A konzisztens felületi minőséget és szűk tűréseket igénylő szalagmalmok esetén a nagysebességű acélhengerek szállítanak 3-5 alkalommal a hagyományos korlátlan hűtővas hengerek kopásállósága. Ez a jelentős növekedés a kampányhosszban közvetlenül csökkenti a hengerelt hengerelt acél egy tonnára jutó fogyasztását, miközben ezen ötvözetek metallurgiai tulajdonságai megőrzik a keménységet magas hőmérsékleten, ahol a hagyományos anyagok meglágyulnak.
A technológia a kísérleti alkalmazásról standard követelményre vált a melegszalagos malmok korai befejező állványainál. A fő előny a temperált martenzites mátrix és a rendkívül kemény, hőstabil keményfém nagy térfogatú frakciójának kombinációjában rejlik, amely lehetővé teszi a malmok számára, hogy a hengerlési terhelést és hőmérsékletet a méretpontosság feláldozása nélkül nyomják le. A gyártási útvonalak, a keményfém tervezés és a működési korlátok megértése elengedhetetlen a hengerműhelyek gyakorlatának és a malom ütemezésének optimalizálásához.
Gyorsacél tekercsek alapvetően vasalapú, magas szén- és vanádiumtartalmú ötvözetek, amelyeket króm, molibdén és volfrám erősít meg. A szerszámacél társaitól eltérően a tekercsváltozatokat elsősorban centrifugális öntéssel tervezték, hogy olyan kompozit szerkezetet hozzanak létre, amelyben a külső héj végzi a munkát, a mag pedig mechanikai integritást biztosít.
A mikroszerkezet temperált martenzites alapot tartalmaz, amely ellenáll a deformációnak, amelyet MC típusú primer karbidok, különösen vanádiumban gazdag karbidok erősítenek meg, amelyek kémiailag stabilak és a feletti mikrokeménységi szintet érik el. 2800 HV . A másodlagos karbidok, köztük a molibdénben és volfrámban gazdag típusok, a temperálás során képződnek, és növelik a forró keménységet. Ez a kétfázisú szerkezet stabil kopási profilt tesz lehetővé a tekercselési kampány során, elkerülve a vashengereknél tapasztalható hirtelen felületi károsodást.
A karbid morfológiája ugyanolyan fontos, mint a térfogatrész. A centrifugális öntvény megszilárdulási sebességének szigorú szabályozása biztosítja a karbidok finom, egyenletes eloszlású hálózatát, nem pedig a repedést kiváltó durva hálózatokat. A legszigorúbb korai befejező állványokhoz tervezett tekercsek jellemzően tartalmaznak 5-10 százalék vanádium, szándékosan növelve az ötvözet költségét, hogy hosszabb gördülési intervallumot biztosítsanak a változtatások között.
A domináns gyártási módszer a centrifugális kettős öntés. Először egy gyorsacél külső héjat öntenek szabályozott forgatás mellett, majd egy csomós vas vagy grafitos acél magot öntenek ki egymás után a kohászati kötés eléréséhez. Ez a folyamat rendkívül szigorú folyamatszabályozást igényel a héjötvözet hígulásának megakadályozása és az átmeneti zóna kezelése érdekében.
A tekercs teljesítményét meghatározó fő folyamatparaméterek a következők:
A porkohászat és a forró izosztatikus préselés alternatív utat jelent a legmagasabb specifikációjú hengerek számára, teljesen kiküszöbölve a szegregációt. Ebben a megközelítésben a pontos célösszetételű, gázporral porlasztott por konszolidálódik, ami egy teljesen izotróp és karbid-homogén mikroszerkezetet eredményez. Míg a porkohászati hengerek lényegesen drágábbak, a hajlítószilárdság feletti értékeket érik el 3500 MPa , alkalmas a modern vékonylemez-öntő hengersorok kiemelkedően nagy hengerlési erőire.
| Folyamat | Keményfém elosztás | Szegregációs kockázat | Tipikus héjvastagság |
|---|---|---|---|
| Centrifugális öntés | Gradiens a falon keresztül | Közepestől magasig | 50-80 mm |
| Folyamatos kiöntő burkolat | Egyenruha átmeneti zónával | Alacsony | 60-100 mm |
| Porkohászat HIP | Tökéletesen izotróp | Egyik sem | Teljes monoblokk |
Az F1-F3 korai befejező állványokon a nagysebességű acélhengerek abrazív kopás, hőfáradás és oxidáció kombinációján mennek keresztül. A feletti hőmérsékleten a tekercs felületén képződő oxidréteg 550 Celsius fok védőmázként működik, az acél króm- és molibdéntartalma pedig stabilizálja ezt a réteget, csökkentve a ragadást és a hengerelt szalagról való felszedést.
Ezekben a tekercsekben az elsődleges kopást az elsődleges karbidokat körülvevő temperált martenzitmátrix fokozatos eróziója uralja. Mivel a vanádium-karbidok keményebbek, mint bármely ásványi csiszolóanyag az oxidrétegben, büszkék és védik az alatta lévő anyagot, ugyanúgy, ahogy a macskakövek ellenállnak az eróziónak. A hosszú távú malomkísérletek adatai azt mutatják, hogy a héj keménységének megtartása a felett marad 80 Shore C még több ezer tonnás hengerlés után is, míg a határozatlan ideig tartó hűtési tekercsek jellemzően meredeken csökkennek hasonló teljesítmény után.
A tűzállóság számos alkalmazásban korlátozó tényező. A kopásállóságot biztosító magas szén-egyenérték csökkenti a hővezető képességet és a rugalmasságot is. Az elégtelen interstand hűtésnek kitett tekercseken finom felületi repedések hálózata alakul ki, amelyek végül továbbterjednek. A legjobb teljesítményű nagysebességű acélok kiegyensúlyozzák a szén és a vanádium egyensúlyát, így biztosítják, hogy a karbid és a mátrix közötti hőtágulási eltérés ne okozzon repedésnövekedést ciklikus hőterhelés hatására.
A nagysebességű acél munkahengerek hideghengerléshez és temperáló malomokhoz eltérő igényeket támasztanak. Itt a héj keménysége rutinszerűen meghaladja 85 Shore C , a mikroszerkezettel extrém nyomó folyáshatárra és gördülési érintkezéssel szembeni ellenállásra tervezték. Ezek a hengerek közvetlenül versenyeznek a kovácsolt krómacélokkal és a félig gyorsacél minőségekkel, nyernek a kampányhosszban, ahol a malomvibráció lehetővé teszi a használatukat.
A modern porkohászati módszerekkel elérhető finom keményfém szerkezet döntő jelentőségű a hideg alkalmazásoknál. A 3 mikrométernél kisebb sűrűségű kemény, koherens karbidok közvetlenül késleltetik a felületi kátyúzást és kipattogtatást, a domináns meghibásodási módokat a hideg munkahengereknél. Az elektrokisüléses textúra és a lézeres textúra tovább bővíti a működési ablakot azáltal, hogy olyan determinisztikus felületi érdességet hoz létre, amely megtartja a kenőanyagot, és minimalizálja a fém-fém érintkezést a nagy sebességű menetvágás során.
A megfelelő gyorsacél minőség egy adott maróállványhoz való hozzáigazítása megakadályozza az idő előtti meghibásodást és a szükségtelen ötvözetköltséget. Egy általános besorolási rendszer a tekercseket szén- és vanádiumtartalom szerint csoportosítja, mivel ezek az elemek döntően szabályozzák a kopásállóság és a szívósság egyensúlyát.
| évfolyam kategória | Carbon Range | Vanádium tartomány | Célállványok |
|---|---|---|---|
| Nagy szilárdságú HSS | 1,5–1,8% | 3-5% | Nagyolás, F1, F2 |
| Szabványos kopásálló HSS | 1,8–2,2% | 5-7% | F2, F3, F4 |
| Magas keményfém HSS | 2,2–2,8% | 8-10% | F3, F4, korai lemez |
A molibdén és a wolfram gyakran fél százalékban felcserélhető a másodlagos keményedés elérése érdekében, bár a molibdén alapú ötvözetek enyhe előnyt mutatnak a termikus kifáradás ellenállásában a centrifugális megszilárdulás alatti alacsonyabb szegregációs hajlam miatt.
