Ruloul de fontă: o componentă cheie în procesul de rulare

În domeniul procesării metalelor, procesul de rulare este o metodă importantă de formare, iar ruloul din fontă este o componentă cheie indispensabilă în acest proces. Rulou din fontă Joacă un rol crucial în modelarea materialelor metalice, asigurând calitatea produsului și îmbunătățirea eficienței producției. Calitatea performanței sale afectează în mod direct precizia și calitatea suprafeței produselor rulate, precum și stabilitatea și economia procesului de producție. Prin urmare, o înțelegere completă a cunoștințelor relevante despre rulourile din fontă este de o importanță deosebită pentru optimizarea procesului de rulare și pentru îmbunătățirea competitivității produselor. ​

Condiții de lucru și provocările rulourilor din fontă

(1) Mediu de temperatură aspră

Rulourile din fontă sunt adesea într-un mediu la temperaturi ridicate în timpul funcționării, temperatura generală de lucru atingând 700-800 ° C. În unele cazuri speciale, temperatura materialului rulat cu care intră în contact poate ajunge chiar la 1200 ° C. Temperaturile ridicate continue nu numai că testează stabilitatea termică a materialului de rulare, dar, de asemenea, provoacă probleme precum expansiunea termică și deformarea termică, care afectează precizia dimensională a rulourilor și calitatea produselor rulate. ​

(2) stres mecanic puternic

Rulourile trebuie să reziste la presiunea puternică din materialul rulat. Această presiune acționează continuu în timpul procesului de rulare și este predispusă să provoace deteriorarea oboselii rulourilor. Între timp, în timpul procesului de rulare, există o forță de frecare puternică între suprafața rulourilor și materialul rulat, care va accelera uzura suprafeței rulourilor și va reduce durata de viață a rulourilor. ​

(3) Amenințarea oboselii termice

Din cauza încălzirii continue prin materiale la nivel cald și răcire prin apă de răcire, rulourile suferă modificări semnificative de temperatură într-o perioadă scurtă de timp și sunt supuse oboselii termice severe. Oboseala termică poate provoca fisuri pe suprafața rulourilor. De -a lungul timpului, aceste fisuri se pot extinde, ducând în cele din urmă la stingerea și eșecul rulourilor. ​

2.. Tipuri principale de rulouri din fontă

(1) Roluri din fontă răcite

Principiul de lucru: stratul de lucru al ruloului de fontă răcit formează o structură albă turnată (carbură matricei) datorită efectului de răcire rapid al matriței metalice. În timpul procesului de turnare, prin controlul vitezei de răcire, suprafața rolei este răcită rapid pentru a forma un strat de turnare albă, cu duritate ridicată și rezistență ridicată la uzură, în timp ce miezul menține o structură de gri relativ moale sau o structură pusă pentru a se asigura că rolul are un anumit grad de duritate. ​

Caracteristici: are o duritate de suprafață extrem de mare și o rezistență excelentă la uzură, rezistând efectiv la uzură în timpul procesului de rulare. Cu toate acestea, din cauza fragedării ridicate a stratului de fontă albă, rezistența la fisurare termică a rulourilor din fontă întărite la rece este relativ slabă, iar fisurile sunt predispuse să apară atunci când sunt supuse stresului termic mare. ​

Câmpuri de aplicare: este adesea utilizat în procesele de rulare cu cerințe de înaltă calitate a suprafeței și presiune relativ scăzută de rulare, cum ar fi rularea de precizie a plăcilor subțiri și a benzilor de oțel. ​

(2) Roluri din fontă întărit la rece infinit

Principiul de lucru: prin creșterea corespunzătoare a echivalentului de carbon al fierului topit, rola dobândește o structură notată (grafit de carbură matricei). Această structură asigură că stratul răcit al ruloului nu are o graniță distinctă la suprafața fracturii, iar trecerea de la suprafața dură la miezul moale este treptată fără o zonă de tranziție clară. ​

Caracteristici: combină duritatea ridicată și o duritate bună. Prezența grafitului îmbunătățește rezistența la fisurare termică și performanța anti-stropire a rulourilor, permițându-le să mențină o stare de lucru bună chiar și atunci când este supusă unor eforturi termice și mecanice semnificative. În comparație cu rulourile din fontă întărite la rece, rulourile din fontă în formă de rece infinit au o durată de viață mai lungă și sunt potrivite pentru o gamă mai largă de condiții de rulare. ​

Câmpuri de aplicare: utilizate pe scară largă în rularea aspră, rularea medie și alte procese, cum ar fi rularea brută a bildelor de oțel, rularea intermediară a barelor și a firelor, etc. Printre aceste procese, rulourile trebuie să reziste la forțele de rulare și încărcături termice considerabile. Performanța rulourilor din fontă infinit răcite poate îndeplini bine cerințele. ​

