رول های آسیاب نورد: انواع، مواد و راهنمای انتخاب

رول های آسیاب نورد اجزای اصلی کار هر آسیاب نورد هستند که مستقیماً با اعمال نیروی فشاری در هنگام عبور مواد از بین آنها، فلز را شکل می دهند. انتخاب مواد رول، سختی و پروفیل مناسب یکی از حیاتی ترین تصمیماتی است که بر کیفیت محصول، راندمان آسیاب و هزینه عملیاتی تاثیر می گذارد. چه در حال پردازش دال های فولادی، ورق آلومینیومی یا میله های مسی باشید، عملکرد رول همه چیز را از پرداخت سطح تا دقت ابعاد تعیین می کند.

رول های آسیاب نورد چیست؟

رول‌های آسیاب نورد ابزارهای استوانه‌ای هستند که به صورت جفت یا مجموعه‌ای در یک پایه آسیاب نورد نصب می‌شوند. همانطور که قطعات کار فلزی از بین رول‌های دوار عبور می‌کنند، شکاف بین آن‌ها - که پاس رول نامیده می‌شود - ضخامت ماده را کاهش می‌دهد یا سطح مقطع آن را شکل می‌دهد. رول ها باید تنش فشاری زیاد، چرخه حرارتی و سایش ساینده را به طور همزمان تحمل کنند.

یک رول استاندارد از سه بخش اصلی تشکیل شده است: بشکه (سطح کاری که با فلز تماس دارد)، گردن (منطقه تماس بلبرینگ)، و wobblers یا درایو پایان (جایی که گشتاور منتقل می شود). ابعاد رول بسیار متفاوت است - از رول های آسیاب خوشه ای کوچک با قطر کمتر از 50 میلی متر تا رول های شکسته بزرگ با قطر بیش از 1500 میلی متر که در آسیاب های نوار داغ استفاده می شود.

انواع اصلی رول آسیاب نورد

رول ها بر اساس موقعیت آنها در آسیاب، عملکرد آنها و محصولی که پردازش می کنند طبقه بندی می شوند. درک این دسته بندی ها به تعیین رول صحیح برای هر برنامه کمک می کند.

با موقعیت آسیاب

• رول های کاری: مستقیماً با فلز تماس بگیرید. به سختی سطح بالا، معمولاً 65-85 Shore C (HSC) و سطح صاف نیاز دارد.
• رول های پشتیبان: رول های کار را پشتیبانی کنید و از انحراف در زیر بار نورد جلوگیری کنید. قطر بزرگتر، چقرمگی را بر سختی اولویت دهید.
• رول های میانی: در آسیاب های خوشه ای با ارتفاع 6 یا 20 بین رول های کار و پشتیبان برای انتقال نیرو و کنترل صافی نوار استفاده می شود.

با فرآیند نورد

• رول های نورد داغ: در دمای نوار 900-1200 درجه سانتیگراد کار کنید. باید در برابر شوک حرارتی و پوسته پوسته شدن اکسیداسیون مقاومت کند.
• رول نورد سرد: برای حفظ دقت گیج، به سطوح بشکه ای بسیار صاف (Ra ≤ 0.1 میکرومتر برای آسیاب های پوسته گذر) و سختی ثابت نیاز دارید.
• رول های آسیاب بخش و میله: دارای پروفیل های بشکه شیاردار برای شکل دادن به میله ها، میله های سیم، ریل ها یا بخش های ساختاری.

مواد رول و ویژگی های عملکرد آنها

انتخاب مواد برای رول های آسیاب نورد مستقیماً بر عمر سایش، کیفیت سطح تحویل به محصول و مقاومت در برابر خستگی حرارتی و مکانیکی نظارت می کند. رایج ترین مواد رول در زیر خلاصه شده است.

رول های فولادی با سرعت بالا به انتخاب غالب برای پایه های تکمیل آسیاب نوار داغ تبدیل شده اند زیرا آنها می توانند تا 3 تا 5 برابر بیشتر تناژ در هر کمپین در مقایسه با رول های ICCI سنتی رول کنند، که به طور قابل توجهی فرکانس تغییر رول و زمان خرابی آسیاب را کاهش می دهد.

