lze v dnešní době dosáhnout pouze pomocí CO2 laserů. BrightLine Weld umožňuje svary s částečným průvarem pro svařence s přenosem síly nebo svary s úplným průvarem pro svařování trubek a profilů. Tato technologie umožňuje výrazné zvýšení produktivity a energetické účinnosti. Vysoce kvalitní svarové švy se projevují vysokou mechanickou pevností vyrobených dílů. Minimalizované rozstřikování snižuje znečištění obrobku, upínacích zařízení a rovněž optiky. Výsledkem je zkrácení prostojů stroje, méně oprav dílů, vysoká životnost pracovní optiky a následkem toho podstatné snížení nákladů.

    Autogen, plazma či laser?

    Ať ve strojírenském, elektrotechnickém, potravinářském, chemickém či důlním průmyslu, nebo ve stavebnictví, zemědělství a mimo jiné také při výrobě dekoračních předmětů, tam všude nacházejí uplatnění CNC stroje pro termické dělení materiálů.

    Metody spojování využívající principy plastické deformace

    Součástí automobilů je množství nejrůznějších dílů, k jejichž výrobě se používají různé technologické procesy a široké spektrum materiálů. Technologie jako svařování, lepení a mechanické spojování jsou obvykle používány ke spojování jednotlivých dílů během montáže automobilu. Ačkoliv je technologie svařování velmi rozšířená, může svou podstatou ovlivňovat celkovou kvalitu spojovaných částí, jejich přesnost a spolehlivost. Vynaložená energie a síla potřebná pro spojování je při použití lepení nebo mechanických spojů vždy nižší než při svařování. Přitom stále rostou požadavky na vyšší stupeň deformace, produktivitu práce a na nižší náklady spojovacích operací.

    Trhací nýty pro vysoké zátěže

    Strukturální trhací nýty jsou ideální alternativou ke svařování nebo šroubovému spojení. Bezpečně a rychle se instalují a nabízejí značné výhody z hlediska smyku, tahu a dynamického zatížení. Použití strukturálních trhacích nýtů M-Lok při montáži rámů strojů a strojních součástí umožnilo firmě Zahoransky zkrátit jejich výrobní časy.

    Tvoříme historii vodního paprsku

    Každá investice do podniká je spojena s velkým očekáváním. Jistou dávku důvěryhodnosti ve správnou investice může dávat také historie firmy i samotné technologie. Technologie řezání vysokotlakým vodním paprskem Flow slaví v tomto roce již 50 let, resp. 40 let v případě abrazivního vodního paprsku.

    Vplyv ochrannej atmosféry pri zváraní hliníkových zliatin

    Ľahké neželezné kovy ako hliník, horčík, titán a ich zliatiny, ktoré sú používané najmä v automobilovom, leteckom a kozmickom priemysle, musia spĺňať vysoké a často protichodné nároky ako je napríklad dostatočná pevnosť pri zachovaní vysokej ťažnosti alebo dobrá korózna odolnosť. Inak povedané, využívajú sa tam, kde ich náhrada dostupnejšími materiálmi nie je možná. Na zváranie materiálov z ľahkých neželezných kovov je potrebné použiť takú technológiu zvárania, ktorá bude ich vlastnosti degradovať čo najmenej. Celý rad štúdií a doterajších praktických skúseností ukazujú, že väčšina problémov vznikajúcich pri konvenčnom zváraní oblúkovými metódami môže byť potlačená použitím laserového lúča.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit