Lijevani čelični prstenovi: ključne komponente u industrijskim primjenama

Kao ključna komponenta mnogih mehaničkih oprema u industrijskoj proizvodnji, lijevani čelični prsten igraju nezamjenjivu ulogu u različitim procesima valjanja. Kvaliteta njihovih performansi izravno utječe na kvalitetu proizvoda, učinkovitost proizvodnje i radnu stabilnost opreme. Od prerade metala do proizvodnje građevinskih materijala, u mnogim su se poljima naširoko koristili od lijevanih čeličnih koluta i jedna su od važnih osnovnih komponenti za promicanje razvoja moderne industrije. ​

1. Što je prsten od lijevanog čeličnog kotrljanja? ​

(1) Definicija

Obučeni čelični prsten je komponenta u obliku prstena izrađena od od lijevanog čeličnog materijala, obično se instalira na opremu poput peciva. Materijal od lijevanog čelika je čelični materijal s željezom i ugljikom kao glavne komponente i određene količine legura. Prsten kotrljanja dobiva se postupkom lijevanja kako bi se dobio određeni oblik. U usporedbi s kolutovima od ostalih materijala, prstenovi od lijevanih čeličnih kotrljanja imaju jedinstvene prednosti performansi. ​

(2) Strukturne karakteristike

Obaci od lijevanih čeličnih koluta uglavnom imaju relativno ujednačenu debljinu, a njihovi unutarnji i vanjski promjeri određuju se prema stvarnim korištenim opremi i zahtjevima procesa. Oblik poprečnog presjeka prstena je obično pravokutan, ali u nekim posebnim scenarijima primjene također je dizajniran s posebnom konturom kako bi se ispunili određeni zahtjevi za kotrljanjem. Na primjer, u nekim visokim preciznim procesima kotrljanja, površine unutarnje i vanjskog promjera valjkastih prstena mogu imati posebnu obradu kako bi se osigurala točnost dimenzija i kvaliteta površine tijekom postupka valjanja. ​

2. Karakteristike prstenova od lijevanih čeličnih valjka

(1) visoka snaga i žilavost

Sam materijal od lijevanog čelika ima veliku čvrstoću, što omogućava da prsten od lijevanog čelika izdrži velike sile valjanja bez deformacije ili loma. Istodobno, odgovarajući dodatak legura i razumnog postupka toplinske obrade daju valjak dobru žilavost, tako da može održati strukturni integritet kada je podvrgnut utjecajnim opterećenjima. Ova kombinacija velike snage i žilavosti osigurava stabilan rad valjka u složenim radnim uvjetima. Na primjer, u procesu grubog valjanja velikih čeličnih gredinica i mlinova valjanja željezničke grede, odliveni čelični valjci moraju izdržati ogroman pritisak kotrljanja i sile udara. Njihova visoka snaga i žilavost čine ih kompetentnim za ovaj zadatak. ​

(2) Dobra otpornost na habanje

Tijekom postupka valjanja postoji snažno trenje između valjka i valjanog materijala, pa je otpor habanja jedan od važnih pokazatelja performansi prstena valjka. Obaveni čelični valjci tvore matricu s dobrom otpornošću na habanje optimiziranjem sastava legure i mikrostrukture. Neki od lijevanih čeličnih valjka sadrže i faze jačanja kao što su karbidi s visokom tvrdnjom, što dodatno poboljšava njihovu otpornost na površinsku habanju. U usporedbi s valjkastim prstenima izrađenim od drugih materijala, prstenovi od lijevanih čelika mogu duže vrijeme održavati stabilan rad u istim radnim uvjetima, smanjiti frekvenciju zamjene uzrokovane trošenjem i smanjiti troškove proizvodnje. Na primjer, visoko-kromijski odliveni čelični prstenovi koji se koriste u mlinarskom mlinu za rolanje vruće trake imaju izvrsnu otpornost na habanje i mogu povećati volumen valjanja za više nego dvostruko više od valjka izrađenih od drugih materijala. ​

