
Príčiny a prevencia deformácie zmršťovania oceľovej cievky
2025-08-22 11:30Príčiny a prevencia deformácie zmršťovania oceľovej cievky
Bez zmeny vnútorného priemeru, kompatibilnej rozpínacej a sťahovacej cievky, kombinovaného prístupu odnímateľnej vnútornej podpery v peci + tepelnej izolácie/vyrovnávania tepla na koncovej časti + zónovania drsnosti povrchu (tenký nástrek h-BN v strednej časti), je možné trvalé zmršťovanie strednej časti stabilne znížiť približne o 50 – 70 %, pričom sa výrazne zlepší zachovanie kruhovitosti.
1. Pozadie a problém
Typický prípad: Oceľová cievka s dĺžkou 2350 mm drží koncentricky navinutú hliníkovú cievku (šírka 1600 mm, hmotnosť valcovania ~15 t). Po cykloch ohrevu/žíhania sa bežne stáva, že vonkajší priemer v strede sa zmenší ako na koncoch a kruhovitosť sa zhoršuje, čo skracuje životnosť a ovplyvňuje kvalitu.
2. Prečo sa stred zmenšuje viac? (Kľúčové mechanizmy)
· Teplejšia a dlhšia v strednej časti: Konce rýchlo odvádzajú teplo, zatiaľ čo stredná časť zostáva dlhšie pri vysokej teplote, čím materiál zmäkčuje a robí ho náchylnejším na kolaps v dôsledku kompresie.
·Nesúlad tepelnej rozťažnosti + trenie → radiálny tlak: hliník sa rozťahuje viac ako oceľ; obmedzené kĺzanie tlačí cievku dovnútra, pričom vrchol dosahuje blízko polovice rozpätia.
· Štrukturálne mäkšia: Voľná časť v strede rozpätia vykazuje najnižšiu tuhosť, pričom prechádza skorou ovalizáciou a prechádza z elastickej deformácie do nezvratného zmršťovania.ddhhh
3. Rýchla samokontrola
·Tvrdosť v strednej časti je nižšia ako na koncoch.
·Za podmienok ohrevu bez zaťaženia (bez cievky) je zmršťovanie zanedbateľné alebo výrazne zmiernené.
·Vážnejšie v atmosfére N₂ (tenký oxidový film, vysoké trenie, obmedzený sklz).
·OD strednej časti sa cyklus po cykle znižuje; konce sa menia len málo.
4. Celková stratégia (bez zmeny vnútorného priemeru)
Zvýšiť tuhosť | Riadiaci teplotný rozdiel | Znížte tlak extrúzie |
Odnímateľná vnútorná podpora inštalovaná v peci, zlepšuje odolnosť strednej časti voči ovalizácii | Koncové izolačné prepážky + rovnomerné vykurovanie/chladenie sekcií, zabraňujú dlhodobému izolovanému ohrevu strednej časti | Nízke trenie v strednej časti, vysoké na koncoch, s mikrošmykom na absorbovanie rozdielu tepelnej rozťažnosti. |
5. Praktické možnosti a parametre
5.1 Odnímateľná vnútorná podpera v peci(Len na použitie v peci, po vybratí z pece odstráňte.)
·Dĺžka pokrytia: Pokrytie ≥1600 mm + 50–100 mm na každú stranu (celkom 1700–1800 mm).
· Napínanie a kontaktný tlak: Radiálna rozťažnosť 0,2 – 0,5 mm; cieľový kontaktný tlak 5 – 10 MPa; hádzanie ≤ 0,05 mm.
· Materiál/povrch: Teleso z legovanej ocele: povrch odolný voči opotrebovaniu + vysokoteplotné tuhé mazivá (h-BN/MoS₂). Bez cievok.
·Postup použitia: Pred zahriatím vložte/rozbaľte → uchovávajte v teple/namočení/vychladnutí → znížte tlak na <150 °C a vyberte.
·Očakávané zníženie: ~40–70 % (Zvýšená stabilita s prekrytím regulácie teploty/zónovania).
5.2 Koncová izolácia + rovnomerná regulácia teploty (povinné).
·Ciele: axiálna ΔT (časť cievky - koncová časť) ≤ 30 – 40 °C; ΔT cez hrúbku ≤ 40 – 60 °C.
·Testovacia metóda: Postup: Použite keramické vláknité dosky s hrúbkou 25 – 50 mm s kovovými reflexnými vrstvami na koncových častiach; zabezpečte ohrev/chladenie rýchlosťou 2 – 4 ℃/min; pred dosiahnutím cieľovej teploty vykonajte 10 – 20 minútovú periódu ohrevu.
·Monitorovanie: koncové/stredné/koncové termočlánky; korigovať, ak ΔT prekročí limity.
·Očakávaný rozsah zníženia: približne 15 – 30 %.
