បច្ចេកទេសផលិតយ៉ាន់ស្ព័រសម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធអគារ
នៅក្នុងពិភពសំណង់សម័យទំនើប តម្រូវការសម្រាប់សម្ភារៈរឹងមាំ ប្រើប្រាស់បានយូរ និងមានប្រសិទ្ធភាពនៅតែបន្តកើនឡើង។ ចម្លើយចម្បងមួយចំពោះតម្រូវការនេះគឺយ៉ាន់ស្ព័រ - លោហៈដែលផលិតដោយការលាយធាតុពីរ ឬច្រើន ជាធម្មតាដើម្បីទទួលបានលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចកាន់តែប្រសើរ និងភាពធន់នឹងបរិស្ថានជាងលោហៈសុទ្ធ។ នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធអគារ យ៉ាន់ស្ព័រត្រូវបានប្រើនៅក្នុងស៊ុមដែក សន្លាក់ បន្ទះ សសរ ធ្នឹម ខ្សែ និងសូម្បីតែឧបករណ៍ភ្ជាប់។ អត្ថបទនេះពិភាក្សាអំពីបច្ចេកទេសផលិតយ៉ាន់ស្ព័រដែលពាក់ព័ន្ធនឹងកម្មវិធីរចនាសម្ព័ន្ធអគារ ចាប់ពីការជ្រើសរើសសមាសធាតុរហូតដល់ដំណើរការបង្កើត និងការធ្វើតេស្តគុណភាព។
១. គោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃយ៉ាន់ស្ព័រដែកក្នុងការសាងសង់
លោហធាតុសុទ្ធដូចជាជាតិដែក ឬអាលុយមីញ៉ូមមានដែនកំណត់៖ វាអាចទន់ពេក ងាយច្រេះ ឬមិនស្ថិតស្ថេរនៅសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់។ ជាមួយនឹងយ៉ាន់ស្ព័រ ក្រុមហ៊ុនផលិតអាចគ្រប់គ្រងលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់សម្ភារៈ ឧទាហរណ៍៖
- កម្លាំងសង្កត់ និងកម្លាំងទិន្នផល (សំខាន់សម្រាប់ការទ្រទម្ងន់)។
- មានភាពបត់បែនដើម្បីកុំឱ្យវាងាយបាក់។
- ភាពរឹងសម្រាប់ភាពធន់នឹងការពាក់។
- ធន់នឹងការច្រេះសម្រាប់បរិស្ថានសើម តំបន់ឆ្នេរសមុទ្រ ឬឧស្សាហកម្ម។
- សមត្ថភាពផ្សារ និងផលិតសម្រាប់ការផ្គុំងាយស្រួលនៅនឹងកន្លែង។
នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធសំណង់ យ៉ាន់ស្ព័រទូទៅបំផុតគឺ៖
– ដែកថែបកាបូន និងដែកថែបយ៉ាន់ស្ព័រទាបសម្រាប់ធ្នឹម និងសសរ។
– ដែកអ៊ីណុកសម្រាប់បរិស្ថានច្រេះ ឬការរចនាស្ថាបត្យកម្ម។
– យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមសម្រាប់ផ្នែកខាងមុខ ស៊ុមភ្លើង និងធាតុមិនមែនរចនាសម្ព័ន្ធមួយចំនួន។
2. ការរចនាសមាសធាតុយ៉ាន់ស្ព័រ
បច្ចេកទេសផលិតយ៉ាន់ស្ព័រតែងតែចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការរចនាសមាសភាព។ វិស្វករលោហធាតុកំណត់ថាធាតុណាដែលត្រូវបន្ថែមដោយផ្អែកលើការអនុវត្ត និងគោលដៅចំណាយ។ ឧទាហរណ៍នៃតួនាទីធាតុ៖
– កាបូន (C) នៅក្នុងដែកថែបបង្កើនកម្លាំង និងភាពរឹង ប៉ុន្តែលើសអាចកាត់បន្ថយសមត្ថភាពផ្សារ។
- ម៉ង់ហ្គាណែស (Mn) ជួយបង្កើនកម្លាំង និងភ្ជាប់ស្ពាន់ធ័រ ដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយភាពផុយស្រួយ។