(3) otpor toplinske pukotine ​

Tijekom postupka valjanja, prsten valjka će se brzo zagrijati zbog kontakta s kotrljanim komadom visoke temperature i brzo će se ohladiti tijekom postupka hlađenja. Ova česta promjena temperature može lako uzrokovati toplinske pukotine u prstenu valjka. Obaveni čelični valjci imaju dobru otpornost na toplinsku pukotinu kroz razumni dizajn legura i postupak toplinske obrade. Na primjer, neki visoki kromi od lijevanih čeličnih prstenova imaju dobru otpornost na termičku pukotinu zbog niskog sadržaja karbida u njihovoj matričnoj strukturi i obogaćivanja kromovih elemenata, što ih čini sposobnim da rade stabilno u visokotemperaturnim okruženjima kao što je stalak za mlino valjanja vrućih traka.

(4) stroj i prilagodljivost

Materijali od lijevanog čelika imaju dobru obradu i mogu se pretvoriti u valjke različitih oblika i veličina kroz različite procese poput lijevanja, kovanja i obrade kako bi se zadovoljile potrebe različite opreme i procesa. Istodobno, prema posebnim zahtjevima za upotrebu, prstenovi valjka sa specifičnim svojstvima mogu se prilagoditi podešavanjem kemijskog sastava i postupka toplinske obrade lijevanog čelika. Na primjer, za neke scenarije primjene s posebnim zahtjevima za tvrdoćom i žilavošću, lijevani čelični valjci mogu postići idealne pokazatelje performansi dodavanjem određenih elemenata legure i optimizacijom postupka toplinske obrade. ​

3. Polja nanošenja koluta od lijevanih čelika

(1) Čelična industrija

Proces vrućeg valjanja: U procesu proizvodnje vruće valjane trake, čelika, šipki i žica, lijevani čelični valjci na široko se koriste u raznim vezama kao što su grubo valjanje, intermedijarno valjanje i završni kotrljanje. U vrućoj valjanoj traci kontinuirano kotrljanje jedinice od lijevanog čeličnog koluta od grubog kotrljanja trebaju izdržati ogromnu kotrljajuću silu i visoku temperaturu. Njihova visoka čvrstoća, otpornost na habanje i otpornost na toplinu pucanja osiguravaju stabilnost postupka valjanja i osiguravaju gredice koje udovoljavaju zahtjevima tolerancije na dimenziju za završnu jedinicu. U valjanju čeličnih dijelova i šipki i žica, visoka preciznost i stabilnost koluta od lijevanih čelika pomažu u osiguravanju točnosti dimenzije i kvalitete površine proizvoda. ​

Proces hladnog kotrljanja: U procesu hladnog kotrljanja bacani čelični valjci također igraju važnu ulogu. Hladno kotrljanje ima izuzetno visoke zahtjeve za kvalitetu površine i dimenzionalnu točnost valjka. Kroz preciznu obradu i posebne postupke toplinske obrade, odliveni čelični valjci mogu udovoljiti zahtjevima procesa hladnog valjanja i osigurati visoku kvalitetu hladno valjanih proizvoda. Na primjer, u proizvodnji hladno valjanih tankih ploča, visoka preciznost i dobra otpornost na valjka od lijevanih čelika čine površinu valjanih tankih ploča glatkama, a dimenzionalna točnost visoka. ​

(2) Industrija građevinskih materijala ​

Proizvodnja cementa: U procesu proizvodnje cementa, od lijevanih čeličnih valjaka koriste se u opremi za mljevenje klinkera od cementa. Mržinje cementnog klinkera zahtijeva veliku silu za mljevenje. Visoka čvrstoća i otpornost na valjke od lijevanih čelika omogućuju im održavanje stabilnog radnog stanja tijekom dugog postupka brušenja, poboljšanje učinkovitosti brušenja i smanjenje troškova održavanja opreme. ​

Proizvodnja stakla: U industriji za proizvodnju stakla, od lijevanih čeličnih valjaka koriste se u opremi za formiranje i preradu stakla. Na primjer, u procesu valjanja stakla, visoka preciznost i stabilnost koluta od lijevanih čelika mogu osigurati ujednačenost debljine stakla i površinske ravnanja i poboljšati kvalitetu staklenih proizvoda. ​

(3) Nepropusna metalna industrija

Aluminijsko kotrljanje: U postupku valjanja aluminija, koluti od lijevanih čelika koriste se za proizvodnju aluminijskih ploča, aluminijskih traka, aluminijske folije i drugih proizvoda. Aluminij je mekan, ali kvaliteta površine i dimenzionalna točnost valjka također su vrlo visoka tijekom postupka valjanja. Obojeni čelični valjci mogu udovoljiti zahtjevima aluminija koji se valjaju kroz posebnu površinsku obradu i preradu tehnologije za proizvodnju visokokvalitetnih aluminijskih proizvoda. Na primjer, u valjanju aluminijske folije, visoka preciznost i niska površina hrapavosti od lijevanih čeličnih valjaka pomažu u proizvodnji izuzetno tanke i stabilne aluminijske folije. ​

Obrada bakra: U industriji bakra prerade od lijevanih čeličnih valjaka koriste se u procesu kotrljanja bakrenih šipki, bakrenih ploča, bakrenih cijevi i drugih proizvoda. Valjanje bakrenih materijala ima visoke zahtjeve za otpornost na habanje i anti-adheziju valjkastih prstena. Optimiziranjem sastava legure i postupka površinskog obrade, lijevane čelične valjke mogu učinkovito spriječiti da se bakar pridržava na površini prstena valjka tijekom postupka valjanja, osiguravajući glatki napredak procesa valjanja i kvalitetu površine proizvoda.
​
4. Proces proizvodnje od lijevanih čeličnih prstenova

(1) Odabir sirovina

Sirovina za proizvodnju koluta od lijevanih čeličnih koluta uglavnom je od lijevanog čelika. Materijali od lijevanog čelika s različitim sastavima odabrani su prema različitim zahtjevima za izvedbu. Općenito govoreći, sadržaj ugljika u lijevanom čeliku je između 0,4% i 1,3%, a sadrži legure elemente poput kroma, nikla, molibdena i vanadija. Na primjer, za valjkaste prstenove koji zahtijevaju visoku čvrstoću i otpornost na habanje, bit će odabrani od lijevanih čeličnih materijala koji sadrže veće elemente legure poput kroma i molibdena; Iako će se za koturalne prstenove zahtijevati dobru žilavost, udio elemenata legura bit će na odgovarajući način prilagođen. Pri odabiru sirovina, također je potrebno strogo kontrolirati kvalitetu sirovina kako bi se osiguralo da njihova čistoća i sastav ispunjavaju zahtjeve za dizajnom.

(2) Proces lijevanja

Integralno lijevanje: Većina lijevanih čeličnih kolutova usvojila je integralni postupak lijevanja. Tradicionalni integralni postupak lijevanja prihvaća metodu hladnog pijeska i na dnu izlijevanje na tijelo valjka. Tijekom postupka lijevanja, tekućina od rastaljenog od lijevanog čelika ubrizgava se u unaprijed pripremljeni kalup. Kalup obično prihvaća metodu hladnog pijeska kako bi se kontrolirao postupak očvršćivanja lijevanja i dobio dobra organizacijska svojstva. S razvojem tehnologije, većina procesa lijevanja sada se mijenja iz hladnog pijeska na hladnoj prevlaci u spreju. Ova metoda može bolje kontrolirati kvalitetu površine i strukturu očvršćivanja lijevanja. Istodobno, kako bi se osigurao učinak kompenzacije za odsting, kompenzacija skupljanja uspona prihvaća proces električnog grijanja kako bi se poboljšala kvaliteta lijevanja. ​

