Rolling Mill Roll: ประเภท การผลิต และคู่มือประสิทธิภาพ

โรลลิ่งมิลล์โรลคืออะไร

ก ม้วนโรงสีกลิ้ง คือ ส่วนประกอบการทำงานหลักในอุปกรณ์รีดโลหะที่สร้างรูปร่างและลดความหนาของโลหะผ่านแรงดันการหมุน . เครื่องมือทรงกระบอกเหล่านี้ติดตั้งเป็นคู่หรือเป็นกลุ่มภายในโรงรีดเพื่ออัดและยืดเหล็กแท่งยาว แผ่นพื้น หรือแถบให้เป็นรูปทรงและขนาดที่ต้องการ ลูกกลิ้งโรงรีดทำงานที่อุณหภูมิและความดันสูง ทำให้มีความสำคัญต่อความสำเร็จของการผลิตเหล็ก การแปรรูปอะลูมิเนียม และการขึ้นรูปโลหะอื่นๆ

หลักการพื้นฐานเบื้องหลังโรงรีดลูกกลิ้งนั้นเกี่ยวข้องกับ การเปลี่ยนรูปพลาสติกของโลหะระหว่างกระบอกสูบหมุนสวนทางสองอัน . เมื่อโลหะผ่านช่องว่าง (เรียกว่า "ช่องว่างม้วน" หรือ "ผ่าน") ม้วนจะใช้แรงอัดที่ลดความหนาในขณะที่เพิ่มความยาว โรงงานรีดที่ทันสมัยสามารถแปรรูปวัสดุได้ตั้งแต่แผ่นเหล็กขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนักหลายตันไปจนถึงอลูมิเนียมฟอยล์บางที่มีความหนาเพียง 0.006 มม.

ประเภทของโรลลิ่งมิลล์โรลและการใช้งาน

ม้วนงานกับม้วนสำรอง

โดยทั่วไปแล้วการกำหนดค่าโรงรีดจะใช้ลูกกลิ้งสองประเภทที่แตกต่างกัน ลูกกลิ้งทำงานสัมผัสโดยตรงกับโลหะที่กำลังแปรรูป ซึ่งรับภาระหนักจากความเค้นทางความร้อนและทางกล ม้วนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าเหล่านี้ (โดยทั่วไปคือ 300-800 มม.) ช่วยให้ควบคุมรูปร่างและพื้นผิวได้ดีขึ้น ม้วนสำรองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 1,200-1,800มม รองรับม้วนงานและป้องกันการโก่งตัวภายใต้ภาระหนัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการกำหนดค่าโรงสีสูงสี่และหกสูง

การจำแนกประเภทตามวัสดุ

กระบวนการผลิตโรลลิ่งมิลล์โรล

การผลิตลูกกลิ้งโรงรีดเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางโลหะวิทยาที่ซับซ้อนซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ได้ความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ และความเสถียรทางความร้อนที่เหมาะสมที่สุด โดยทั่วไปแล้วการผลิตจะเป็นไปตามขั้นตอนสำคัญเหล่านี้:

• การเลือกวัสดุและการหลอมละลาย - ส่วนผสมโลหะผสมคุณภาพสูงจะถูกหลอมในเตาอาร์คไฟฟ้าที่อุณหภูมิเกิน 1,600°C
• การหล่อหรือการปลอม - ขึ้นอยู่กับประเภทของม้วน โลหะหลอมจะถูกหล่อในแม่พิมพ์แบบแรงเหวี่ยงหรือแบบคงที่ หรือหลอมโดยใช้เครื่องอัดไฮดรอลิกโดยใช้แรงดัน 10,000 ตัน
• การรักษาความร้อน - วงจรการทำความร้อนและความเย็นที่ควบคุมได้จะสร้างโครงสร้างจุลภาคที่ต้องการ โดยมีอุณหภูมิดับตั้งแต่ 850-1,050°C
• การตัดเฉือนและการเจียร - การเจียรที่แม่นยำทำให้ได้ค่าความหยาบผิว Ra 0.2-0.8 ไมโครเมตร และค่าความคลาดเคลื่อนของมิติภายใน ±0.02 มม.
• การรักษาพื้นผิว - ม้วนขั้นสูงอาจได้รับการชุบโครเมี่ยม ชุบแข็งด้วยเลเซอร์ หรือเคลือบเซรามิกเพื่อเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ 30-50%

สำหรับลูกกลิ้งงานเหล็กความเร็วสูงที่ใช้ในการรีดเย็น วงจรการผลิตต้องใช้เวลา ประมาณ 6-8 เดือน ตั้งแต่การหล่อครั้งแรกจนถึงการส่งมอบขั้นสุดท้าย สะท้อนถึงกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนและกระบวนการควบคุมคุณภาพที่จำเป็น