(3) Roluri din fontă dură semi-răcită

Principiul de lucru: turnarea se realizează folosind o matriță metalică cu acoperire de nisip. Un strat de nisip de modelare de 10-20 mm este acoperit în interiorul matriței metalice pentru a reduce rata de răcire a corpului cu role și pentru a obține o structură crescută în stratul de lucru al corpului cu role. Această metodă de turnare face ca distribuția de duritate a rulourilor să fie relativ uniformă, cu o mică cădere de duritate de la suprafață la miez. ​

Caracteristici: Rulourile din fontă semi-șchiopătate au o rezistență excelentă la fisurarea fierbinte, rezistența ridicată și duritatea. Duritatea de suprafață a corpului rolei este, în general, HS35-55, ceea ce poate rezista efectiv la oboseală termică și oboseală mecanică, asigurând în același timp o anumită rezistență la uzură. Printre ele, rulourile de fier ductile dure semi-răcite au performanțe mai superioare datorită structurii lor unice de grafit sferic. ​

Câmpuri de aplicare: aplicabile în principal standurilor de deschidere a billetului și standurile de moară de la moară de mori de dimensiuni medii și mici. În aceste cazuri, rulourile trebuie să aibă performanțe cuprinzătoare bune pentru a face față condițiilor de rulare mai complexe. ​

(4) Rulouri de fier ductile

Principiul de lucru: Rulourile de fier ductile sunt realizate prin turnarea fierului topit care a suferit un tratament sferoidizant în matriță, determinând grafitul din structura ruloului să ia o formă sferică. Prezența grafitului sferic elimină efectul de fragmentare al grafitului de fulg asupra matricei și îmbunătățește foarte mult proprietățile mecanice ale rulourilor. ​

Caracteristici: prezintă o rezistență ridicată, o duritate ridicată și o rezistență excelentă la uzură. Rezistența sa la fisurarea termică și la stingerea este de asemenea remarcabilă. Gama de duritate a rulourilor de fier ductilei este relativ largă și poate fi ajustată în funcție de cerințe de aplicație diferite, cu o gamă largă de aplicații. ​

Câmpuri de aplicare: Poate fi utilizat în diferite tipuri de fabrici de rulare, inclusiv procese de rulare brută, rulare medie și finisare. În unele procese speciale de rulare, cu cerințe ridicate pentru performanța rulourilor, rulourile de fier ductile pot demonstra, de asemenea, performanțe excelente.

3. Influența elementelor de aliere asupra performanței rulourilor din fontă

(1) Carbon (C)
Mecanism de influență: Carbonul este unul dintre elementele importante care afectează performanța rulourilor din fontă. Pe de o parte, un conținut ridicat de carbon va împiedica precipitațiile de cimentit și, în același timp, datorită creșterii numărului de nuclee de grafit formate, grafitul poate fi rafinat. Pe de altă parte, dacă conținutul de carbon este prea mare, acesta va determina plutirea grafitului, afectând performanța rulourilor. La o anumită rată de răcire, dacă conținutul de carbon este crescut în mod corespunzător, adâncimea stratului de turnare albă va scădea și cantitatea de cimentită de suprafață va crește.
​
Impactul asupra performanței: O cantitate adecvată de carbon poate spori duritatea și rezistența la uzură a rulourilor, dar un conținut excesiv de ridicat de carbon va reduce duritatea rulourilor și va crește riscul de formare a fisurilor. Prin urmare, în timpul procesului de producție, este necesar să se controleze precis conținutul de carbon pentru a echilibra diferitele proprietăți ale rulourilor. ​

(2) Silicon

Mecanismul de influență: Siliconul poate reduce solubilitatea carbonului în austenită, nu numai creșterea temperaturii de transformare a eutectoidului, ci și lărgirea intervalului de temperatură de transformare eutectoid și scurtarea perioadei de incubație a perletei și bainitei. Într -un anumit interval, pe măsură ce conținutul de siliciu crește, diametrul bilelor de grafit va scădea, îmbunătățind astfel structura și performanța rulourilor. ​

Impactul asupra performanței: siliciul poate spori rezistența și duritatea rulourilor și, în același timp, ajută la îmbunătățirea rezistenței rulourilor la fisurarea termică. Cu toate acestea, conținutul excesiv de siliciu poate duce la o scădere a durității rulourilor, astfel încât conținutul său trebuie controlat în mod rezonabil. ​

(3) Mangan (MN)

Mecanismul de influență: elementele de mangan scad temperatura transformării eutectoidelor, jucând un rol în stabilizarea și rafinarea perlelor. Poate spori puterea și duritatea rulourilor. Cu toate acestea, atunci când conținutul de mangan este prea mare, va apărea segregarea severă, iar carburile de rețea vor precipita de -a lungul limitelor de cereale din starea turnată, reducând duritatea rulourilor. ​

Impactul asupra performanței: O cantitate adecvată de mangan poate ajuta la îmbunătățirea performanței generale a rulourilor, dar conținutul său trebuie să fie strict controlat pentru a evita efectele adverse asupra performanței rulourilor din cauza segregării și a precipitațiilor carburilor de rețea. ​

(4) crom (CR)

Mecanism de influență: cromul este cel mai eficient element pentru creșterea adâncimii stratului de fontă albă în rulourile din fontă întărite la rece, care poate contracara semnificativ efectele adverse ale siliconului și este favorabil formării structurii perlite. În fierul ductil din aliaj, adăugarea corespunzătoare de crom poate determina să apară unele carburi libere în microstructură, ceea ce este util pentru a îmbunătăți rezistența la duritate și la uzură. ​

Impactul asupra performanței: adăugarea de crom poate îmbunătăți eficient duritatea suprafeței și rezistența la uzură a rulourilor și poate îmbunătăți rezistența acestora la oboseala termică. Cu toate acestea, cromul excesiv poate duce la o scădere a durității rulourilor. Prin urmare, conținutul de crom trebuie controlat precis în conformitate cu cerințele specifice de utilizare ale rulourilor. ​

(5) Molibden

Mecanism de influență: molibdenul, ca element care stabilizează perla, poate rafina structura albă strat turnat în fontă întărită la rece, să îmbunătățească rezistența materialului și să îmbunătățească rezistența termică a rulourilor. În rulourile de fier ductile din aliaj, creșterea corespunzătoare a conținutului de molibden poate promova formarea structurii perlite și poate crește dispersia perlitei. De asemenea, molibdenul poate inhiba descompunerea austenitei și este favorabil formării structurii bainitei. Cu toate acestea, molibdenul este predispus la segregare, deci conținutul său nu ar trebui să fie prea mare. ​

Impactul asupra performanței: O cantitate adecvată de molibden poate îmbunătăți performanța cuprinzătoare a rulourilor, în special stabilitatea performanței acestora în medii la temperaturi înalte. Cu toate acestea, datorită tendinței de segregare a molibdenului, distribuția sa în rulouri trebuie controlată strict pentru a asigura uniformitatea performanței rulourilor. ​

4. Procesul de fabricație al rulourilor din fontă

(1) Procesul de turnare

Turnarea matriței metalice: rulouri din fontă întărite la rece și unele rulouri din fontă întărit la rece sunt adesea turnate de turnarea matriței metalice. În timpul procesului de turnare, efectul de răcire rapid al matriței metalice face ca suprafața ruloului să se răcească rapid, formând structura albă necesară sau structura pusă. Prin controlul parametrilor, cum ar fi temperatura matriței metalice, grosimea acoperirii și temperatura de turnare și viteza fierului topit, microstructura și proprietățile stratului de lucru al rulourilor pot fi controlate cu precizie.
​
Turnarea cu nisip: pentru unele rulouri care au cerințe relativ scăzute pentru duritatea suprafeței și au nevoie de o duritate mai mare, cum ar fi rulourile din fontă semi-șchiopătate, pot fi adoptate turnarea cu nisip. Adăugarea unei cantități adecvate de nisip de modelare și fier de răcire la matrița de nisip poate regla rata de răcire a diferitelor părți ale rulourilor, permițând rulourilor să obțină o distribuție și o microstructură adecvată a durității. ​

Turnarea compusă: Procesul de turnare a compusului este utilizat pentru fabricarea rulourilor compozite din fontă. Prin turnarea succesivă a fierului topit cu diferite compoziții, rulourile au straturi de lucru și nuclee cu proprietăți diferite. De exemplu, turnați mai întâi materialul de bază, apoi turnați materialul stratului de lucru cu o duritate ridicată și rezistență la uzură pe suprafața sa, astfel încât rola să aibă atât o duritate bună, cât și proprietăți de suprafață.
​
(2) Procesul de tratare a căldurii

Tratament de recoacere: Tratamentul de recoacere poate elimina stresul intern generat în timpul procesului de turnare a rulourilor și poate îmbunătăți microstructura și proprietățile rulourilor. Prin menținerea rolei la o temperatură adecvată pentru o anumită perioadă de timp, structura internă este omogenizată, duritatea este redusă, duritatea este îmbunătățită și se fac preparate pentru procesarea și utilizarea ulterioară. ​