5.3 Povrchové zónovanie + tenký h-BN v strede rozpätia(Znížte maximálnu hodnotu extrúzneho tlaku v strednej časti.)
·Stredná časť (šírka: 1200–1600 mm): Ra 12–15 μm, Rpk ≈ 2 μm; tenko potiahnutá 5–15 μm h-BN (vysoká čistota, teplotná odolnosť >900 ℃).
·Dva konce (každý 200 – 300 mm): Ra 20 – 25 μm, Rpk 3 – 4 μm, zabezpečujú priľnavosť a zabraňujú celkovému šmýkaniu.
· Riadenie šmyku: Uprednostnite rozšírenie pásma s vysokým Rpk alebo mierne zvýšenie Ra na koncoch; udržujte nízke trenie v strede
·Očakávané zníženie: ~15–25 % (výraznejšie v atmosfére N₂).
5.4 Voliteľné vylepšenie: Vnútorné/vonkajšie napínacie/sedlové valce pece
· V oblasti bez cievky mimo okraja cievky je možné umiestniť dve tepelne odolné napínacie kladky/sedlá, aby sa rozdelilo zaťaženie, čím sa zníži ohybový moment a ovalizácia v strede rozpätia.
·Očakávané zníženie ~10 – 20 %.
5.5 Dlhodobá modernizácia: (vnútorný priemer nezmenený)
· Zvýšenie hrúbky steny z 30 na 35 mm zvyšuje stabilitu a znižuje rýchlosť tečenia pri vysokých teplotách; kombinovať s 5.1–5.3.
·Je potrebné vyhodnotiť vplyv zvýšenej hmotnosti a času ohrevu na čas cyklu a spotrebu energie.
5.6 Fáza na stroji: Optimalizácia napínacieho tlaku pre roztiahnuteľné/sťahovateľné cievky
· Za predpokladu zabezpečenia dostatočných prenosových schopností krútiaceho momentu použite minimálny potrebný tlak (bezpečnostný faktor 1,3 – 1,5) na zníženie vnútorného napätia vo vývrte.
·Navrhnite kalibráciu krútiaceho momentu, tlaku a sklzu "h na generovanie kriviek výkonu na mieste.
6. Plán rýchlej implementácie
Fáza | Do 2 týždňov | 1–2 mesiace | Dlhodobé |
Akcie | Koncová izolácia + presakovanie; povrchové zónovanie + h‑BN; základná hodnota ΔT/OD | Vyvinúť a kalibrovať odnímateľnú podporu v peci; v prípade potreby pridať vonkajšie valce | Vyhodnoťte zvýšenie vonkajšieho priemeru na 35 – 40 mm; formalizujte štandardný prevádzkový postup (SOP) a akceptujte ho. |
Ciele | Zníženie zmrštenia v strednej časti o ≥50 %. | Cyklus brúsenia/výmeny predĺžený 1,5 – 2,5-krát. |
7. Hlavné body SOP
7.1 Odnímateľná vnútorná podpera v peci
·Skontrolovať → Vložiť a zarovnať → Rozbaliť do nastavenej polohy (≈6–8 MPa) → Podržať počas ohrevu/udržiavania/chladenia → Znížiť tlak pod 150 °C po ochladení → Vybrať a skontrolovať.
·Kontrolujte každých 100–200 hodín; hádzanie ≤ 0,05 mm.
7.2 Koncová izolácia a namáčanie
Bezpečne upevnené prepážky (25 – 50 mm keramická vláknitá doska + kovový reflexný povrch); 2 – 4 °C/min vykurovanie/chladenie; 10 – 20 min. prehrievanie; alarm ΔT pre korekciu.
7.3 Povrchové územné členenie a h‑BN
Stred: Ra 12–15 μm, Rpk ≈ 2 μm + tenký nástrek h-BN, vytvrdzovanie pri nízkej teplote; Konce: Ra 20–25 μm, Rpk 3–4 μm
8. Prijatie a monitorovanie
Axiálny smer ΔT | ≤30–40 °C | Koncové/stredové/koncové termočlánky, záznam celého procesu |
smer hrúbky ΔT | ≤40–60 °C | Dvojpovrchové alebo ekvivalentné sondy |
Miera zmršťovania vonkajšieho priemeru v polovici rozpätia | ≤0,05 mm/100 h alebo na 100 cyklov | Opakujte trojbodové merania OD |
Zaoblenosť(izbová teplota) | ≤0,2 mm | Tester kruhovitosti / Súradnicové merné prístroje / meradlá |
Šmyk a povrch | Žiadne škrabance; neporušený povlak h-BN v strednej časti | Vizuálna + bodová kontrola drsnosti povrchu (Rpk) |
Podpora
E-mail: guangwei@gwspool.com
Spoločnosť: GW Precision Technology Co., Ltd.
Katalóg