- ក្រូមីញ៉ូម (Cr) បង្កើនភាពធន់នឹងការច្រេះ និងអុកស៊ីតកម្ម។
– នីកែល (Ni) បង្កើនភាពរឹងមាំ ជាពិសេសនៅសីតុណ្ហភាពទាប។
– ម៉ូលីបដិម (Mo) បង្កើនភាពធន់នឹងការលូន និងការច្រេះមួយចំនួន។
– ស៊ីលីកុន (Si) ជួយដល់ដំណើរការអុកស៊ីតកម្ម និងអាចបង្កើនកម្លាំង។
នៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូម ធាតុដូចជា Mg, Si, Zn, Cu ត្រូវបានជ្រើសរើសដើម្បីបង្កើនកម្លាំង ឬភាពធន់នឹងការច្រេះ ខណៈពេលដែលនៅតែពិចារណាពីភាពងាយស្រួលនៃការច្របាច់ចេញ និងការផ្សារ។
៣. បច្ចេកទេសរលាយ និងចម្រាញ់
ការផលិតយ៉ាន់ស្ព័រទ្រង់ទ្រាយឧស្សាហកម្មជាទូទៅត្រូវបានអនុវត្តតាមរយៈដំណើរការរលាយនៅក្នុងឡ បន្ទាប់មកដោយការបន្សុទ្ធដើម្បីយកភាពមិនបរិសុទ្ធចេញ។
ក) ឡចំហាយផ្ទុះ និងឡចំហាយអុកស៊ីសែនមូលដ្ឋាន (BOF)
សម្រាប់ដែកថែបសំណង់ទ្រង់ទ្រាយធំ ផ្លូវបុរាណពាក់ព័ន្ធនឹង៖
១. ឡចម្រាញ់ដែក (ឡចម្រាញ់ដែក) ផលិតដែករលាយ (លោហៈក្តៅ) ពីរ៉ែដែក។
2. BOF (ឡដុតអុកស៊ីសែនមូលដ្ឋាន) បំប្លែងជាតិដែករលាយទៅជាដែកថែបដោយការផ្លុំអុកស៊ីសែនដើម្បីកាត់បន្ថយមាតិកាកាបូន និងយកភាពមិនបរិសុទ្ធចេញ។
ផ្លូវនេះសមស្របសម្រាប់ផលិតកម្មធំៗដូចជាទម្រង់ដែកថែបរចនាសម្ព័ន្ធ។
ខ) ឡដុតអគ្គិសនី (EAF)
បន្ទះប្លាស្ទិកប្លាស្ទិកស្តើង (EAF) ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ការកែច្នៃសំណល់អេតចាយ និងផលិតដែកថែបប្រភេទផ្សេងៗ។ គុណសម្បត្តិរបស់វារួមមាន៖
– ភាពបត់បែនកាន់តែច្រើនសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងសមាសភាព។
- ស័ក្តិសមសម្រាប់ការផលិតដែកថែបយ៉ាន់ស្ព័រមួយចំនួន។
- ងាយស្រួលសម្របគុណភាពទៅនឹងតម្រូវការគម្រោង។
គ) ការចម្រាញ់បន្ទាប់បន្សំ (លោហធាតុបន្ទាប់បន្សំ)
ដើម្បីឱ្យដែកថែបបំពេញតាមស្តង់ដាររចនាសម្ព័ន្ធអគារ ដំណើរការបន្ថែមទៀតត្រូវបានអនុវត្តដូចជា៖
- ឌីអុកស៊ីតកម្ម (កាត់បន្ថយអុកស៊ីសែនរលាយ) ដើម្បីការពារភាពរលុង។
– ការបន្សាបស្ពាន់ធ័រ (កាត់បន្ថយស្ពាន់ធ័រ) ដើម្បីបង្កើនភាពរឹងមាំ។
– ការដកឧស្ម័នចេញដោយប្រើសុញ្ញាកាស (ការដកយកឧស្ម័នដូចជាអ៊ីដ្រូសែន) ដើម្បីការពារការប្រេះអ៊ីដ្រូសែន និងពិការភាពខាងក្នុង។
– ការបន្ថែមធាតុយ៉ាន់ស្ព័រយ៉ាងច្បាស់លាស់ ដើម្បីធានាបាននូវលក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈដែលមានភាពស៊ីសង្វាក់គ្នា។
ដំណាក់កាលចម្រាញ់បន្ទាប់បន្សំគឺមានសារៈសំខាន់ជាពិសេសសម្រាប់ដែកថែបដែលមានកម្លាំងខ្ពស់ ឬដែកថែបដែលនឹងត្រូវបានផ្សារនៅក្នុងវាល។
