Gietijzeren rol: een sleutelcomponent in het rollende proces

Op het gebied van metaalverwerking is het rolproces een belangrijke vormmethode en is de gietijzeren rol een onmisbare sleutelcomponent in dit proces. Gietijzeren rol Speel een cruciale rol bij het vormgeven van metalen materialen, het waarborgen van de productkwaliteit en het verbeteren van de productie -efficiëntie. De kwaliteit van de prestaties heeft direct invloed op de nauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit van de opgerolde producten, evenals de stabiliteit en economie van het productieproces. Daarom is een grondig begrip van de relevante kennis van gietijzeren rollen van groot belang voor het optimaliseren van het rolproces en het verbeteren van het concurrentievermogen van producten. ​

Werkomstandigheden en uitdagingen van gietijzeren rollen

(1) harde temperatuuromgeving

Gietijzeren rollen bevinden zich vaak in een omgeving op hoge temperatuur tijdens het bedrijf, waarbij de algemene werktemperatuur 700-800 ° C bereikt. In sommige speciale gevallen kan de temperatuur van het gerold materiaal waarmee ze in contact komen zelfs 1200 ° C bereiken. Continue hoge temperaturen testen niet alleen de thermische stabiliteit van het rolmateriaal, maar veroorzaken ook problemen zoals thermische expansie en thermische vervorming, die de dimensionale nauwkeurigheid van de rollen en de kwaliteit van de opgerolde producten beïnvloeden. ​

(2) Sterke mechanische stress

De rollen moeten de sterke druk van het gerold materiaal weerstaan. Deze druk werkt continu tijdens het rolproces en is vatbaar voor vermoeidheidsschade aan de rollen. Ondertussen is er tijdens het rollende proces een sterke wrijvingskracht tussen het oppervlak van de rollen en het gerolde materiaal, dat de slijtage van het roloppervlak zal versnellen en de levensduur van de rollen zal verminderen. ​

(3) De dreiging van thermische vermoeidheid

Vanwege continue verwarming door heet gerolde materialen en koeling door koelwater, ondergaan de rollen in een korte periode aanzienlijke temperatuurveranderingen en worden ze onderworpen aan ernstige thermische vermoeidheid. Thermische vermoeidheid kan scheuren op het oppervlak van de rollen veroorzaken. Na verloop van tijd kunnen deze scheuren zich uitbreiden, wat uiteindelijk leidt tot het afpanden en falen van de rollen. ​

2. Hoofdsoorten gietijzeren broodjes

(1) Gekoelde gietijzeren broodjes

Werkprincipe: de werklaag van de gekoelde gietijzeren rol vormt een witte gegoten structuur (matrixcarbide) vanwege het snelle koeleffect van de metalen mal. Tijdens het gietproces, door de koelsnelheid te regelen, wordt het oppervlak van de rol snel afgekoeld om een ​​witte gegoten laag te vormen met een hoge hardheid en hoge slijtvastheid, terwijl de kern een relatief zachte grijze gegoten of ontpitstructuur handhaaft om ervoor te zorgen dat de rol een zekere mate van taaiheid heeft. ​

Kenmerken: het beschikt over een extreem hoge oppervlaktehardheid en uitstekende slijtvastheid, waardoor slijtage tijdens het rolproces effectief weerstaat. Vanwege de hoge brosheid van de witte gietijzeren laag, is de thermische barstweerstand van koud-geharde gietijzeren rollen echter relatief slecht en zijn scheuren vatbaar voor optreden wanneer ze worden onderworpen aan grote thermische spanning. ​

Toepassingsvelden: het wordt vaak gebruikt in rollende processen met eisen van hoge oppervlaktekwaliteit en relatief laag rollende druk, zoals het precisie -rollen van dunne platen en stalen strips. ​

