رول فولاد گرافیت: نمرات، خواص و راهنمای انتخاب برای کارخانه های نورد

یک پایه خشن که خیلی سریع از بین می رود نه تنها هزینه های مصرفی را بالا می برد - بلکه کل برنامه کمپین را مختل می کند. برای آسیاب های بخش، آسیاب های شکوفه، و آسیاب های میله ای که کاهش های سنگین را در دماهای بالا انجام می دهند، انتخاب مواد بسیار مهم است. رول فولادی گرافیتی به راه حل ترجیحی برای این موقعیت های سخت تبدیل شده است و دلیل خوبی دارد: ریزساختار آن چندین مشکل را همزمان حل می کند.

چه چیزی فولاد گرافیت را از فولاد ریخته گری استاندارد متمایز می کند

ویژگی تعیین کننده یک رول فولادی گرافیتی وجود ذرات گرافیتی کروی ریز است که در یک زمینه فولادی پرلیتی توزیع شده اند. این اتفاقی نیست - مهندسی شده است. گرافیت به عنوان یک روان کننده جامد عمل می کند، اصطکاک را در سطح رول استک کاهش می دهد و به طور قابل توجهی چسبندگی مقیاس آهن اکسید شده به سطح رول را سرکوب می کند. این به تنهایی عمر شیار را افزایش می دهد و کیفیت سطح محصول نورد را بهبود می بخشد.

فراتر از روانکاری، فاز گرافیت رسانایی حرارتی را افزایش می دهد. گرمای تولید شده در طول نورد با کاهش شدید به طور یکنواخت در سراسر بشکه پخش می شود و گرادیان دمای سطح را کنترل می کند. نتیجه ترک‌های حرارتی کمتر، ابعاد پایدارتر تحت چرخه حرارتی، و الزامات کمتر تهاجمی خنک‌کننده آب است - یک مزیت عملی در آسیاب‌هایی که حجم آب خنک‌کننده محدودیت است.

در مقایسه با رول های نیمه فولادی، خواص مکانیکی مشابه است، اما فولاد گرافیتی به طور معنی داری مقاومت در برابر ترک حرارتی و مقاومت چسبندگی در مقیاس اکسیداسیون را ارائه می دهد. در مقایسه با آهن ندولار پرلیتی، سختی بالاتر و استحکام ساختاری بیشتری را برای کاربردهای شیار عمیق ارائه می دهد.

سه درجه، سه محدوده کاربردی

همه رول های فولادی گرافیتی یکسان نیستند. انتخاب درجه بستگی به موقعیت پایه، کاهش نورد و سختی هدف دارد. جدول زیر ترکیب شیمیایی و محدوده سختی را برای سه گرید تجاری موجود خلاصه می کند:

ترکیب شیمیایی و سختی بر اساس درجه (سری GS). منبع: اطلاعات مشخصات محصول
درجه	ج (%)	Si (%)	کر (%)	نیکل (%)	ماه (%)	سختی (HSD)	برنامه معمولی
GS150	1.40-1.60	1.00-1.70	0.60-1.00	0.20-1.00	0.20-0.50	40-50	بخش آسیاب خشن، نوار داغ نوار لبه رول
GS160	1.50-1.70	0.80-1.50	0.50-1.50	0.20-1.00	0.20-0.80	45-55	آسیاب خشن، آسیاب میله ای و سیمی میانی
GS190	1.80-2.00	0.80-1.50	0.50-2.00	0.60-2.20	0.20-0.80	50-60 / 55-65	غرفه های آسیاب پرشکوفه، زبر سنگین

هر سه گرید در قطر بشکه از Φ400 میلی‌متر تا Φ1400 میلی‌متر تولید می‌شوند که دامنه کامل ابعادی تنظیمات معمولی بخش و آسیاب شکوفه را پوشش می‌دهد. کنترل ناخالصی در سراسر تخته سخت است: P ≤ 0.035٪ و S ≤ 0.030٪ در همه گریدها برای جلوگیری از شکنندگی در مرزهای دانه نگهداری می شود.

تطبیق درجه با وضعیت ایستاده

را رول فولادی گرافیتی GS150 انتخاب درجه اول است: سختی 40-50 HSD به آن چقرمگی کافی برای جذب بارهای ضربه ای معمولی در پایه های زبر می دهد، جایی که کاهش عبور زیاد است و سطح بیلت هنوز به شدت مقیاس است. محتوای کربن نسبتا کمتر آن خطر شکنندگی را پایین نگه می دارد. این به خوبی برای خشن کردن آسیاب، پاس های خشن با نوار داغ و رول های لبه ای مناسب است.

را رول فولادی گرافیتی GS160 تا سختی 45-55 HSD، با سقف کربن کمی بالاتر و محدوده مولیبدن گسترده تر (0.20-0.80٪). افزودن Mo ساختار کاربید را در دماهای بالا تثبیت می کند، و این درجه را برای آسیاب های خشن که در آن بار حرارتی در کارزارهای طولانی تر حفظ می شود، مناسب می کند.

را رول فولادی گرافیتی GS190 دارای بالاترین محتوای کربن (1.80-2.00٪) و وسیع ترین محدوده نیکل (0.60-2.20٪) است که به طور قابل توجهی سختی (تا 65 HSD در مشخصات بالاتر) و چقرمگی را برای نیازهای ترکیبی غرفه های آسیاب شکوفه افزایش می دهد. محتوای نیکل بالاتر، سختی‌پذیری را بهبود می‌بخشد و ماتریس پرلیتی ثابتی را حتی در رول‌های با قطر بزرگ تضمین می‌کند که اندازه بخش بر نرخ خنک‌سازی در طول عملیات حرارتی تأثیر می‌گذارد.

را Role of Alloying Elements

درک اینکه هر عنصر چه نقشی دارد، مقایسه درجه را معنادارتر از بررسی اعداد سختی به تنهایی می کند:

کربن (C): کربن بالاتر حجم فازهای کاربید و گرافیت را افزایش می دهد که سختی را افزایش می دهد اما برای جلوگیری از شکنندگی بیش از حد نیاز به کنترل عملیات حرارتی دقیق تری دارد.
کروم (Cr): باعث افزایش پایداری کاربید، افزایش مقاومت در برابر سایش و بهبود مقاومت در برابر خوردگی در دماهای بالا می شود. محدوده وسیع‌تر کروم GS190 (0.50 تا 2.00 درصد)، بسته به نیازهای کمپین، امکان تنظیم به سمت چقرمگی یا سختی را فراهم می‌کند.
نیکل (Ni): ماتریس را تقویت می کند و سختی پذیری را بهبود می بخشد - برای رول های با قطر بزرگ که در آن هسته باید استحکام کافی را حفظ کند بسیار مهم است. Ni بالا در GS190 چیزی است که به آن درجه اجازه می دهد تا به طور قابل اعتمادی تحت عملیات حرارتی در Φ1000 میلی متر و بالاتر قرار گیرد.
مولیبدن (Mo): ساختار دانه را اصلاح می کند، در برابر نرم شدن در دمای بالا مقاومت می کند و کاربیدها را در طول چرخه حرارتی تثبیت می کند. وجود آن در هر سه درجه، عملکرد ثابت فولاد گرافیتی را در نوسانات گسترده دما در نورد گرم توضیح می دهد.

معیارهای انتخاب عملی

سه سوال در عمل راهنمای انتخاب رول است. اول: نسبت کاهش استند چقدر است؟ موقعیت های زبر با کاهش زیاد با شیارهای عمیق به چقرمگی GS150 یا GS160 نسبت به جایگزین های سخت تر اما شکننده تر نیاز دارند. دوم: شدت چرخه حرارتی چقدر است؟ آسیاب هایی با نورد متناوب و تأخیرهای طولانی بین عبورها چرخه های حرارتی تهاجمی ایجاد می کنند - مزیت رسانایی فولاد گرافیتی در این شرایط بزرگ ترین است. سوم: دمای ورود بیلت چقدر است؟ دمای ورودی آسیاب شکوفه بیش از 1150 درجه سانتیگراد، استرس حرارتی بیشتری را بر روی سطح رول وارد می کند. محتوای آلیاژی پیشرفته GS190 بدون خطر ترک حرارتی که بر مواد درجه پایین‌تر تأثیر می‌گذارد، این کار را انجام می‌دهد.

را full رول فولادی گرافیتی طیف محصولات آسیاب های بخش، آسیاب های میله ای و سیمی، آسیاب های شکوفه، خشن کردن نوار داغ و موقعیت های لبه را پوشش می دهد - اساساً هر دسته ای که در آن چقرمگی و پایداری حرارتی باید وجود داشته باشند. برای خریداران در حال ارزیابی گزینه های رول فولادی ریخته گری در چندین موقعیت آسیاب نگاشت سختی الزامات در برابر موقعیت ایستاده و دمای ورودی تصمیم گیری درجه را به سرعت محدود می کند. هنگامی که بین دو درجه مجاور تردید وجود دارد، گزینه سختی کمتر به طور کلی برای قابلیت اطمینان کمپین ایمن تر است. تفاوت در نرخ سایش متوسط است، اما تفاوت در خطر شکستگی نیست.