៤. បច្ចេកទេសចាក់ និងការបង្កើតដំបូង
នៅពេលដែលសមាសធាតុសមស្រប លោហៈរលាយត្រូវបានបង្កើតឡើងជាទម្រង់ពាក់កណ្តាលសម្រេច។
ក) ការបោះជាបន្តបន្ទាប់
សព្វថ្ងៃនេះ វិធីសាស្ត្រចាក់ដែកជាបន្តបន្ទាប់គឺជាវិធីសាស្ត្រលេចធ្លោ។ ដែករលាយត្រូវបានចាក់ចូលទៅក្នុងបន្ទះ បន្ទះដែករាងជាដុំៗ ឬបន្ទះដែករាងជាដុំៗជាបន្តបន្ទាប់ បន្ទាប់មកកាត់ឲ្យបានវែង។ គុណសម្បត្តិរបស់វា៖
- ប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។
- មីក្រូរចនាសម្ព័ន្ធឯកសណ្ឋានជាងមុន។
- កាត់បន្ថយពិការភាពបើប្រៀបធៀបទៅនឹងការចាក់ដែកអ៊ីណុកបែបប្រពៃណី។
ខ) ការចាក់ដែកអ៊ីណុក (មិនសូវមានទេ)
ប្រើសម្រាប់កម្មវិធីពិសេសមួយចំនួន ប៉ុន្តែងាយនឹងបំបែកធាតុយ៉ាន់ស្ព័រ ហើយត្រូវការដំណើរការបន្ថែម។
៥. ការបង្កើតដោយកម្ដៅ៖ ការរមូរ ការក្លែងបន្លំ និងការច្របាច់ចេញ
រាងរចនាសម្ព័ន្ធដូចជាធ្នឹមរាងអក្សរ I ធ្នឹមរាងអក្សរ H ឆានែលរាងអក្សរ C បន្ទះ ឬរបារពង្រឹងត្រូវការដំណើរការបង្កើត។
ក) រមៀលក្តៅ
បន្ទះឬផ្កាត្រូវបានកំដៅ រួចរមៀលចូលទៅក្នុង៖
- បន្ទះសម្រាប់ភ្ជាប់ និងបន្ទះមូលដ្ឋាន។
– ទម្រង់រចនាសម្ព័ន្ធ (H, I, U, L) សម្រាប់ធ្នឹម និងសសរ។
- របារ និងដំបងលួសសម្រាប់ភ្ជាប់ធាតុ។
ការរមូរក្តៅក៏ជួយកែលម្អរចនាសម្ព័ន្ធគ្រាប់ធញ្ញជាតិ និងកែលម្អលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចផងដែរ។
ខ) ការរំកិលដែលគ្រប់គ្រង / TMCP (ដំណើរការដែលគ្រប់គ្រងដោយកម្ដៅ-មេកានិច)
នេះគឺជាបច្ចេកទេសសំខាន់មួយសម្រាប់ដែកថែបដែលមានកម្លាំងខ្ពស់ និងមានយ៉ាន់ស្ព័រទាប។ តាមរយៈការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាព និងការកាត់បន្ថយកំឡុងពេលរមូរ ក្រុមហ៊ុនផលិតសម្រេចបាន៖
- គ្រាប់ធញ្ញជាតិល្អិតល្អន់ជាងមុន (ការចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ)។
– កម្លាំងខ្លាំងដោយមិនបង្កើនមាតិកាកាបូនច្រើនពេក។
– សមត្ថភាពផ្សារប្រសើរឡើង សមរម្យសម្រាប់ការសាងសង់ស្ពាន និងអគារខ្ពស់ៗ។
គ) ការក្លែងបន្លំ
ប្រើសម្រាប់សមាសធាតុដែលត្រូវការភាពរឹងមាំខ្ពស់ ដូចជាគែមពិសេស យុថ្កា ឬសមាសធាតុតភ្ជាប់ធន់ធ្ងន់។ ការដំដែកធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវទិសដៅគ្រាប់ដែក និងកាត់បន្ថយរន្ធញើសខាងក្នុង។
ឃ) ការច្របាច់ចេញ (អាលុយមីញ៉ូមតែប៉ុណ្ណោះ)
ទម្រង់អាលុយមីញ៉ូមសម្រាប់ផ្នែកខាងមុខ និងស៊ុមទម្ងន់ស្រាលត្រូវបានផលិតឡើងដោយការច្របាច់ចេញ៖ ប៊ីឡែតត្រូវបានកំដៅ ហើយបន្ទាប់មករុញតាមផ្សិត ដើម្បីបង្កើតទម្រង់ទម្ងន់ស្រាល និងស្មុគស្មាញ។