Kompozitno lijevanje: U nekim slučajevima s posebnim zahtjevima koristi se kompozitni postupak lijevanja za izradu lijevanih čeličnih valjka. Kompozitni postupak lijevanja je kombiniranje od lijevanog čeličnog materijala različitih sastava kroz određenu metodu lijevanja tako da prsten valjka ima radni sloj i jezgru s različitim svojstvima. Na primjer, unutarnji sloj može koristiti od lijevanih čeličnih materijala za poboljšanje žilavosti, a vanjski sloj može koristiti od lijevanih čeličnih materijala koji sadrže karbide visoke tvrdoće za poboljšanje tvrdoće i otpornost na habanje. Kompozitni postupak lijevanja može pružiti potpunu igru ​​prednosti različitih materijala i poboljšati sveobuhvatne performanse valjkastih prstena.

(3) postupak toplinske obrade

Normaliziranje temperiranja: Za općenito koluti od lijevanih čelika, konstrukcija matrice općenito se kontrolira kao troostit i ublaženi troostit kroz normalizirajući postupak toplinske obrade. Normalizacija može usavršavati zrna i poboljšati snagu i žilavost materijala, dok temperiranje može eliminirati unutarnji stres nastali tijekom procesa normalizacije, stabilizirati strukturu i poboljšati sveobuhvatne performanse materijala. ​

Sferoidiranje žarenja: U nekim slučajevima lijevane čelične kolute trebaju se sferoidirati. Sferoidiranje žarenja uglavnom je za poboljšanje performansi rezanja koluta, poboljšanje učinkovitosti rezanja i pripremiti odgovarajuću strukturu za naknadno liječenje u gašenju. Sferoidiranje žarenja mijenja karbide u strukturi od pahuljica do sferičnih, to jest sferični ili zrnati karbidi ravnomjerno su raspoređeni na feritnom matrici, tvoreći sfernu strukturu bisera. ​

Difuzija visoke temperature i sferoidizacija: s poboljšanjem stupnja legure kotrljanja, kako bi se dodatno povećala performanse prstena od lijevanog čeličnog kotrljanja, toplinska obrada koluta dodala je proces kao što su difuzija visoke temperature i sferoidizacija. Difuzija visoke temperature može učiniti legure ujednačenije raspoređene u lijevanom čeliku, poboljšavajući konzistenciju performansi materijala; Liječenje sferoidizacijom može poboljšati morfologiju i raspodjelu karbida te poboljšati žilavost i otpornost na habanje materijala. ​

(4) Obrada i testiranje

Obrada: lijevani čelični prsten valjka mora se obraditi nakon lijevanja kako bi se postigla dimenzijska točnost i kvaliteta površine koja je potrebna dizajnom. Proces obrade uključuje okretanje, mljevenje, bušenje i druge procese. Kroz preciznu opremu za obradu i kontrolu procesa, dimenzijska točnost unutarnjeg promjera, vanjskog promjera, debljine i drugih dimenzija valjkastih prstena zajamčeno je da će udovoljiti standardnim zahtjevima, a površinska hrapavost valjkastih prstena doseže navedenu vrijednost. ​

Ispitivanje performansi: Kako bi se osigurala kvaliteta prstena od lijevanog čelika, potrebno je strogo ispitivanje performansi. Ispitivanje performansi uključuje testiranje tvrdoće, analizu metalografske strukture, ispitivanje mehaničkih performansi itd. Ispitivanje tvrdoće može otkriti ispunjava li tvrdoća površine i unutar prstena valjka zadovoljava zahtjeve za dizajnom; Analiza metalografske strukture može promatrati mikrostrukturu od lijevanog čelika i utvrditi ima li oštećenja; Ispitivanje mehaničkih performansi uključuje ispitivanje zatezanja, testiranje utjecaja itd. Za otkrivanje mehaničkih pokazatelja performansi kao što su čvrstoća i žilavost prstena.