عوامل کلیدی که باعث سایش و شکست رول می شوند

تخریب رول اجتناب ناپذیر است، اما میزان و نحوه سایش را می توان مدیریت کرد. مکانیسم های سایش اصلی در رول های آسیاب نورد عبارتند از:

• سایش ساینده: ناشی از ذرات رسوب سختی است که در انبار نورد جاسازی شده است. معمول در نورد گرم، جایی که مقیاس آسیاب می تواند به سختی 1200 HV برسد.
• خستگی حرارتی (ترک ناشی از آتش): گرم کردن و خنک کردن مکرر سطح رول باعث ایجاد ترک های ریز سطحی می شود که در نهایت منجر به پوسته شدن می شود. جریان ناکافی آب خنک کننده یکی از دلایل اصلی است.
• خستگی مکانیکی: تنش تماس چرخه ای بالا، به ویژه در رول های پشتیبان، باعث انتشار ترک های زیرسطحی می شود. تنش های تماس در رول های پشتیبان آسیاب نوار داغ می تواند بیش از 800 مگاپاسکال باشد تحت بار نورد کامل
• سایش چسب (پیک آپ): مواد حاصل از مواد نورد به سطح رول می‌چسبند و کیفیت سطح را کاهش می‌دهند. به خصوص در نورد سرد آلومینیوم مشکل ساز است.
• پاره شدن: از دست دادن ناگهانی قطعات بزرگ سطح، اغلب در نتیجه نقص زیرسطحی، سنگ زنی نامناسب، یا اجرای یک رول فراتر از حد سایش ایمن آن.

داده های صنعت نشان می دهد که خرابی های مربوط به رول 15 تا 25 درصد از خرابی های برنامه ریزی نشده در کارخانه های نورد گرم را تشکیل می دهند. ، نظارت بر وضعیت رول و مدیریت منظم رول را برای بهره وری آسیاب ضروری می کند.

سنگ زنی رول: حفظ کیفیت و مشخصات سطح

بین کمپین های نورد، رول های فرسوده در یک کارگاه آسیاب رول مجدداً آسیاب می شوند تا کیفیت سطح را بازیابی کرده و مشخصات بشکه را اصلاح کند. این یکی از مهمترین عملیات تعمیر و نگهداری در هر کارخانه نورد است.

کمک هزینه سنگ زنی و زندگی رول

هر رول دارای حداقل قطر ایمن تعریف شده است. برای یک رول کار آسیاب نوار داغ معمولی با قطر اولیه 750 میلی‌متر، مقدار مجاز آسیاب قابل استفاده ممکن است 75 تا 100 میلی‌متر باشد که اجازه می‌دهد 30 تا 50 چرخه آسیاب قبل از از بین رفتن رول انجام شود. به حداقل رساندن حذف ذخایر در هر آسیاب - در حالی که تمام آسیب های سطحی را کاملاً از بین می برد - به طور مستقیم طول عمر رول را افزایش می دهد و هزینه هر تن نورد را کاهش می دهد.

کنترل تاج و نمایه

پروفیل بشکه رول (تاج) به طور عمدی در رول های کار و پشتیبان آسیاب می شود تا انحراف الاستیک و انبساط حرارتی در طول نورد جبران شود. یک رول معمولی آسیاب نوار داغ ممکن است با روکش مثبت 0.1-0.3 میلی متر آسیاب شود تا از صافی یکنواخت نوار در عرض اطمینان حاصل شود. سنگ زنی نادرست تاج یکی از دلایل اصلی نقص صافی نوار و موج لبه است.