៦. ការព្យាបាលដោយកំដៅ (ការព្យាបាលដោយកំដៅ) ដើម្បីគ្រប់គ្រងលក្ខណៈសម្បត្តិ
ការព្យាបាលដោយកំដៅមានគោលបំណងផ្លាស់ប្តូរមីក្រូស្ត្រុកទ័រ ដើម្បីឱ្យលក្ខណៈសម្បត្តិចុងក្រោយបំពេញតាមតម្រូវការរចនា។
ក្នុងវិស័យសំណង់ដែក៖
– ការធ្វើឱ្យមានលក្ខណៈធម្មតា ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវឯកសណ្ឋាន និងភាពរឹងមាំនៃរចនាសម្ព័ន្ធ។
– ការពន្លត់ និងការបន្ថយកម្ដៅ (Q&T) បង្កើតកម្លាំងខ្ពស់ ដែលជាញឹកញាប់ត្រូវបានប្រើលើសមាសធាតុមួយចំនួនដែលត្រូវការកម្លាំងខ្លាំងជាងមុន។
- ការបន្ធូរភាពតានតឹង កាត់បន្ថយភាពតានតឹងដែលនៅសេសសល់ ដែលជាលទ្ធផលនៃការផ្សារ ឬការឡើងទម្រង់។
នៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមមួយចំនួន៖
– ការព្យាបាលដោយកំដៅ និងការចាស់នៃដំណោះស្រាយ (ឧទាហរណ៍ ស៊េរី 6xxx ឬ 7xxx) បង្កើនកម្លាំងតាមរយៈទឹកភ្លៀង។
ការជ្រើសរើសការព្យាបាលដោយកំដៅគួរតែពិចារណាពីភាពធន់នឹងការប្រេះ សមត្ថភាពផ្សារ និងដំណើរការរយៈពេលវែង។
៧. បច្ចេកទេសបង្កើនភាពធន់នឹងការច្រេះសម្រាប់បរិស្ថានអគារ
រចនាសម្ព័ន្ធអគារជារឿយៗត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងភ្លៀង សំណើម អំបិល (ឆ្នេរសមុទ្រ) ឬសារធាតុបំពុលឧស្សាហកម្ម។ ដូច្នេះ បន្ថែមពីលើការជ្រើសរើសយ៉ាន់ស្ព័រត្រឹមត្រូវ បច្ចេកទេសការពារត្រូវបានអនុវត្ត៖
– ការលាបស័ង្កសី (ថ្នាំកូតស័ង្កសី) គឺជារឿងធម្មតាសម្រាប់ដែកថែបរចនាសម្ព័ន្ធ ដែលធ្វើឱ្យវាធន់នឹងច្រែះ។
– ដែកថែបដែលធន់នឹងអាកាសធាតុ (ឧ. យ៉ាន់ស្ព័រមួយចំនួនដែលបង្កើតជាបន្ទះការពារ) គឺស័ក្តិសមសម្រាប់លក្ខខណ្ឌបរិយាកាសជាក់លាក់។
– ដែកអ៊ីណុកសម្រាប់តំបន់ដែលត្រូវការភាពធន់នឹងការច្រេះខ្ពស់ និងការថែទាំទាប។
– ប្រព័ន្ធថ្នាំកូត (អេប៉ុកស៊ី ប៉ូលីយូរីថេន ជាដើម) ជាការការពារបន្ថែម។
ភាពធន់នឹងការច្រេះមិនត្រឹមតែជាបញ្ហាសោភ័ណភាពប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏ជាសុវត្ថិភាពផងដែរ ពីព្រោះការច្រេះអាចកាត់បន្ថយផ្នែកឆ្លងកាត់ដែលមានប្រសិទ្ធភាព និងបង្កឱ្យមានការបរាជ័យនៃរចនាសម្ព័ន្ធ។
៨. ការគ្រប់គ្រងគុណភាព និងការធ្វើតេស្តសម្ភារៈ
យ៉ាន់ស្ព័រលោហៈសម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធអគារត្រូវតែបំពេញតាមស្តង់ដារបច្ចេកទេសមួយចំនួន (ឧទាហរណ៍ ស្តង់ដារសមាសភាព កម្លាំង និងភាពរឹងមាំ)។ នីតិវិធីគុណភាពជាទូទៅរួមមាន៖
- ការធ្វើតេស្ត Tensile ដើម្បីកំណត់កម្លាំងទិន្នផល កម្លាំង Tensile និងការលាតសន្ធឹង។
