Koji su zahtjevi za materijalom i toplinskom obradom za jednostalnu valjaonicu s više žljebova

       Rolne odJednostruka valjaonica sa više žljebovapodvrgnuti su naizmjeničnim opterećenjima kotrljanja i neravnomjernom trošenju u više prolaza. Ovaj članak pokriva najčešće korištene materijale za rolne, indikatore performansi, specifikacije toplinske obrade i kritična razmatranja toplinske obrade za role s više prolaza.

       Jednostalni višeprolazni mlin za dimenzioniranje služi kao osnovna oprema za oblikovanje cijevi. Tokom rada, njegovi valjci su kontinuirano izloženi pritisku kotrljanja, naizmjeničnim udarnim opterećenjima, trenju pri visokim temperaturama i cikličkom termičkom naprezanju. U poređenju sa konvencionalnim rolni sa jednim prolazom, telo valjka sa više prolaza sadrži višestruke žljebove prolaze. Neravnomjerna raspodjela opterećenja između prolaza lako izaziva lokalno habanje, lomljenje, pucanje i lomljenje. Stoga odabir materijala za rolne i proces toplinske obrade direktno određuju vijek trajanja valjka, točnost dimenzija cijevi i stabilan rad proizvodne linije.

1. Radni uvjeti koji utječu na odabir materijala za višeprolazne valjke mlina za reduciranje veličine s jednom stanicom

       1. Više žljebovanih prolaza se strojno obrađuje na jednom valjku. Koncentracija naprezanja je izražena u lokalnim regijama zbog nedosljednog opterećenja pri svakom prolazu.

       2. Kontinuirano trošenje trenjem se javlja tokom valjanja. Stope habanja uvelike se razlikuju između dna prolaza i ramena prolaza, što dovodi do prijevremenog kvara pojedinačnih prolaza.

       3. Naizmjenični vrući i hladni uvjeti izazivaju toplinski zamor u uvjetima vruće redukcije, koji ima tendenciju stvaranja mrežnih pukotina na površinama valjaka.

       4. Periodično grizenje zahtijeva da matrica valjaka posjeduje veću žilavost i otpornost na lomljenje od običnih rolni.

       S obzirom na gore navedene radne uvjete, višeprolazni redukcijski valjci ne mogu se oslanjati samo na visoku tvrdoću. Uravnotežena kombinacija površinske otpornosti na habanje, čvrstoće matrice, otpornosti na termički zamor i udarne žilavosti je obavezna.

2. Uobičajeni izbor materijala za rolne

2.1 Rolne od lijevanog željeza s visokim udjelom hroma (primarni izbor za vruću redukciju)

       Visokokromno liveno gvožđe je najrasprostranjeniji materijal za rolne jednostojnih višeprolaznih mlinova za smanjenje veličine vrućih cevi.

       Prednosti: Karbidi visoke tvrdoće daju odličnu otpornost na habanje i performanse termičkog trošenja, pogodni za procese redukcije na visokim temperaturama.

       Ograničenja: Relativno niska žilavost; pod velikim udarnim opterećenjima može doći do ljuštenja na prolaznim površinama.

       Primjena: Vruća redukcija, srednje opterećenje valjanja i masovna kontinuirana proizvodnja cijevi.

2.2 Valjci od legure nodularnog gvožđa

       Prednosti: Izbalansirana sveobuhvatna mehanička svojstva, bolja otpornost na udarce i otpornost na termičko pucanje od lijevanog željeza s visokim sadržajem hroma, dobra obradivost.

       Ograničenja: Nešto manja površinska otpornost na habanje u poređenju sa livenim gvožđem sa visokim sadržajem hroma.

       Primjena: Scenariji kotrljanja sa jakim udarima i strogim zahtjevima protiv pucanja za višeprolazne redukcijske jedinice.

2.3 Valjci od kovanog čelika (primjena za hladnu redukciju / visoke preciznosti)

       Uobičajeni tipovi: CrMo, CrNiMo serije legirani kovani čelik.

       Prednosti: Gusta matrica, visoka žilavost, jaka otpornost na udarce i dobra otvrdnjavanje uz dovoljan dodatak za ponovno mljevenje.

       Ograničenja: Loša otpornost na habanje prema vrstama livenog gvožđa i veći trošak proizvodnje.

       Primjena: Smanjenje veličine hladnih cijevi, precizna proizvodnja cijevi sa tankim zidovima i teški radni uvjeti sa jakim udarima.

2.4 Rolne od brzog čelika (vrhunske aplikacije)

       Rolne od brzog čelika imaju izvanrednu otpornost na habanje i crvenu tvrdoću sa vrhunskom otpornošću na termički zamor. Međutim, oni dolaze s visokim troškovima materijala i strogim zahtjevima kontrole procesa toplinske obrade. Oni su raspoređeni u brzim linijama za smanjenje cijevi visoke potražnje.

       Princip odabira: Procijenite maksimalno opterećenje valjanja, temperaturu valjanja i dubinu prolaza prilikom odabira višeprolaznih valjaka. Indeksi žilavosti moraju biti pravilno poboljšani na ramenima prolaza gdje se naprezanje koncentriše kako bi se izbjeglo pucanje u uglovima prolaza.

3. Tehnički zahtjevi za termičku obradu za odgovarajuće rolne

       Cilj termičke obrade valjaka je postizanje radnog sloja otpornog na habanje visoke tvrdoće zajedno sa čvrstom matricom. Površinski sloj garantuje otpornost na habanje žljebovanih prolaza, dok matrica sprečava lomljenje valjka.