Otkrivanje mane: Otkrivanje nedostatka važan je dio osiguranja kvalitete kolutih koluta od lijevanog čelika. Uglavnom koristi ultrazvučno otkrivanje nedostataka, otkrivanje magnetske magnetske mane i druge metode za otkrivanje postoje li pukotine, pore, inkluzije i ostali nedostaci unutar prstena valjka. Otkrivanje nedostatka može otkriti potencijalne probleme s kvalitetom u vremenu i izbjegavati kvarove opreme i sigurnosne nesreće uzrokovane oštećenjima tijekom uporabe.

5. Održavanje i briga o lijevanim čeličnim prstenima

(1) Dnevni pregled

Pregled izgleda: redovito pregledavajte izgled kolutih koluta od lijevanih čelika kako biste primijetili postoji li površinsko habanje, pukotine, ljuštenja itd. Ako se na površini nađe neznatno trošenje, može se popraviti odgovarajućim mljevenjem; Za ozbiljne probleme kao što su pukotine i ljuštenja, prsten valjka mora biti zamijenjen na vrijeme kako bi se izbjeglo utjecaj na kvalitetu proizvodnje i sigurnost opreme.

Pregled dimenzije: Redovito mjerite unutarnji promjer, vanjski promjer, debljinu i druge dimenzije prstena od lijevanog čelika, usporedite ih s originalnim dimenzijama dizajna i provjerite postoji li dimenzionalno odstupanje. Ako dimenzionalno odstupanje premašuje dopušteni raspon, potrebno je analizirati uzrok i poduzeti odgovarajuće mjere, poput podešavanja parametara procesa valjanja ili popravljanja prstena valjka.

(2) Podmazivanje i hlađenje

Podmazivanje: Tijekom postupka valjanja, kako bi se smanjilo trenje između prstena valjka i valjanog materijala, valjak je potrebno podmazati. Odabir prikladnog maziva i prihvaćanje razumne metode podmazivanja, kao što je podmazivanje ulja, podmazivanje uljne magle itd., Može učinkovito smanjiti koeficijent trenja, smanjiti trošenje valjka i proširiti svoj radni vijek. Istodobno, sustav za opskrbu maziva treba redovito provjeravati kako bi se osigurala normalna opskrba maziva. ​

Hlađenje: Budući da se tijekom postupka valjanja generira velika količina topline, prsten valjka treba ohladiti kako bi se spriječilo pregrijavanje valjka i uzrokovalo degradaciju performansi. Valjak se obično hladi vodenim hlađenjem ili zračnim hlađenjem, a protok i temperatura rashladnog medija kontroliraju se kako bi se osiguralo da prsten valjka djeluje u odgovarajućem temperaturnom rasponu. Istodobno, nečistoće i razmjere u sustavu hlađenja trebaju se redovito čistiti kako bi se osigurao učinak hlađenja. ​

(3) Mjere opreza za pohranu

Sprječavanje hrđe: Ako se lijevani čelični valjak treba dugo skladištiti, trebalo bi ga zaštititi od hrđe. Ulje protiv rušenja može se primijeniti na površinu valjkastih prstena ili materijala za ambalažu protiv rušenja, može se koristiti za pakiranje kako bi se spriječilo da se prsten valjka začeći tijekom skladištenja. ​

Okoliš za skladištenje: Spremite prsten od lijevanog čeličnog valjka u suhoj i dobro prozračenom okruženju kako biste izbjegli vlagu i koroziju. Istodobno, prsten valjka treba biti zaštićen od vanjskog utjecaja i ekstruzije kako bi se spriječio deformacija ili oštećenja. ​