– ការធ្វើតេស្តផលប៉ះពាល់ (Charpy) ដើម្បីវាយតម្លៃភាពរឹងមាំ ជាពិសេសលើដែកថែបដែលដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាពទាប។
- ការធ្វើតេស្តរឹងជាសូចនាករនៃលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច។
– ការវិភាគគីមី ដើម្បីធានាថាសមាសធាតុយ៉ាន់ស្ព័រត្រឹមត្រូវ។
– NDT (ការធ្វើតេស្តមិនបំផ្លិចបំផ្លាញ) ដូចជាការធ្វើតេស្តអ៊ុលត្រាសោន វិទ្យុសកម្ម ការធ្វើតេស្តភាគល្អិតម៉ាញេទិក ឬការធ្វើតេស្តជ្រៀតចូលសារធាតុពណ៌ ដើម្បីរកឃើញពិការភាពខាងក្នុង/ផ្ទៃ។
– ការត្រួតពិនិត្យវិមាត្រ និងការអត់ធ្មត់ ដើម្បីធានាថាទម្រង់បំពេញតាមតម្រូវការផលិត។
ការគ្រប់គ្រងគុណភាពល្អធានាថាសម្ភារៈនេះមានសុវត្ថិភាពក្នុងការប្រើប្រាស់ ងាយស្រួលក្នុងការផ្សារ និងមានដំណើរការស្របគ្នាពីមួយបាច់ទៅមួយបាច់។
៧. បញ្ហាប្រឈម និងទិសដៅនៃការអភិវឌ្ឍ
ឧស្សាហកម្មយ៉ាន់ស្ព័រសំណង់បន្តវិវឌ្ឍ។ បញ្ហាប្រឈមសំខាន់ៗរួមមាន៖
– តុល្យភាពរវាងកម្លាំង និងភាពអាចផ្សារបាន (កម្លាំងខ្ពស់ច្រើនតែមានហានិភ័យនៃការងាយនឹងប្រេះស្រាំនៃសន្លាក់ផ្សារ ប្រសិនបើមិនបានរចនាឱ្យបានត្រឹមត្រូវ)។
- ប្រសិទ្ធភាពផ្នែកថ្លៃដើម ពីព្រោះធាតុយ៉ាន់ស្ព័រមួយចំនួនមានតម្លៃថ្លៃ។
– និរន្តរភាពតាមរយៈការបង្កើនការកែច្នៃឡើងវិញ ប្រសិទ្ធភាពថាមពល និងការកាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័ន។
ទិសដៅអភិវឌ្ឍន៍រួមមានការប្រើប្រាស់ដែកថែប HSLA (High Strength Low Alloy) ដែលស្រាលជាង ប៉ុន្តែរឹងមាំជាង ការអនុវត្ត TMCP ដែលកាន់តែច្បាស់លាស់ និងការកែលម្អដំណើរការ EAF ដែលមានមូលដ្ឋានលើសំណល់អេតចាយ ដើម្បីកាត់បន្ថយការបញ្ចេញកាបូន។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
វិស្វកម្មយ៉ាន់ស្ព័រដែកសម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធអគារពាក់ព័ន្ធនឹងដំណើរការជាប់ទាក់ទងគ្នាជាបន្តបន្ទាប់៖ ចាប់ពីការរចនាសមាសធាតុ ការរលាយ និងការចម្រាញ់ ការចាក់ ការបង្កើតដោយកម្ដៅ ការព្យាបាលកម្ដៅ រហូតដល់ការការពារការច្រេះ និងការគ្រប់គ្រងគុណភាព។ យ៉ាន់ស្ព័រដែលត្រូវបានរចនា និងកែច្នៃយ៉ាងត្រឹមត្រូវផលិតបាននូវសម្ភារៈរឹងមាំ ប្រើប្រាស់បានយូរ និងមានសុវត្ថិភាព ដែលអាចទ្រាំទ្រនឹងបន្ទុក និងលក្ខខណ្ឌបរិស្ថានអស់រយៈពេលជាច្រើនទសវត្សរ៍។ ជាមួយនឹងការរីកចម្រើននៃបច្ចេកវិទ្យាលោហធាតុ និងតម្រូវការសំណង់កាន់តែស្មុគស្មាញ ការយល់ដឹងអំពីវិស្វកម្មយ៉ាន់ស្ព័រដែកគឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះដ៏សំខាន់សម្រាប់គុណភាព និងនិរន្តរភាពនៃការសាងសង់នាពេលអនាគត។