(2) oneindig koud geharde gietijzeren broodjes

Werkprincipe: door het koolstofequivalent van gesmolten ijzer op de juiste manier te vergroten, verwerft de rol een ingekapte structuur (matrixcarbide -grafiet). Deze structuur zorgt ervoor dat de gekoelde laag van de rol geen duidelijke grens heeft aan het breukoppervlak, en de overgang van het harde oppervlak naar de zachte kern is geleidelijk zonder een duidelijke overgangszone. ​

Kenmerken: het combineert een hoge hardheid en goede taaiheid. De aanwezigheid van grafiet verbetert de thermische scheurweerstand en anti-omdraaiende prestaties van de rollen, waardoor ze een goede werktoestand kunnen behouden, zelfs wanneer ze worden onderworpen aan significante thermische en mechanische spanningen. Vergeleken met koud-geharde gietijzeren broodjes, hebben oneindig koud-geharde gietijzeren broodjes een langere levensduur en zijn geschikt voor een breder scala aan rollende omstandigheden. ​

Toepassingsvelden: veel gebruikt in ruw rollen, gemiddeld rollen en andere processen, zoals ruw rollen van stalen knuppels, tussenliggende rollen van staven en draden, enz. Onder deze processen moeten de rollen bestand zijn tegen aanzienlijke rolkrachten en thermische belastingen. De prestaties van de oneindig gekoelde gietijzeren rollen kunnen goed voldoen aan de vereisten. ​

(3) Semi-gekoelde harde gietijzeren rollen

Werkprincipe: gieten wordt uitgevoerd met behulp van een metalen mal met zandcoating. Een laag van 10-20 mm vormzand wordt bekleed in de metalen mal om de koelsnelheid van het rollichaam te verminderen en een ingekapte structuur in de werklaag van de rollichaam te verkrijgen. Deze gietmethode maakt de hardheidsverdeling van de rollen relatief uniform, met een kleine hardheid druppel van het oppervlak naar de kern. ​

Kenmerken: semi-gekweekte gietijzeren broodjes hebben een uitstekende weerstand tegen heet kraken, hoge sterkte en taaiheid. De oppervlaktehardheid van het rollichaam is in het algemeen HS35-55, die effectief de thermische vermoeidheid en mechanische vermoeidheid kunnen weerstaan ​​en tegelijkertijd bepaalde slijtvastheid kunnen waarborgen. Onder hen hebben semi-gekoelde harde ductiele ijzeren rollen meer superieure prestaties vanwege hun unieke sferische grafietstructuur. ​

Toepassingsvelden: voornamelijk van toepassing op de openingsstandaards van de billet en ruwmolenstanden van middelgrote en kleine rollen. In deze gevallen moeten de rollen goede uitgebreide prestaties hebben om complexere rollenomstandigheden aan te kunnen. ​

(4) Ductiele ijzeren rollen

Werkprincipe: ductiele ijzeren rollen worden gemaakt door gesmolten ijzer te gieten dat de behandeling met sferoïde in de schimmel heeft ondergaan, waardoor het grafiet in de rolstructuur een bolvormige vorm aanneemt. De aanwezigheid van sferisch grafiet elimineert het fragmentatie -effect van vlokgrafiet op de matrix en verbetert de mechanische eigenschappen van de rollen aanzienlijk. ​

Kenmerken: het beschikt over hoge sterkte, hoge taaiheid en uitstekende slijtvastheid. De weerstand tegen thermische kraken en afpanden is ook uitstekend. Het hardheidsbereik van ductiele ijzeren rollen is relatief breed en kan worden aangepast volgens verschillende toepassingsvereisten, met een breed scala aan toepassingen. ​

Toepassingsvelden: het kan worden gebruikt in verschillende soorten rollen, waaronder ruw rollen, medium rollen en afwerkingsprocessen. In sommige speciale rollende processen met hoge vereisten voor de prestaties van rollen, kunnen ductiele ijzeren rollen ook uitstekende prestaties aantonen.

3. De invloed van legeringselementen op de uitvoering van gietijzeren rollen

(1) Koolstof (C)
Invloedmechanisme: koolstof is een van de belangrijke elementen die de prestaties van gietijzeren rollen beïnvloeden. Enerzijds zal een hoog koolstofgehalte de neerslag van cementiet belemmeren, en tegelijkertijd, vanwege de toename van het aantal gevormde grafietkernen, kan het grafiet worden verfijnd. Aan de andere kant, als het koolstofgehalte te hoog is, zal het grafiet drijven, wat de prestaties van de rollen beïnvloedt. Bij een bepaalde koelsnelheid, als het koolstofgehalte op de juiste manier wordt verhoogd, zal de diepte van de witte gietlaag afnemen en zal de hoeveelheid oppervlaktecementiet toenemen.
​
Impact op de prestaties: een geschikte hoeveelheid koolstof kan de hardheid en slijtvastheid van de rollen verbeteren, maar een overmatig hoog koolstofgehalte zal de taaiheid van de rollen verminderen en het risico op scheurvorming verhogen. Daarom is het tijdens het productieproces noodzakelijk om het koolstofgehalte nauwkeurig te regelen om de verschillende eigenschappen van de rollen in evenwicht te brengen. ​

(2) Silicium

Invloedsmechanisme: silicium kan de oplosbaarheid van koolstof in austeniet verminderen, niet alleen de eutectoïde -transformatietemperatuur verhogen, maar ook het eutectoïde -transformatietemperatuurbereik verbreden en de incubatieperiode van pearliet en bainiet verkorten. Binnen een bepaald bereik, naarmate het siliciumgehalte toeneemt, zal de diameter van de grafietballen afnemen, waardoor de structuur en prestaties van de rollen worden verbeterd. ​

Impact op de prestaties: Silicium kan de sterkte en hardheid van de rollen verbeteren en tegelijkertijd helpen de weerstand van de rollen tegen thermisch kraken te verbeteren. Overmatig siliciumgehalte kan echter leiden tot een afname van de taaiheid van de rollen, dus de inhoud ervan moet redelijkerwijs worden gecontroleerd. ​

(3) Mangaan (Mn)

Beïnvloedend mechanisme: mangaanelementen verlaagden de eutectoïde -transformatietemperatuur en spelen een rol bij het stabiliseren en verfijnen van pearlite. Het kan de sterkte en hardheid van de rollen verbeteren. Wanneer het mangaangehalte echter te hoog is, zal ernstige segregatie optreden en zal netwerkcarbiden langs de korrelgrenzen in de gietstaat neerslaan, waardoor de taaiheid van de rollen wordt verminderd. ​

Impact op de prestaties: een passende hoeveelheid mangaan kan helpen de algehele prestaties van de rollen te verbeteren, maar de inhoud ervan moet strikt worden gecontroleerd om nadelige effecten op de prestaties van de rollen als gevolg van segregatie en de neerslag van netwerkcarbiden te voorkomen. ​

(4) chroom (Cr)

Invloedmechanisme: chroom is het meest effectieve element voor het vergroten van de diepte van de witte gietijzeren laag in koud-geharde gietijzeren rollen, die de nadelige effecten van silicium aanzienlijk kunnen tegengaan en bevorderlijk zijn voor de vorming van de pearlietstructuur. In legering ductiel ijzer kan de juiste toevoeging van chroom ervoor zorgen dat sommige vrije carbiden in de microstructuur verschijnen, wat nuttig is om de hardheid en slijtvastheid te verbeteren. ​

Impact op de prestaties: de toevoeging van chroom kan de oppervlaktehardheid en slijtvastheid van de rollen effectief verbeteren en hun weerstand tegen thermische vermoeidheid verbeteren. Overmatig chroom kan echter leiden tot een afname van de taaiheid van de rollen. Daarom moet het chroomgehalte nauwkeurig worden gecontroleerd volgens de specifieke gebruikseisen van de rollen. ​

(5) molybdeenum

Influenmechanisme: molybdeen, als een element dat pearliet stabiliseert, kan de witte gegoten laagstructuur in koud-geharde gietijzer verfijnen, de materiaalsterkte verbeteren en de thermische sterkte van de rollen verbeteren. In legering ductiele ijzeren rollen kan het op passende wijze vergroten van het molybdeumgehalte de vorming van de pearlietstructuur bevorderen en de dispersie van pearliet vergroten. Molybdeen kan ook de ontleding van austeniet remmen en is bevorderlijk voor de vorming van de bainietstructuur. Molybdeen is echter vatbaar voor segregatie, dus de inhoud ervan zou niet te hoog moeten zijn. ​

Impact op de prestaties: een passende hoeveelheid molybdeen kan de uitgebreide prestaties van de rollen verbeteren, met name hun prestatiestabiliteit in omgevingen op hoge temperatuur. Vanwege de segregatie -neiging van molybdeen moet de verdeling ervan in de rollen echter strikt worden gecontroleerd om de uniformiteit van de rolprestaties te waarborgen. ​

4. Productieproces van gietijzeren rollen

(1) Castingproces

Metalen schimmelgieten: koud-geharde gietijzeren broodjes en enkele oneindig koud-geharde gietijzeren broodjes worden vaak gegoten door metalen schimmelgieten. Tijdens het gietproces zorgt het snelle koeleffect van de metalen vorm ervoor dat het oppervlak van de rol snel afkoelt, waardoor de vereiste witte gegoten of ontpit structuur wordt gevormd. Door parameters zoals de temperatuur van de metalen vorm, de dikte van de coating en de giettemperatuur en snelheid van het gesmolten ijzer te regelen, kunnen de microstructuur en eigenschappen van de werklaag van de rollen nauwkeurig worden geregeld.
​
Zandgieten: voor sommige rollen die relatief lage vereisten hebben voor oppervlaktehardheid en een hogere taaiheid behoeven, zoals semi-gekweekte gietijzeren broodjes, kan zandgieten worden aangenomen. Het toevoegen van een geschikte hoeveelheid vormzand en koelijzer aan de zandvorm kan de koelsnelheid van verschillende delen van de rollen aanpassen, waardoor de rollen een geschikte hardheidsverdeling en microstructuur kunnen bereiken. ​

Samengestelde casting: het samengestelde gietproces wordt gebruikt om samengestelde gietijzeren rollen te produceren. Door opeenvolgende gesmolten ijzer met verschillende samenstellingen te gieten, hebben de rollen werklagen en kernen met verschillende eigenschappen. Giet bijvoorbeeld eerst het kernmateriaal en giet vervolgens het werklaagmateriaal met een hoge hardheid en slijtvastheid op het oppervlak, zodat de rol zowel goede taaiheid als oppervlakte -eigenschappen heeft.
​
(2) Warmtebehandelingsproces

Verzekeringen: gloeiende behandeling kan de interne stress die wordt gegenereerd tijdens het gietproces van de rollen elimineren en de microstructuur en eigenschappen van de rollen verbeteren. Door de rol gedurende een bepaalde periode op een bepaalde periode vast te houden, wordt de interne structuur gehomogeniseerd, wordt de hardheid verminderd, wordt de taaiheid verbeterd en worden er voorbereidingen getroffen voor latere verwerking en gebruik. ​

De behandeling normaliseren: het normaliseren van de behandeling kan de korrels van de rollen verfijnen, waardoor hun sterkte en hardheid wordt verbeterd. Verwarm de rollen boven de kritieke temperatuur, houd ze een bepaalde periode vast en koel ze vervolgens in de lucht om een ​​uniforme pearliet- of bainietstructuur voor de rollen te verkrijgen, waardoor hun algehele prestaties worden verbeterd. ​

Behandeling en temperen: voor sommige rollen die een hogere hardheid en slijtvastheid vereisen, kan een blus- en temperatuurbehandeling worden uitgevoerd. Uitdoving begiftigt het oppervlak van de rollen met een martensitische structuur, waardoor de hardheid aanzienlijk wordt verbeterd. De martensitische structuur is echter relatief bros, dus de behandeling van temperten is noodzakelijk om de balans tussen hardheid en taaiheid aan te passen, blussende stress te elimineren en de levensduur van de rollen te vergroten. ​