ปัจจัยด้านประสิทธิภาพหลักและกลไกการสึกหรอ

ความเค้นทางความร้อนและทางกล

ลูกกลิ้งโรงรีดทนทานต่อสภาวะการทำงานที่รุนแรง ในการใช้งานรีดร้อน อุณหภูมิพื้นผิวสามารถเข้าถึง 600-700°C ในขณะที่แกนม้วนยังคงอยู่ที่ 100-150°C ทำให้เกิดการไล่ระดับความร้อนอย่างรุนแรง การทำความร้อนและความเย็นแบบเป็นรอบนี้ทำให้เกิดความล้าจากความร้อน โดยปรากฏเป็นรอยแตกของไฟบนพื้นผิวม้วน การรีดเย็นในขณะที่อุณหภูมิต่ำลง ทำให้เกิดแรงกดสัมผัสที่สูงกว่า 1,500 MPa (เมกะปาสคาล) นำไปสู่ความล้าและการหลุดร่อนของผิวดิน

โหมดการสึกหรอหลัก

อายุการใช้งานของลูกกลิ้งรีดถูกจำกัดด้วยกลไกการย่อยสลายหลายประการ:

1. กbrasive wear - อนุภาคตะกรันและการรวมตัวแข็งในวัสดุรีดทำหน้าที่เป็นเครื่องมือตัด โดยมีอัตราการสึกหรอ 0.05-0.15 มม. ต่อ 1,000 ตันในการรีดร้อน
2. กdhesive wear - ที่อุณหภูมิและความดันสูง จะเกิดการถ่ายโอนโลหะระหว่างลูกกลิ้งและชิ้นงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งปัญหาในการรีดเหล็กกล้าไร้สนิม
3. การสึกหรอแบบออกซิเดชัน - ปฏิกิริยาเคมีที่อุณหภูมิสูงจะทำให้เกิดชั้นออกไซด์ที่หลุดล่อนออกไป ซึ่งคิดเป็น 20-30% ของการสึกหรอของแผ่นรีดร้อนทั้งหมด
4. การเสียรูปของพลาสติก - วงจรความเค้นซ้ำๆ ทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกกลิ้งเพิ่มขึ้นที่ศูนย์กลางกระบอกสูบ ทำให้เกิดโปรไฟล์ลูกกลิ้งที่ไม่พึงประสงค์

โรงงานสมัยใหม่นำไปใช้ ระบบการบดแบบม้วนออนไลน์ ที่สามารถคืนค่าโปรไฟล์ลูกกลิ้งโดยไม่ต้องปิดโรงงาน ยืดอายุแคมเปญได้ 15-25% และปรับปรุงความสม่ำเสมอของคุณภาพของผลิตภัณฑ์

นวัตกรรมการออกแบบม้วนและแนวโน้มเทคโนโลยี

เทคโนโลยีการควบคุมคราวน์

การรักษาความหนาสม่ำเสมอตลอดความกว้างของแถบต้องใช้การออกแบบเม็ดมะยมแบบม้วนที่ซับซ้อน CVC (เม็ดมะยมแบบแปรผันต่อเนื่อง) มีโปรไฟล์เส้นโค้งพหุนามอันดับสามที่สามารถเลื่อนตามแนวแกนระหว่างการรีดเพื่อชดเชยการขยายตัวจากความร้อนและการสึกหรอ เทคโนโลยีนี้เปิดตัวโดยกลุ่ม SMS ทำให้ได้รับค่าความคลาดเคลื่อนความเรียบที่ ±5 หน่วย I (การวัดความเรียบแบบพิเศษ) ในโรงงานรีดเย็นสมัยใหม่

กlternative systems include:

• กลิ้งข้ามคู่ - ม้วนงานถูกข้ามเป็นมุมสูงสุด 3 องศาเพื่อสร้างการกระจายความเครียดที่เป็นประโยชน์
• งานดัดม้วน - กระบอกไฮดรอลิกใช้แรงสูงสุด 1,500 กิโลนิวตันต่อหนุน เพื่อปรับเปลี่ยนการโก่งตัวของลูกกลิ้งแบบเรียลไทม์
• การควบคุมมงกุฎความร้อน - ช่องระบายความร้อนภายในควบคุมอุณหภูมิโปรไฟล์ม้วนด้วยความแม่นยำ ±2°C

กdvanced Coating Systems

วิศวกรรมพื้นผิวมีความสำคัญอย่างยิ่งในการยืดอายุม้วน การเคลือบด้วยไอทางกายภาพ (PVD) ใช้ชั้นไทเทเนียมไนไตรด์หรือโครเมียมไนไตรด์ที่มีความหนา 2-5 ไมโครเมตร ลดค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีจาก 0.3 เป็น 0.15 และเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอได้ถึง 300% ในการรีดเย็นอะลูมิเนียม โรลงานเคลือบ PVD ประสบความสำเร็จ อายุการใช้งานของแคมเปญเกิน 80,000 ตัน เทียบกับ 40,000 ตันสำหรับม้วนไม่เคลือบ