نحوه انتخاب رول مناسب برای برنامه شما

انتخاب رول باید بر اساس ارزیابی ساختاری از چندین متغیر عملیاتی باشد. معیارهای زیر تعیین کننده ترین هستند:

1. دمای نورد: نورد گرم بالای 700 درجه سانتیگراد به موادی با مقاومت شوک حرارتی بالا نیاز دارد (مانند ICCI، HSS). نورد سرد به حداکثر سختی و قابلیت پرداخت سطح نیاز دارد.
2. مواد در حال نورد: فولاد ضد زنگ سخت به رول های سخت تری نسبت به آلومینیوم نرم نیاز دارد. مواد ساینده با مقیاس سطحی نیاز به درجه های مقاوم در برابر سایش بالاتری دارند.
3. بار نورد و نوع آسیاب: آسیاب های پشت سر هم با بار بالا به رول هایی با مقاومت خستگی بالا نیاز دارند. آسیاب های خوشه ای از رول هایی با قطر کوچک استفاده می کنند که برای مقاومت در برابر انحراف باید سختی بسیار بالایی داشته باشند.
4. پرداخت سطح مورد نیاز روی محصول: آسیاب‌های پوستی و تمپر رول‌هایی با مقادیر Ra کمتر از 0.1 میکرومتر برای محصولات پرداخت روشن می‌خواهند. رول های بافت دار (EDT یا شات بلاست) برای ورق های خودرویی استفاده می شود که به زبری خاصی برای چسبندگی رنگ نیاز دارند.
5. طول کمپین و دفعات تغییر رول: در مواردی که کمپین‌های طولانی برای بهره‌وری لازم است، رول‌های HSS یا با کروم بالا با وجود هزینه اولیه بالاتر ترجیح داده می‌شوند زیرا هزینه کل هر تن آنها کمتر است.

یک معیار مفید: در آسیاب های نوار داغ، تغییر از ICCI به رول های کاری HSS معمولا مصرف رول را 40 تا 60 درصد کاهش می دهد. و کیفیت سطح روی نوار تمام شده را بهبود می بخشد و سرمایه گذاری را در عملیات های با حجم بالا بسیار مقرون به صرفه می کند.

بهترین شیوه های مدیریت رول

حتی بهترین رول ها بدون سیستم مدیریت رول منظم عملکرد ضعیفی خواهند داشت. شیوه های کلیدی که کارخانه های پیشرو دنبال می کنند عبارتند از:

• ردیابی تاریخچه رول به صورت الکترونیکی - ثبت هر کمپین، آسیاب و نتایج بازرسی برای شناسایی الگوهای سایش و بهینه سازی چرخه سنگ زنی.
• استفاده از تست اولتراسونیک (UT) و بازرسی جریان گردابی برای تشخیص ترک‌های زیرسطحی قبل از ایجاد ریزش.
• حفظ نرخ جریان و کیفیت آب خنک کننده دقیق - آب خنک کننده آلوده یا ناکافی عامل اصلی ترک خوردگی خستگی حرارتی در نورد گرم است.
• تعیین حداکثر حد مجاز سایش در هر کمپین و اجرای آنها - اجرای یک رول کاری فراتر از حد سایش ایمن آن به طور تصاعدی خطر ریزش را افزایش می دهد.
• جفت کردن رول ها به درستی: رول های کاری با قطر و سختی همسان باید جفت شوند تا از توزیع ناهموار بار و سایش یک طرفه جلوگیری شود.

کارخانه هایی که برنامه های مدیریت ساخت یافته رول را اجرا می کنند، معمولا گزارش می دهند کاهش 10-20٪ در هزینه مصرف رول و بهبود قابل اندازه گیری در کیفیت سطح محصول بدون سرمایه گذاری سرمایه در تجهیزات جدید.

نتیجه گیری

رول های آسیاب نورد ابزار دقیقی هستند نه مواد مصرفی ساده. ترکیب مناسب مواد رول، مشخصات سختی، عمل سنگ زنی و مدیریت عملیاتی، هم کیفیت محصول و هم هزینه نورد را تقریباً بیش از هر متغیر دیگری در عملیات آسیاب تعیین می کند. HSS و اتوهای با کروم بالا به دلیل عمر سایش برترشان بر کاربردهای مدرن و پرکاربرد غالب هستند، در حالی که فولاد آهنگری در جایی که چقرمگی در اولویت است، غیرقابل جایگزین باقی می ماند. سرمایه گذاری در مشخصات مناسب رول، سنگ زنی منظم، و ردیابی سیستماتیک رول به سرعت باز می گردد - معمولاً ظرف چند ماه در عملیات های با حجم بالا.