3.1 Proces toplinske obrade rolni od lijevanog željeza s visokim udjelom hroma

       Ruta procesa: livenje → žarenje za ublažavanje napona → gruba obrada → kaljenje → kaljenje

       Žarenje: Eliminišite zaostalo naprezanje od livenja i poboljšajte obradivost rezanja.

       Gašenje: Gašenje zrakom ili gašenje zrakom za povećanje tvrdoće površine.

       Kaljenje: Kaljenje na niskim temperaturama za uklanjanje napona gašenja, stabilizaciju mikrostrukture i smanjenje rizika od pucanja.

       Specifikacija tvrdoće: Tvrdoća površine rolne HSD 80~92 uz zadržavanje visoke žilavosti jezgra rolne.

3.2 Toplinska obrada valjaka od legure nodularnog gvožđa

       Ruta procesa: livenje → žarenje → gruba obrada → kaljenje + kaljenje

       Ključna kontrola: Stabilizirajte perlitnu frakciju u matrici kako biste poboljšali otpornost na termički zamor.

       Raspon tvrdoće: HSD 75~88. U poređenju sa livenim gvožđem sa visokim sadržajem hroma, obezbeđuje veću granicu žilavosti za prilagođavanje naizmeničnim udarnim opterećenjima pri višeprolaznom valjanju.

3.3 Toplinska obrada valjaka od legiranog kovanog čelika

       Ruta procesa: Kovanje → Žarenje nakon kovanja → Gruba obrada → Kaljenje i kaljenje → Površinsko indukcijsko očvršćivanje valjaka → Kaljenje na niskoj temperaturi

       Kaljenje i kaljenje: Osigurati visoku čvrstoću i visoku žilavost matrice valjaka.

       Indukcijsko otvrdnjavanje površine: Povećajte samo tvrdoću užljebljene radne površine uz zadržavanje žilavosti u jezgri kako biste izbjegli sveukupno krhkost.

       Tvrdoća: Radna površina HRC 48~58.

3.4 Toplinska obrada valjaka od brzoreznog čelika

       Proces: kaljenje na visokim temperaturama + višestruko kaljenje za potpuno taloženje karbida legure.

       Karakteristike: Tvrdoća polako opada na visokim temperaturama (dobra crvena tvrdoća). Potrebna je stroga kontrola deformacije termičke obrade. Kontrola točnosti dimenzija višeprolaznih žljebova je izazovna.

4. Posebna razmatranja termičke obrade za rolne sa više prolaza sa jednim postoljem

1. Kontrola koncentracije napona za višeprolaznu geometriju

       Ramena i uglovi prolaza su zone koncentrisane na stres. Tokom termičke obrade, brzine grijanja i hlađenja moraju se kontrolisati kako bi se spriječilo gašenje pukotina na uglovima prolaza. Potpuno kaljenje nakon gašenja smanjuje zaostalo naprezanje. Ovo je najkritičnija razlika između rolni sa više prolaza i rolni sa jednim prolazom.

2. Kontrola uniformnosti tvrdoće

       Više žljebovanih prolaza se obrađuje na jednom valjku. Odstupanje tvrdoće radnih površina kroz sve prolaze nakon termičke obrade mora se održavati u prihvatljivim granicama. Neujednačena tvrdoća dovodi do nedosljednog trošenja različitih prolaza i fluktuacije tolerancije vanjskog promjera cijevi.

3. Kontrola deformacije toplinskom obradom

       Višeprolazni valjci imaju dugu cijev i više žljebova. Deformacija termičke obrade direktno utiče na koncentričnost prolaza. Potrebna je optimizacija uređaja za termičku obradu i metode hlađenja. Prekomjerna deformacija povećava opterećenje naknadnog brušenja.

4. Inspekcija zaostalog naprezanja

       Preostalo naprezanje se ispituje nakon termičke obrade. Visoko zaostalo naprezanje može pokrenuti zamorne pukotine počevši od uglova prolaza pod superponiranim naizmjeničnim opterećenjima kotrljanja i rezultirati prijevremenim kvarom kotrljanja.

5. Korelacija između materijala rolne, toplinske obrade i načina kvara

       Površinsko trošenje brzog prolaza: Nedovoljna površinska tvrdoća ili nizak sadržaj karbida u materijalu valjka.

       Pukotine i napukline na uglovima prolaza: Prekomjerno zaostalo naprezanje nakon termičke obrade, nedovoljna žilavost i oštećenja od termičkog zamora.

       Krhtanje i lomljenje prolazne površine: Krhki tvrdi površinski sloj sa neadekvatnom žilavošću matrice ili nepravilnim procesom gašenja.

       Značajna razlika u trošenju između prolaza: Neujednačena tvrdoća nakon termičke obrade u kombinaciji sa nerazumnom raspodjelom opterećenja pri kotrljanju.

6. Zaključak

       Šeme materijalne i termičke obrade za valjke jednostrukog višeprolaznog mlina za redukciju veličine ne mogu se direktno usvojiti iz standarda za jednohodne valjke. Koncentracija naprezanja i neravnomjerno opterećenje uzrokovano geometrijom žljebova s ​​više prolaza zahtijevaju ravnotežu između otpornosti na habanje i žilavosti u odabiru materijala. Toplinska obrada treba se fokusirati na zaostalo naprezanje u žljebovima, ujednačenost tvrdoće i deformacije termičke obrade. Pravilno usklađivanje procesa obrade materijala i termičke obrade produžava servisni ciklus valjaka, stabilizira vanjski prečnik cijevi, ovalnost i druge gotove indekse, te smanjuje vrijeme zastoja i troškove zamjene role.