6. Budući trendovi razvoja

(1) Materijalna inovacija

S kontinuiranim razvojem industrijske tehnologije, zahtjevi za performansama koluta od lijevanih čelika postaju sve veći i viši. U budućnosti će se materijali od lijevanih čeličnih prstenova razviti u smjeru visokih performansi i multifunkcionalnih. S jedne strane, daljnjim optimiziranjem sastava legure i razvojem novih legura, poboljšat će se sveobuhvatna svojstva prstenova od lijevanih čeličnih kotrljanja poput čvrstoće, žilavosti, otpora habanja i otpora toplinskog pucanja; S druge strane, materijali s posebnim svojstvima, poput pametnih materijala i nanomaterijala, proučavat će se i primijeniti kako bi se dobili novim funkcijama od lijevanih čeličnih kolutova kako bi se zadovoljile složenije i posebne potrebe za industrijskim primjenama. ​

(2) Optimizacija procesa proizvodnje

Primjena napredne proizvodne tehnologije: U budućnosti će se napredne proizvodne tehnologije kao što su 3D ispis i proizvodnja aditiva postupno primjenjivati ​​na proces proizvodnje prstenova od lijevanih čeličnih koluta. Ove tehnologije mogu realizirati brzu proizvodnju kolutnih prstenova u obliku složenih oblika, poboljšati iskorištenost materijala i smanjiti troškove proizvodnje. Istodobno, putem digitalnog dizajna i tehnologije simulacije, proces proizvodnje može se preciznije kontrolirati, a kvaliteta i stabilnost performansi prstena može se poboljšati. ​

Razvoj zelenog proizvodnog procesa: Uz kontinuirano poboljšanje svijesti o okolišu, zeleni proces proizvodnje postat će razvojni trend izrade od lijevanog čeličnog kotrljanja. Usvajanje proizvodnih procesa za uštedu energije i smanjenja emisija, poput optimizacije potrošnje energije u procesu lijevanja i smanjenja emisija otpada, može postići održivi razvoj proizvode od lijevanih čeličnih koluta.

(3) Inteligencija i automatizacija

Inteligentno nadgledanje i dijagnoza: Ubuduće će se odliveni čelični valjci biti opremljeni inteligentnim senzorima za praćenje radnog statusa valjka u stvarnom vremenu, kao što su temperatura, pritisak, trošenje itd. Kroz analizu podataka i algoritmi umjetne inteligencije, rana dijagnoza i predviđanje kvara na rolanju mogu se postići, a izvedbene mjere, mogu biti u potrazi za proizvodnjom. ​

Automatizirana proizvodnja i upravljanje: Automatizirana proizvodnja i upravljanje ostvarit će se u proizvodnji i korištenju kolutih prstenova od lijevanih čelika. Automatizirane proizvodne linije mogu poboljšati učinkovitost proizvodnje i osigurati dosljednost kvalitete proizvoda; Automatizirani sustavi upravljanja mogu postići praćenje u stvarnom vremenu i optimizirano zakazivanje proizvodnog procesa i poboljšati razinu upravljanja proizvodnjom poduzeća. ​

7. zaključak

Kao ključna komponenta u industrijskoj proizvodnji, lijevani čelični valjci na široko su korišteni u mnogim industrijama kao što su čelik, građevinski materijal i obojeni metali zbog velike čvrstoće, dobre otpornosti na habanje, otpornost na toplinu, strogosti i prilagodljivost. Njegov proizvodni postupak pokriva više veza kao što su odabir sirovina, lijevanje, toplinska obrada, obrada i testiranje, a svaka veza ima važan utjecaj na kvalitetu i performanse valjka. Istodobno, razumno održavanje i skrb mogu proširiti vijek trajanja od lijevanih čeličnih valjka i smanjiti troškove proizvodnje. Uz kontinuirani napredak znanosti i tehnologije, odliveni čelični valjci će uvesti nove mogućnosti razvoja u materijalnim inovacijama, optimizaciju procesa proizvodnje, inteligenciju i automatizaciju i pružiti snažniju podršku za promicanje visokokvalitetnog razvoja moderne industrije. ​

Slijedi tablica za usporedbu performansi različitih vrsta prstenova od lijevanog čelika: