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ロール分類、性能および破壊分析

Posted by: castingdie 2021-09-29 ロール分類、性能および破壊分析 はコメントを受け付けていません

ロールは、金属を塑性変形させる圧延ツールです。 これは圧延機の重要な部品の1つであり、ロールが回転するときに発生する圧力を使用して鋼を圧延できます。 圧延、摩耗、温度変化中の動的および静的荷重は、圧延に影響する主な要因です。 その消費は、次の3つの要因によって決定されます。
(1)圧延機、車両および圧延条件、およびロールの合理的な選択。
(2)ロール素材と製造品質。
(3)ロールの使用および保守システム。
1.ロールの分類
ロールには多くの種類があります。 現在、一般的に使用されるロールには、鋳鋼ロール、鋳鉄ロール、鍛造ロールの3種類があります。 プロファイルミルには少量の超硬合金ロールもあります。
2.ロール性能
(1)強度、耐熱割れ性
一般的に、ラフロールは主に強度と耐熱亀裂性のために必要です。 ロールを選択するとき、安全な負荷の主な材料は、圧延機の基本的な強度要件に従って選択されます。

(2)硬度、耐摩耗性
仕上げロールは高速で、最終製品の表面品質は一定です。 主に硬度と耐摩耗性に必要であり、ロールを使用するときに使用する耐摩耗性を考慮します。 機械的ストレス、圧延中の熱的作用、冷却、潤滑媒体の化学的作用、およびその他の効果を含む、ロールの複雑な摩耗メカニズムのため。 現在、ロールの耐摩耗性を総合的に評価するための統一的な指標はありません。 硬度は測定が容易で、特定の条件下で耐摩耗性を反映できるため、一般的にロールの耐摩耗性指数を近似するために半径方向の硬度曲線が使用されます。

(3)仕上げ
薄いゲージの製品を圧延する場合、ロールの剛性、構造の均一性、加工精度、および表面仕上げの要件は厳格です。

(4)被削性
断面のプロファイル断面を圧延する場合、ロール本体の加工層の切断性能も考慮する必要があります。

3.ロール破損
製造および使用の前に、ロールの準備プロセスで残留応力と熱応力が発生します。さらに、曲げ、ねじれ、せん断、接触応力、熱応力などのさまざまな周期的応力の影響を受けます。ロール本体に沿ったこれらの応力の分布は不均一であり、設計要因だけでなく、使用中のロールの摩耗、温度、ロール形状によっても常に変化しています。さらに、ローリング状態では異常状態がしばしば発生します。使用後に不適切に冷却されたロールも、熱応力によって損傷する可能性があります。したがって、摩耗に加えて、ロールにはさまざまな局所的損傷や、亀裂、破損、剥離、くぼみなどの表面損傷がしばしばあります。良好なロールは、強度、耐摩耗性、およびその他のさまざまなパフォーマンスインジケーターとの良好な一致が必要です。このように、通常のローリング条件下で耐久性があるだけでなく、異常なローリングが発生した場合の損傷も少なくなります。したがって、ロールの製造では、ロールの冶金品質を厳密に管理するか、ロールの耐荷重能力を高めるために外部対策を講じる必要があります。合理的なロール形状、穴形状、変形システム、および圧延条件は、ロール作業負荷を軽減し、局所的なピーク応力を回避し、ロール寿命を延長することもできます。

ロールの使用中、圧延材料との密接な接触により、ロールの表面温度は急速に上昇し、ロール芯の温度はゆっくりと上昇します。 このとき、ロール表面とロールのコアとの間の温度差は大きな値にあり、温度差に起因するロールの熱応力も大きな値にある。 ロールの熱応力がロールの残留応力に重畳し、ロールのコアの強度制限を超えると、ロール破損の事故が発生する可能性があります。

製造の残留応力、機械的応力、組織応力、熱応力を低減するという観点から、破損の防止を実施する必要があります。 通常の状況では、ほとんどの製造残留応力は熱処理プロセス中に除去され、ロールの保管時間が長くなるにつれて徐々に除去されます。したがって、新しいロールは一定期間保管され、破損のリスクを減らすために使用できます。 大きな機械的応力を回避する主な方法は、過冷却鋼を回避することです。 組織応力を減らす方法は、熱処理によりロール本体の加工層の残留オーステナイト含有量を5%未満に制御することです。 熱応力を低減する方法は、圧延プロセス中にロールを十分に冷却することです。