Rolling Mill Rolls: Jenis, Bahan dan Panduan Pemilihan

Rolling mill gulung adalah komponen kerja teras mana-mana kilang penggelek, membentuk logam secara langsung dengan menggunakan daya mampatan apabila bahan melepasi antara mereka. Memilih bahan gulungan, kekerasan dan profil yang betul ialah salah satu keputusan paling kritikal yang mempengaruhi kualiti produk, kecekapan kilang dan kos operasi. Sama ada anda memproses papak keluli, kepingan aluminium atau rod tembaga, prestasi gulungan menentukan segala-galanya daripada kemasan permukaan hingga ketepatan dimensi.

Apakah Rolling Mill Rolls?

Rolling mill roll ialah alat silinder yang dipasang secara berpasangan atau set dalam dirian kilang gelek. Apabila bahan kerja logam melepasi antara gulungan berputar, jurang di antara mereka - dipanggil pas roll - mengurangkan ketebalan bahan atau membentuk keratan rentasnya. Gulung mesti menahan tekanan mampatan yang sangat besar, kitaran haba dan haus kasar secara serentak.

Gulungan standard terdiri daripada tiga bahagian utama: yang tong (permukaan kerja yang menyentuh logam), yang leher (zon sentuhan galas), dan goyah atau hujung pemanduan (di mana tork dihantar). Dimensi gulungan sangat berbeza-beza — daripada gulungan kilang kelompok kecil di bawah diameter 50 mm kepada gulungan pecahan besar melebihi diameter 1,500 mm yang digunakan dalam kilang jalur panas.

Jenis Utama Rolling Mill Rolls

Gulung dikelaskan mengikut kedudukannya dalam kilang, fungsinya, dan produk yang diproses. Memahami kategori ini membantu dalam menentukan gulungan yang betul untuk setiap aplikasi.

Mengikut Kedudukan Kilang

• Gulungan Kerja: Hubungi langsung logam. Memerlukan kekerasan permukaan yang tinggi, biasanya 65–85 Shore C (HSC), dan kemasan permukaan licin.
• Gulungan Sandaran: Menyokong gulungan kerja dan mengelakkan pesongan di bawah beban bergolek. Berdiameter lebih besar, utamakan keliatan daripada kekerasan.
• Gulung Perantaraan: Digunakan dalam kilang kluster 6-tinggi atau 20-tinggi antara gulungan kerja dan sandaran untuk menghantar daya dan mengawal kerataan jalur.

Dengan Proses Rolling

• Gulung Gulungan Panas: Beroperasi pada suhu jalur 900–1,200°C. Mesti menahan kejutan haba dan penskalaan pengoksidaan.
• Gulungan Guling Sejuk: Memerlukan permukaan tong ultra licin (Ra ≤ 0.1 µm untuk kilang pas kulit) dan kekerasan yang konsisten untuk mengekalkan ketepatan tolok.
• Gulungan Bahagian dan Rod Mill: Menampilkan profil laras beralur untuk membentuk bar, rod dawai, rel atau bahagian struktur.

Bahan Gulung dan Ciri Prestasinya

Pemilihan bahan untuk rolling mill gulung secara langsung mengawal hayat haus, kualiti permukaan yang dihantar ke produk, dan ketahanan terhadap keletihan terma dan mekanikal. Bahan gulung yang paling biasa diringkaskan di bawah.

Gulungan Keluli Berkelajuan Tinggi telah menjadi pilihan yang dominan untuk tempat penamat kilang jalur panas kerana mereka boleh melancarkan sehingga 3–5 kali lebih banyak tan bagi setiap kempen berbanding dengan gulungan ICCI tradisional, dengan ketara mengurangkan kekerapan perubahan gulungan dan masa tidak berfungsi.

Faktor Utama Yang Menyebabkan Kehausan dan Kegagalan Gulungan

Kemerosotan gulungan tidak dapat dielakkan, tetapi kadar dan cara pemakaian boleh diuruskan. Mekanisme haus utama dalam rolling mill rolls termasuk:

• Haus kasar: Disebabkan oleh zarah berskala keras yang tertanam dalam stok canai. Biasa dalam rolling panas, di mana skala kilang boleh mencapai kekerasan 1,200 HV.
• Keletihan terma (pecah api): Pemanasan dan penyejukan berulang permukaan gulungan menghasilkan rekahan permukaan halus, akhirnya membawa kepada spalling. Aliran air penyejuk yang tidak mencukupi adalah punca utama.
• Keletihan mekanikal: Tekanan sentuhan kitaran yang tinggi, terutamanya dalam gulungan sandaran, menyebabkan perambatan retak bawah permukaan. Tegasan sentuhan dalam gulungan sandaran kilang jalur panas yang besar boleh melebihi 800 MPa di bawah beban bergolek penuh.
• Haus pelekat (pengambilan): Bahan daripada stok canai melekat pada permukaan gulungan, merendahkan kualiti permukaan. Terutamanya bermasalah dalam rolling sejuk aluminium.
• Spalling: Kehilangan serpihan permukaan yang besar secara tiba-tiba, selalunya disebabkan oleh kecacatan bawah permukaan, pengisaran yang tidak betul, atau penggulungan yang melepasi had kehausan selamatnya.

Data industri menunjukkan bahawa kegagalan berkaitan roll menyumbang 15–25% daripada masa henti yang tidak dirancang dalam kilang rolling panas , menjadikan pemantauan keadaan roll dan pengurusan roll yang berdisiplin penting untuk produktiviti kilang.

Pengisaran Roll: Mengekalkan Kualiti Permukaan dan Profil

Di antara kempen rolling, gulungan haus dikisar semula di kedai pengisar gulungan untuk memulihkan kualiti permukaan dan membetulkan profil tong. Ini adalah salah satu operasi penyelenggaraan yang paling penting dalam mana-mana kilang bergolek.

Elaun Pengisaran dan Hidup Gulung

Setiap gulungan mempunyai diameter selamat minimum yang ditentukan. Untuk gulungan kerja kilang jalur panas biasa dengan diameter awal 750 mm, elaun pengisaran yang boleh digunakan mungkin 75–100 mm, membenarkan 30–50 kitaran pengisaran sebelum gulungan dibuang. Meminimumkan penyingkiran stok setiap kisar — ​​sambil membuang sepenuhnya semua kerosakan permukaan — secara langsung memanjangkan jumlah hayat gulungan dan mengurangkan kos setiap tan digulung.

Kawalan Mahkota dan Profil

Profil tong gulung (mahkota) sengaja dikisar ke dalam gulungan kerja dan sandaran untuk mengimbangi pesongan elastik dan pengembangan terma semasa bergolek. Gulungan kerja kilang jalur panas biasa boleh dikisar dengan mahkota positif 0.1–0.3 mm untuk memastikan kerataan jalur seragam merentasi lebar. Pengisaran mahkota yang tidak betul adalah punca utama kecacatan kerataan jalur dan gelombang tepi.

Cara Memilih Gulungan yang Tepat untuk Permohonan Anda

Pemilihan gulungan hendaklah berdasarkan penilaian berstruktur beberapa pembolehubah operasi. Kriteria berikut adalah yang paling menentukan:

1. Suhu bergolek: Gulungan panas melebihi 700°C memerlukan bahan dengan rintangan kejutan haba yang tinggi (cth., ICCI, HSS). Gulungan sejuk memerlukan kekerasan maksimum dan keupayaan kemasan permukaan.
2. Bahan yang digulung: Keluli tahan karat yang keras memerlukan gulungan yang lebih keras daripada aluminium lembut. Bahan kasar dengan skala permukaan memerlukan gred kalis haus yang lebih tinggi.
3. Beban bergolek dan jenis kilang: Kilang tandem beban tinggi memerlukan gulungan dengan kekuatan keletihan yang tinggi. Kilang kluster menggunakan gulungan berdiameter kecil yang mesti mempunyai kekerasan yang melampau untuk menahan pesongan.
4. Kemasan permukaan yang diperlukan pada produk: Skin-pass dan temper mill menuntut gulungan dengan nilai Ra di bawah 0.1 µm untuk produk kemasan yang cerah. Gulungan bertekstur (EDT atau shot-blast) digunakan untuk kepingan automotif yang memerlukan kekasaran khusus untuk lekatan cat.
5. Panjang kempen dan kekerapan perubahan gulungan: Di mana kempen yang panjang diperlukan untuk produktiviti, HSS atau gulungan berkrom tinggi lebih diutamakan walaupun kos permulaan yang lebih tinggi kerana jumlah kos bagi setiap tan adalah lebih rendah.

Penanda aras yang berguna: dalam kilang jalur panas, beralih daripada ICCI kepada gulungan kerja HSS biasanya mengurangkan penggunaan gulungan sebanyak 40–60% dan meningkatkan kualiti permukaan pada jalur siap, menjadikan pelaburan sangat kos efektif dalam operasi volum tinggi.

Amalan Terbaik Pengurusan Roll

Gulungan yang terbaik pun akan berprestasi rendah tanpa sistem pengurusan gulungan yang berdisiplin. Amalan utama yang diikuti oleh kilang terkemuka termasuk:

• Menjejak sejarah gulungan secara elektronik — merekodkan setiap kempen, pengisaran dan hasil pemeriksaan untuk mengenal pasti corak haus dan mengoptimumkan kitaran pengisaran.
• Menggunakan ujian ultrasonik (UT) dan pemeriksaan arus pusar untuk mengesan keretakan bawah permukaan sebelum spalling berlaku.
• Mengekalkan kadar aliran dan kualiti air penyejukan yang ketat — air penyejuk yang tercemar atau tidak mencukupi adalah pemacu utama keretakan keletihan terma dalam rolling panas.
• Menetapkan had haus maksimum yang dibenarkan bagi setiap kempen dan menguatkuasakannya — menjalankan roll kerja melebihi had haus selamatnya secara eksponen meningkatkan risiko spalling.
• Memadankan gulungan dengan betul: gulungan kerja dengan diameter dan kekerasan yang sepadan hendaklah dipasangkan untuk mengelakkan pengagihan beban yang tidak sekata dan haus sebelah.

Kilang yang melaksanakan program pengurusan gulungan berstruktur biasanya melaporkan Pengurangan 10–20% dalam kos penggunaan gulungan dan peningkatan yang boleh diukur dalam kualiti permukaan produk tanpa pelaburan modal dalam peralatan baharu.

Kesimpulan

Rolling mill roll ialah alat ketepatan, bukan bahan habis pakai mudah. Gabungan bahan gulungan, profil kekerasan, amalan pengisaran dan pengurusan operasi yang betul menentukan kedua-dua kualiti produk dan kos rolling lebih daripada hampir mana-mana pembolehubah lain dalam operasi kilang. HSS dan seterika berkrom tinggi mendominasi aplikasi menuntut moden kerana hayat hausnya yang unggul, manakala keluli tempa kekal tidak boleh digantikan di mana keliatan adalah yang paling utama. Melabur dalam spesifikasi gulungan yang betul, pengisaran yang berdisiplin dan penjejakan gulungan yang sistematik memberi pulangan dengan cepat — biasanya dalam beberapa bulan dalam operasi volum tinggi.