الدرس 3.2التشويهالفصل 3 · التشكيل الكتلي

الدرفلة

اسحب المعدن عبر الفجوة بين أسطوانات دوّارة

يعصر الدرفلة المعدن بين أسطوانتين دوّارتين ليصير أرق وأطول، تمامًا كآلة المعكرونة التي تفرد العجين. وألواح هياكل السيارات وصفائح علب المشروبات وعوارض الفولاذ وقضبان السكك كلها تأتي من مصانع الدرفلة. ومعظم الفولاذ والألومنيوم يمرّ بأسطوانات في مرحلة ما من حياته.

الصورة: European Coal and Steel Community, CC BY-SA 4.0, عبر Wikimedia Commons

الدرفلة: حامل أسطوانات واحد عن قرب، ثم مصنع شرائط ساخنة كاملفي الأعلى: ما يحدث داخل حامل أسطوانات واحد. في الأسفل: كيف يسلسل مصنع الشرائط الساخنة حوامل كثيرة. تطابق الأرقام المحاطة بدوائر الخطوات أدناه.

كيف تعمل

غذِّ البلاطة. تصل بلاطة (slab: كتلة معدنية سميكة مسطحة، غالبًا نحو 20–25 سم سمكًا للفولاذ) من فرن إعادة التسخين عند نحو 1,100–1,250 °C. أما الدرفلة الباردة، المستخدمة للصفائح الرقيقة الدقيقة، فتبدأ من شريط مدرفل أصلًا عند حرارة الغرفة.
تعضّ الأسطوانات. يمسك الاحتكاك بين الأسطوانتين الدوّارتين والبلاطة بها ويسحبها إلى الداخل. وتُضبَط فجوة الأسطوانات (الفتحة بينهما) أصغر من السمك الداخل.
اعصر وامدد. في الفجوة يُضغَط المعدن فيصير أرق. وحجمه ثابت، فيخرج أطول وأسرع مما دخل، بينما يكاد عرضه لا يتغير.
كرّر، حاملًا بعد حامل. كل مرور يقلّل جزءًا فقط من السماكة. في مصنع الدرفلة الساخنة للشرائح، يمرّ الفولاذ أولًا ذهابًا وإيابًا عبر مدرفل خشن. ثم تأتي صفوف من قفصات التشطيب، لكل منها فجوة أضيق، فتوصله إلى سماكته النهائية.
التبريد واللفّ. ترشّ المياه الشريحة لتبريدها، ثم يلفّها لافّ على شكل لفّة تزن عدة أطنان. أما الألواح والقضبان فتُقطع بالطول المطلوب، وتشكّل المدرافل المحزّزة العوارض والسكك (الدرفلة التشكيلية).

حقائق أساسية

المواد: الفولاذ، الألومنيوم، النحاس والنحاس الأصفر، التيتانيوم، سبائك النيكل، الزنك
القطع النموذجية: صفائح وألواح، لفّات شرائح، رقائق، قضبان وأسياخ، عوارض I، سكك
حجم القطعة: شريحة بعرض يصل إلى نحو 2 م وطول يتجاوز كيلومترًا في اللفّة الواحدة غالبًا؛ من ألواح سماكتها أكثر من 100 مم إلى رقائق أرق من شعرة
الدقة: الدرفلة الساخنة: نحو ±0.1–0.2 مم في السماكة. الدرفلة الباردة: نحو ±0.01–0.05 مم
تشطيب السطح: الدرفلة الساخنة: قشرة أكسيد داكنة متقشرة (قشور الدرفلة). الدرفلة الباردة: ناعمة ولامعة وجاهزة للطلاء أو الطلاء الكهربائي
حجم الدفعة المناسب: حجم إنتاج ضخم جدًا: يدرفل مصنع شرائح ساخنة كبير ملايين الأطنان في السنة
كلفة العدّة والآلة: المدارفل: من آلاف إلى مئات آلاف الدولارات للمدرفل الواحد. مصنع شرائح ساخنة كامل: مئات ملايين الدولارات أو أكثر
السرعة: يمكن أن تغادر الشريحة قفص التشطيب الأخير بسرعة تصل إلى نحو 20 م/ث (أكثر من 70 كم/س)