5. Onderhoud en verzorging van gietijzeren broodjes
​
(1) Dagelijkse inspectie

Oppervlakte -inspectie: controleer regelmatig het oppervlak van de rollen op defecten zoals scheuren, afpanden en slijtage. Door visuele inspectie en het gebruik van niet-destructieve testapparatuur zoals ultrasone foutdetectoren en magnetische deeltjesfoutdetectoren, kunnen potentiële problemen tijdig worden geïdentificeerd en kunnen overeenkomstige maatregelen worden genomen om ze te repareren of te vervangen. ​

Dimensionale inspectie: meet de diameter, cilindriciteit en andere dimensionale parameters van de rollen om ervoor te zorgen dat ze zich binnen het gespecificeerde tolerantiebereik bevinden. Overmatige dimensionale afwijkingen kunnen de nauwkeurigheid van opgerolde producten beïnvloeden. Daarom moeten een zodra dimensionale afwijkingen zijn gedetecteerd, tijdige aanpassingen of reparaties worden gedaan. ​

(2) smering en koeling

Smeer: ​​tijdens het rollende proces moeten, om de wrijving tussen de rollen en het gerolde materiaal te verminderen en slijtage te minimaliseren, geschikte smeermiddelen worden gebruikt. Selecteer smeermiddelen met goede smeerprestaties, extreme drukweerstand en oxidatieweerstand, en zorgen ervoor dat ze gelijkmatig op het oppervlak van de rollen worden verdeeld. Inspecteer regelmatig het voedingssysteem van smeermiddelen om de normale werking te garanderen. ​

Koeling: effectieve koeling is cruciaal voor het verlagen van de temperatuur van de rollen en het voorkomen van thermische vermoeidheid. Zorg ervoor dat de normale werking van het koelsysteem het vuil en de onzuiverheden in de koelwaterpijpleidingen onmiddellijk schoonmaakt en garandeert dat de stroomsnelheid en temperatuur van het koelwater aan de vereisten voldoen. Ondertussen moeten de spuithoek en de positie van het koelwater redelijkerwijs worden aangepast om een ​​uniforme koeling van het oppervlak van de rollen te garanderen. ​

(3) Opslag en behandeling

Opslag: bewaar de rollen in een droge en goed geventileerde omgeving om te voorkomen dat ze vochtig worden en roesten. Voor rollen die lange tijd niet zijn gebruikt, moet de behandeling met anti-w -rust worden uitgevoerd, zoals het aanbrengen van anti-rustolie en inpakken met anti-rust-papier. Tegelijkertijd moet de aandacht worden besteed aan de opslagmethode om te voorkomen dat de rollen worden geperst of in botsing worden geperst, wat schade kan veroorzaken. ​

Handeling: bij het hanteren van rollen, moeten speciale hanteringsapparatuur zoals kranen en vorkheftrucks worden gebruikt en het is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de belastingdragende capaciteit van de apparatuur voldoende is. Tijdens het hanteringsproces, handel met zorg ervoor dat de rollers botsen met andere objecten, waardoor oppervlakteschade en interne structurele schade worden voorkomen. ​

6. Conclusie

Gietijzeren rollen, als de kerncomponenten in het rollende proces, zijn hun prestaties direct gerelateerd aan de kwaliteit van opgerolde producten en productie -efficiëntie. Door de kenmerken van verschillende soorten gietijzeren rollen te begrijpen, is de invloed van legeringselementen op hun prestaties, productieprocessen en onderhoudsmethoden mogelijk om gietijzeren rollen beter te selecteren en te gebruiken, hun voordelen volledig te spelen en het algemene niveau van het rolproces te verbeteren. Met de voortdurende vooruitgang van technologie verbeteren de prestaties en kwaliteit van gietijzeren rollen ook constant. In de toekomst wordt verwacht dat ze in een breder scala aan gebieden worden toegepast en grotere bijdragen leveren aan de ontwikkeling van de metaalverwerkingsindustrie.