A nagysebességű acélhengerek egyedi igényeket támasztanak a csiszolókorongokkal és a csiszolási ciklusokkal szemben. Éppen azok a keményfémek, amelyek a tekercs kopási előnyét adják, kemény foltokként is működnek, amelyek égést, zörgést és mikroellenőrzést okozhatnak az újraköszörülés során, ha nem megfelelő csiszolóanyagot választanak. A kerámiakötésű köbös bór-nitrid tárcsák vagy a mesterségesen magolt gél-alumínium-oxid kerekek ma már szabványosak ezekhez az anyagokhoz, mivel éles vágási profilt tartanak fenn a kemény vanádium-karbidokkal szemben.
A legjobb gyakorlati köszörülési irányelvek a következők:
A hengerműhely hőmérsékletének szabályozása az újraköszörülés előtt szintén számít. A gyorsacél tekercseknek egyenletesen le kell hűlniük 50 Celsius fok csiszolóanyaggal való érintkezés előtt, mert a maradékhő lokálisan megváltoztathatja a felületi keménységet, és a hőlágyító zónák alácsiszolásához vezethet.
A nagysebességű acélhengerek magasabb költségét a határozatlan hűtéshez vagy a magas krómozott vashoz képest a teljes hengerlési költség elemzésével igazolni kell. Egy tipikus nagysebességű acél munkahenger egy forró szalagmalom befejező vonathoz között kerül 3 és 4 alkalommal egy egyenértékű, határozatlan idejű hűtőhenger ára, ugyanakkor a hengerelt acél tonnánkénti költsége gyakran alacsonyabb a kevesebb hengercsere, kisebb csiszolási fogyasztás és egyenletesebb termékminőség miatt.
A gazdasági számításnak tartalmaznia kell a megnövekedett malomkihasználtság értékét. Minden elkerült tekercscsere nagyjából megtakarít 15-25 perc leállási időt, és több állványon keresztül ez közvetlenül növeli a hengerlési kapacitást. Ha a havi teljesítménycélok szigorúak, a prémium ötvözet önfinanszírozóvá válik a további termelés révén. A ház a legtisztábban a tandem hidegmalmok és a vékony átmérőjű forró szalagmalmok esetében a legtisztább, ahol a profil- és síkságigények csekély mozgásteret hagynak a hengerfelület károsodására.
Előnyeik ellenére a nagysebességű acélhengerek fegyelmezett marási gyakorlatot igényelnek. A forró malmok fő meghibásodási módjai a sávosodás és a katasztrofális repedés. Sávosodás akkor következik be, amikor a tekercs felületén túlságosan felhalmozódott oxidréteg egy kerületi sávban leválik, és egy mélyedést hagy maga után, amely megjelöli a szalagot. Ez közvetlenül kapcsolódik a hengerhűtő fúvóka állapotához és a víz eloszlásához a henger felületén.
A repedés, különösen a héj-mag interfész zónában, leggyakrabban a nem megfelelő átmeneti zóna kialakításának vagy a hőkezelésből származó túlzott maradékfeszültségnek a következménye. A roncsolásmentes ultrahangos tesztelés közvetlenül a szállítás után és a tekercs élettartama alatt időszakonként észleli a felszín alatti folytonossági hiányokat, mielőtt azok elérnék a kritikus méreteket. Azok a malmok, amelyek fázissoros ultrahangos szondákkal nyomon követik a hibaevolúciót, következetesen hosszabb teljes hengerélettartamot érnek el, mint azok, amelyek csak vizuális ellenőrzésre támaszkodnak.
A nagysebességű acélhengerek helyes alkalmazása továbbra is inkább a rendszer kihívása, mint az egyszerű anyagcsere. A siker a hengerkohászat, a hűtőfolyadék-kezelés, az ütemterv tervezése és a prediktív karbantartás egyetlen koherens stratégiába történő összehangolásából származik.
Copyright © Huzhou Zhonghang Roll Co., Ltd. All Rights Reserved.
中文简体