การรักษาพื้นผิวด้วยเลเซอร์จะสร้างโซนแข็งที่มีความลึก 0.5-2 มม. และความแข็งเพิ่มขึ้น 200-400 HV โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีประสิทธิผลสำหรับบริเวณที่มีการสึกหรอเฉพาะจุด เช่น ขอบม้วน

กลยุทธ์การบำรุงรักษาและการจัดการม้วน

การจัดการม้วนที่มีประสิทธิภาพส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ผู้ผลิตเหล็กชั้นนำนำไปปฏิบัติ โปรแกรมม้วนที่ครอบคลุม ที่ปรับให้เหมาะสมในด้านต่อไปนี้:

การเจียรและการลับคม

ม้วนงานผ่านการลับคมทุกครั้ง ใช้งานได้ 8-24 ชม ในโรงรีดร้อน โดยขจัดวัสดุ 0.3-0.8 มม. ต่อการบด ม้วนงานทั่วไปที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกเริ่มต้น 650 มม. สามารถบดใหม่ได้ 30-50 ครั้งก่อนที่จะถึงเส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำที่อนุญาตที่ 550 มม. เครื่องเจียรที่มีความแม่นยำรักษาทรงกระบอกให้อยู่ภายใน 0.01 มม. และข้อกำหนดด้านความหยาบมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ไวต่อพื้นผิว เช่น แผงตัวถังรถยนต์

เทคโนโลยีการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์

โรงงานสมัยใหม่ใช้ระบบเซ็นเซอร์ตรวจสอบสภาพม้วนแบบเรียลไทม์:

• การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน ตรวจจับการเสื่อมสภาพของตลับลูกปืนและความเยื้องศูนย์ของลูกกลิ้งด้วยความแม่นยำ 0.001 มม
• กล้องถ่ายภาพความร้อน ระบุจุดร้อนและระบบทำความเย็นทำงานผิดปกติด้วยความละเอียดอุณหภูมิ 0.1°C
• การตรวจสอบอัลตราโซนิก เผยรอยแตกร้าวและการหลุดร่อนใต้ผิวดินก่อนเกิดภัยพิบัติร้ายแรง
• กI-based wear prediction models คาดการณ์อายุการใช้งานม้วนที่เหลืออยู่ด้วยความแม่นยำ 85-90% ช่วยให้สามารถตั้งเวลาได้อย่างเหมาะสมที่สุด

ระบบเหล่านี้ช่วยลดการเปลี่ยนลูกกลิ้งโดยไม่ได้วางแผนไว้ด้วย 40-60% ในโรงงานที่ใช้โปรแกรมการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ที่ครอบคลุม ซึ่งช่วยประหยัดได้ 2-5 ล้านดอลลาร์ต่อปีสำหรับโรงถลุงเหล็กแบบครบวงจรทั่วไป

การพิจารณาผลกระทบทางเศรษฐกิจและต้นทุน

ลูกกลิ้งโรงรีดถือเป็นค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่สำคัญ ชุดงานและม้วนสำรองครบชุดสำหรับต้นทุนโรงรีดเย็นสูงสี่ชั้น 1.5-3.5 ล้านดอลลาร์ ในขณะที่สินค้าคงคลังม้วนโรงสีแถบร้อนสามารถเกินได้ 15-20 ล้านเหรียญสหรัฐ สำหรับโรงงานที่ผลิตได้ 3-5 ล้านตันต่อปี

ปริมาณการใช้ต่อม้วนต่อตันจะแตกต่างกันไปอย่างมากตามการใช้งาน:

• โรงงานแถบร้อน: 0.80-1.50 เหรียญสหรัฐฯ ต่อตัน ของผลิตภัณฑ์รีด
• โรงงานรีดเย็น: 2.50-4.00 เหรียญสหรัฐต่อตัน เนื่องจากความต้องการความแม่นยำที่สูงขึ้น
• โรงงานผลิตผลิตภัณฑ์พิเศษ (เหล็กซิลิคอน สแตนเลส): 5.00-8.00 เหรียญสหรัฐต่อตัน สะท้อนถึงคุณสมบัติของวัสดุที่มีความต้องการสูง

โปรแกรมการจัดการลูกกลิ้งเชิงกลยุทธ์ที่เน้นไปที่ช่วงการเจียรที่เหมาะสม การหล่อลื่นที่เหมาะสม และการเปลี่ยนเชิงป้องกันสามารถลดต้นทุนลูกกลิ้งได้ 15-25% ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงผลผลิตและลดข้อบกพร่องด้านคุณภาพไปพร้อมๆ กัน สำหรับโรงงานขนาดกลางที่ผลิต 2 ล้านตันต่อปี จะช่วยประหยัดเงินได้ 600,000-1,000,000 เหรียญสหรัฐต่อปี