نقاط القوة والحدود

نقاط القوة

سريعة جدًا ورخيصة لكل طن؛ وتعمل المصانع على مدار الساعة
منتجات طويلة ذات سماكة ومقطع عرضي منتظمين
الدرفلة الساخنة تكسر بنية الصب الخشنة فيصبح المعدن أمتن
الدرفلة الباردة تعطي صفائح ناعمة ودقيقة وأقوى

الحدود

استثمار ضخم، لذلك لا يملك مصانعها إلا كبار المنتجين
مقاطع عرضية ثابتة فقط (مسطحة، قضيب، عارضة، سكة)؛ لا أشكال ثلاثية الأبعاد معقدة
أسطح الدرفلة الساخنة تحمل قشورًا وتفاوتاتها أوسع
المعدن المدرفل على البارد يتصلّب؛ وغالبًا يحتاج إلى التخمير (التليين بالتسخين) بين المرّات

أين تُستخدم

السياراتألواح هياكل السيارات، سكك الشاسيه، العجلات المصنوعة من صفائح مدرفلة
البناءعوارض I وH، حديد التسليح (قضبان التقوية)، صفائح الأسقف والتكسية
التغليفصفائح علب المشروبات، رقائق الألومنيوم، الصفيح المقصدر لعلب الأغذية
النقلسكك السكك الحديدية، ألواح السفن، صفائح ألومنيوم الطائرات
الأجهزة المنزلية والإلكترونياتهياكل الغسالات والثلاجات، رقائق النحاس للوحات الدوائر
الطاقةألواح خطوط الأنابيب، الفولاذ الكهربائي للمحولات والمحركات

كيف تتعرف عليها

منتج طويل له السماكة أو المقطع العرضي نفسه على امتداد طوله كله: صفيحة، لوح، قضيب، عارضة أو سكة.
للفولاذ المدرفل على الساخن سطح أزرق رمادي داكن متقشر قليلًا؛ أما المدرفل على البارد فسطحه ناعم ومستوٍ ولامع.
خطوط خافتة تمتد على طول الصفيحة اللامعة، وتُظهر اتجاه الدرفلة.
حروف أو أرقام بارزة تتكرر على طول سكة أو عارضة، ضغطها قفص الدرفلة الأخير.

قارنها بـ

الحدادة3.1الطرق يشكّل قطعة واحدة في كل مرة بالضربات؛ أما الدرفلة فتضغط باستمرار، وهي مثالية للمنتجات الطويلة المنتظمة.البثق3.3البثق يدفع المعدن عبر فتحة مشكّلة ليصنع مقطعًا معقدًا في مرور واحد؛ أما الدرفلة فتبني مقاطع أبسط على مرّات عديدة.الكلندرة2.7فكرة الضغط بالمدارفل نفسها، لكن مطبّقة على صفائح البلاستيك والمطاط.

شاهدها

Shubham Kola · أساسيات الدرفلة الساخنة والباردة بالرسوم المتحركة

AIST Association for Iron & Steel Technology · المسار الكامل من البلّيت إلى اللفّة

ArcelorMittal Belgium · مصنع شرائح ساخنة حقيقي يعمل بكامل سرعته

Factory Secrets: How It's Made (third-party channel) · كيف تشكّل المدارفل المحزّزة عوارض فولاذية ضخمة

شاهد صورًا حقيقية

ويكيبيديا: الدرفلة (تشغيل المعادن) — صور للبلّيتات وأقفاص الدرفلة والمنتجات المدرفلة
البحث عن الصور في ويكيميديا كومنز

تذكّر

الدرفلة تجعل المعدن أرق وأطول بسحبه عبر فجوة بين مدافل دوّارة.
الدرفلة الساخنة تشكّل البلّيتات الكبيرة بتكلفة قليلة؛ والدرفلة الباردة تعطي صفائح رقيقة وناعمة ودقيقة.
الصفائح والألواح والرقائق والعوارض والسكك كلها تخرج من مصانع الدرفلة.