Normalizarea tratamentului: normalizarea tratamentului poate rafina boabele de rulouri, îmbunătățindu -le puterea și duritatea. Încălziți rulourile deasupra temperaturii critice, țineți -le pentru o perioadă de timp, apoi răciți -le în aer pentru a obține o structură uniformă de perle sau bainită pentru rulouri, îmbunătățind astfel performanța lor generală. ​

Tratamentul de stingere și temperare: pentru unele rulouri care necesită o rezistență mai mare la rezistență și la uzură, stingerea și tratamentul temperamentului. Împiedicarea dotează suprafața rulourilor cu o structură martensitică, îmbunătățind semnificativ duritatea. Cu toate acestea, structura martensitică este relativ fragilă, astfel încât tratamentul temperating este necesar pentru a ajusta echilibrul dintre duritate și duritate, pentru a elimina stresul de stingere și pentru a crește durata de viață a rulourilor. ​

5. Întreținerea și îngrijirea rulourilor din fontă
​
(1) Inspecție zilnică

Inspecție la suprafață: Verificați în mod regulat suprafața rulourilor pentru defecte precum fisuri, spulbere și uzură. Prin inspecție vizuală și utilizarea echipamentelor de testare nedistructive, cum ar fi detectoarele de defecte cu ultrasunete și detectoarele de defecte de particule magnetice, problemele potențiale pot fi identificate în timp util și pot fi luate măsuri corespunzătoare pentru a le repara sau înlocui. ​

Inspecție dimensională: Măsurați diametrul, cilindricitatea și alți parametri dimensionali ai rulourilor pentru a vă asigura că se află în intervalul de toleranță specificat. Abaterile dimensionale excesive pot afecta exactitatea produselor laminate. Prin urmare, odată detectate anomalii dimensionale, trebuie făcute ajustări sau reparații în timp util. ​

(2) lubrifiere și răcire

Lubrifierea: în timpul procesului de rulare, pentru a reduce frecarea dintre rulouri și materialul rulat și pentru a minimiza uzura, trebuie să se utilizeze lubrifianți adecvați. Selectați lubrifianți cu performanțe de lubrifiere bune, rezistență la presiune extremă și rezistență la oxidare și asigurați -vă că sunt distribuite uniform pe suprafața rulourilor. Inspectați regulat sistemul de alimentare a lubrifianților pentru a -și asigura funcționarea normală. ​

Răcire: Răcirea eficientă este crucială pentru reducerea temperaturii rulourilor și prevenirea oboselii termice. Asigurați funcționarea normală a sistemului de răcire, curățați imediat murdăria și impuritățile din conductele de apă de răcire și garantați că debitul și temperatura apei de răcire îndeplinesc cerințele. Între timp, unghiul de pulverizare și poziția apei de răcire trebuie ajustate în mod rezonabil pentru a asigura răcirea uniformă a suprafeței rulourilor. ​

(3) Depozitare și manipulare

Depozitare: depozitați rulourile într-un mediu uscat și bine ventilat pentru a le împiedica să se umezească și să se ruginească. Pentru rulourile care nu au fost utilizate de mult timp, trebuie efectuat tratamentul anti-rust, cum ar fi aplicarea uleiului anti-rust și ambalarea cu hârtie anti-rust. În același timp, ar trebui să se acorde atenție metodei de depozitare pentru a evita să fie stoarse sau ciocnite rulourile, ceea ce poate provoca daune. ​

Manevrare: Atunci când se manevrează rulouri, trebuie utilizate echipamente de manipulare dedicate, cum ar fi macarale și stivuitoare, și este necesar să se asigure că capacitatea de încărcare a echipamentului este suficientă. În timpul procesului de manipulare, gestionați -vă cu grijă pentru a evita rolele care se ciocnesc cu alte obiecte, prevenind deteriorarea suprafeței și deteriorarea structurală internă. ​

6. Concluzie

Rulourile din fontă, ca componente de bază ale procesului de rulare, performanța lor este direct legată de calitatea produselor laminate și a eficienței producției. Înțelegând caracteristicile diferitelor tipuri de rulouri din fontă, influența elementelor de aliere asupra performanței, proceselor de fabricație și metodelor de întreținere, este posibil să selecteze și să utilizeze mai bine rulourile din fontă, să se joace complet avantajelor lor și să îmbunătățească nivelul general al procesului de rulare. Odată cu avansarea continuă a tehnologiei, performanța și calitatea rulourilor din fontă se îmbunătățesc constant. În viitor, se așteaptă să fie aplicate într -o gamă mai largă de domenii și să contribuie mai mult la dezvoltarea industriei de procesare a metalelor.