رول های فولادی پرسرعت: راهنمای عملکرد، درجه ها و انتخاب

زمان خرابی تعویض رول برای عملیات نورد گرم بیش از زمان هزینه دارد - هر توقف برنامه ریزی نشده به توان، نیروی کار و کیفیت محصول می خورد. این دلیل واقعی است که رول‌های فولادی پرسرعت به انتخاب پیش‌فرض برای پایانه‌های تکمیلی و تکمیلی در سراسر جهان تبدیل شده‌اند. آنها نسبت به رول های چدن معمولی در هر شیار به طور قابل توجهی بیشتر دوام می آورند و اعداد آن را تأیید می کند: یک شیار روی یک رول HSS می تواند کار کند. 3 تا 5 برابر تناژ فولاد در مقایسه با رول های با نیکل کروم بالا، به طور مستقیم به وقفه های کمتر و مصرف رول کمتر در هر تن خروجی تبدیل می شود.

چه چیزی فولاد پرسرعت را متفاوت می کند

مزیت عملکرد از سطح شیمی شروع می شود. رول‌های HSS حاوی ترکیبی از عناصر آلیاژی مهندسی شده - کربن (1.50-2.20٪)، کروم (3.00-8.00٪)، مولیبدن (2.00-8.00٪)، وانادیم (2.00-9.00٪) و تنگستن (حداکثر 8.00 درصد میکروسکوپ MC) هستند که دارای ساختار میکروسکوپی هستند. M2C. این کاربیدها سخت‌تر از هر چیزی است که در چدن استاندارد تشکیل می‌شود، و از طریق یک زمینه مارتنزیتی که در برابر سایش و تغییر شکل تحت بار مقاومت می‌کند، توزیع می‌شوند.

ویژگی مهمی که HSS را از مواد رول قدیمی جدا می کند این است سختی قرمز - توانایی حفظ سختی در دماهای بالا. در یک محیط نورد گرم، سطوح رول به طور مرتب با فولاد در دمای 900 درجه سانتیگراد و بالاتر تماس می گیرند. رول های معمولی تحت این بار حرارتی نرم می شوند و سایش شیار را تسریع می کنند. رول‌های HSS سختی سطح خود را در کل لایه کاری حفظ می‌کنند، به این معنی که ویژگی‌های سایش در عمق تقریباً با ویژگی‌های سطح یکسان است. هیچ "غافلگیری هسته نرم" وجود ندارد زیرا شیار فرسوده می شود.

سختی معمولاً از HSD 75 تا 95 برای گریدهای استاندارد HSS متغیر است، با انواع فولادهای نیمه‌سرعت (S-HSS) که به HSD 80-98 برای کاربردهایی که الزامات پرداخت سطح به‌ویژه نیاز دارند، می‌رسند. یک فیلم اکسید نازک و متراکم که بر روی سطح رول تحت شرایط خنک کننده مناسب تشکیل می شود، اصطکاک را کاهش می دهد و به عنوان یک مانع حرارتی طبیعی در طول عبور نورد عمل می کند.

جایی که رول های HSS استفاده می شود

رول های HSS یک راه حل یکسان نیستند - استقرار آنها در جایی متمرکز می شود که نرخ سایش بالاترین است و کیفیت سطح بیشترین اهمیت را دارد. زمینه های کاربردی اولیه عبارتند از:

• غرفه های تکمیل و پیش تکمیل کارخانه های نورد میله ای - در جایی که ابعاد سهام نورد قفل شده و عیوب سطحی غیرقابل قبول است
• رول کار نوار داغ - به‌ویژه قسمت پایانی آسیاب‌های نوار داغ پیوسته، که در آن دقت سنج و کیفیت سطح نوار باعث پذیرش مشتری می‌شود.
• پایه های پیش تکمیل میله سیمی - آسیاب های سیمی با سرعت بالا که سرعت سطح را تا حد مواد رول معمولی فشار می دهند
• آسیاب های مقطع و آسیاب های جهانی - فولاد زاویه‌دار، فولاد کانال و پروفیل‌های مشابه که در آن هندسه‌های شیار پیچیده باید از طریق کمپین‌های طولانی تحمل داشته باشند.

برای کاربردهای آسیاب میله ای، رول های HSS با محدوده قطر بشکه Ø300-700mm و سختی HSD 75-95 مشخصات استاندارد هستند. درجه S-HSS، با ترکیب اصلاح شده (C: 0.60-1.20٪، کاهش وانادیوم و تنگستن)، تعادلی بین چقرمگی مورد نیاز برای کار با نوار داغ و مقاومت سایشی مورد نیاز برای پایه های تکمیلی با خروجی بالا ارائه می دهد.

HSS در مقابل چدن: معامله عملیاتی

تیم‌های تدارکات گاهی در قیمت واحد رول‌های HSS در مقایسه با جایگزین‌های چدن داکتیل تردید دارند. این تردید زمانی که محاسبه از هزینه هر رول به هزینه هر تن نورد تغییر می کند، از بین می رود. کارخانه ای که پنج رول چدن داکتیل را در مدت زمان ماندگاری یک رول HSS مصرف می کند، در هزینه صرفه جویی نمی کند - پنج برابر هزینه تعویض رول، پنج برابر هزینه سنگ زنی مجدد کارگاه، و پذیرش پنج اختلال در ریتم نورد که در زمان بندی پایین دست موج می زند، پرداخت می کند.

مزیت سختی پذیری به ویژه در مراحل بعدی عمر کمپین رول اهمیت دارد. از آنجایی که سختی HSS به سختی از سطح به داخل لایه کار می‌افتد، هر چرخه آسیاب مجدد سطح تازه‌ای با ویژگی‌های عملکرد تقریباً یکسان را نشان می‌دهد. آسیاب‌ها می‌توانند برنامه‌های آسیاب خود را با اطمینان برنامه‌ریزی کنند، نه مدیریت عملکرد غیرقابل پیش‌بینی ناشی از رول‌هایی که مشخصات سختی آن‌ها با عمق کم می‌شود.

انتخاب نمره مناسب

دو گرید اولیه اکثر نیازهای کارخانه نورد را پوشش می دهند. HSS استاندارد برای تکمیل میله، پیش تکمیل سیم و کاربردهای آسیاب مقطعی که محتوای آلیاژ بالا و محدوده سختی وسیع (HSD 75-95) اولویت دارند، مناسب است. S-HSS رول های کار نوار داغ را هدف قرار می دهد و در جایی می ایستد که چقرمگی اهمیت بیشتری دارد - محتوای کربن و وانادیوم کمتر مقاومت در برابر ترک های حرارتی را بهبود می بخشد و در عین حال عمر سایش قابل توجهی بهتری نسبت به جایگزین های چدن ارائه می دهد.

انتخاب عنصر آلیاژی در خانواده HSS نیز اهمیت دارد. تنگستن و مولیبدن سخت ترین کاربیدها را تشکیل می دهند. وانادیوم اندازه دانه را اصلاح می کند و مقاومت در برابر سایش را افزایش می دهد. کروم سختی پذیری و مقاومت در برابر خوردگی را در محیط های آسیاب مرطوب بهبود می بخشد. رول‌هایی با وانادیوم بالاتر (به سمت حد بالایی 9٪) معمولاً برای ساینده‌ترین کاربردها مشخص می‌شوند، در حالی که رول‌هایی که تنگستن بالا دارند در غرفه‌هایی با چرخه حرارتی شدید کار می‌کنند.

برای آسیاب هایی که در حال حاضر از رول های چدن داکتیل یا رول های با Ni-Cr بالا در موقعیت های نهایی استفاده می کنند، یک مشخصات رول HSS سفارشی مطابق با مواد نورد خاص، موقعیت ایستاده و پیکربندی خنک کننده بهترین بازده را ارائه می دهد. یک درجه عمومی HSS که بدون زمینه کاربردی اعمال می شود، عملکرد قابل توجهی را روی میز باقی می گذارد.

روش های بازرسی و نگهداری

HSS به تعمیر و نگهداری ساختاریافته پاداش می دهد. تشخیص نقص اولتراسونیک بین کمپین‌ها، خستگی زیرسطحی را قبل از انتشار به سطح می‌گیرد و باعث خرابی‌های غیرمنتظره می‌شود. بررسی‌های ابعادی پس از هر بار خرد کردن مجدد تأیید می‌کند که پروفیل رول هنوز در محدوده تحمل قرار می‌گیرد - سختی ثابت HSS از طریق لایه کار به این معنی است که سایش شیار نسبت به مواد نرم‌تر یکنواخت‌تر و قابل پیش‌بینی‌تر است و ارزیابی ابعادی را ساده‌تر می‌کند.

عملکرد سیستم خنک کننده مستقیماً بر عمر رول HSS تأثیر می گذارد. لایه اکسید محافظی که اصطکاک را کاهش می دهد و به عنوان یک سپر حرارتی عمل می کند، تنها زمانی به شکل قابل اعتمادی شکل می گیرد که سرعت جریان و پوشش آب خنک کننده در حد استاندارد حفظ شود. آسیاب هایی که خنک سازی را به عنوان یک معیار صرفه جویی در انرژی کاهش می دهند، اغلب کاهش های نامتناسبی در طول کمپین رول مشاهده می کنند - لایه اکسید تحت شوک حرارتی شکسته می شود و سایش سرعت می گیرد.

جفت شده با a حلقه رول فولادی با سرعت بالا در موقعیت های قابل اجرا، و پشتیبانی شده توسط گریدهای رول فولادی ریختگی مکمل در غرفه‌های خشن، یک برنامه HSS مشخص، مصرف کل رول را کاهش می‌دهد، زمان‌بندی تولید را هموار می‌کند و به طور مداوم کیفیت سطحی را که پردازنده‌های پایین دست و مشتریان نهایی انتظار دارند، ارائه می‌کند.