열간 압연 롤에 일반적으로 사용되는 소재로는 55Mn², 55Cr, 60CrMnMo, 60SiMnMo 등이 있습니다. 열간 압연 롤은 빌렛, 후판, 형강 등의 가공에 사용됩니다. 열간 압연 롤은 강한 압연력, 심한 마모 및 열 피로 효과를 받습니다. 또한, 열간 압연 롤은 고온에서 작동하며 단위 작업량 내에서 직경 마모가 발생하므로 표면 경도가 필요하지 않습니다. 높은 강도, 인성, 내열성만 요구됩니다.열간 압연 롤전반적인 정규화 또는 담금질만 거치며, 표면 경도 요구 사항은 HB190~270 경도입니다. 관련 정의.
롤은 금속(압연재)의 소성 변형을 유발하는 도구이며, 압연기의 효율과 압연재의 품질을 결정하는 중요한 소모성 부품입니다. 롤은 철강 압연기의 압연기에서 중요한 부품입니다. 한 쌍 또는 여러 개의 롤이 강재를 압연할 때 발생하는 압력을 이용합니다. 롤은 주로 압연 중 동적 및 정적 하중, 마모, 그리고 온도 변화의 영향을 견뎌냅니다.
롤의 분류
많은 것들이 있습니다롤의 종류일반적으로 사용되는 롤 종류에는 주강 롤, 주철 롤, 단조 롤의 세 가지 주요 범주가 있습니다. 프로파일 압연기에는 여전히 경질 합금 롤이 몇 개 있습니다.
성형 방식: 주조 롤은 용강이나 용선에서 직접 용탕을 부어 성형하는 롤을 말합니다. 주조 롤은 재질에 따라 주강 롤과 주철 롤로 구분할 수 있습니다. 제조 방식에 따라 일체형 주조 롤과 복합 주조 롤로 구분할 수 있습니다. 단조 롤은 재질에 따라 다음과 같이 분류합니다. (1) 단조 합금강 롤; (2) 단조 준강 롤; ⑶ 단조 준고속강 롤; ⑷ 단조 백주철 롤.
공정 방법: 일체형 롤, 야금 복합 롤 및 결합 롤
일체형 롤은 복합 롤과 대조됩니다. 일체형 롤의 롤 본체 외층, 코어, 그리고 롤 넥은 주조 또는 단조를 통해 단일 소재로 제작됩니다. 롤 본체 외층과 롤 넥의 다양한 구조와 특성은 주조 또는 단조 공정과 열처리 공정을 통해 제어 및 조정됩니다. 단조 롤과 정적 주조 롤은 모두 일체형 롤에 속합니다. 일체형 롤은 일체형 주조 롤과 일체형 단조 롤의 두 가지 유형으로 나뉩니다.
야금 복합 주조 롤에는 주로 세 가지 유형이 있습니다. 반세척 복합 주조, 오버플로우(전체 헹굼 방식) 복합 주조, 그리고 원심 복합 주조입니다. 또한, 클래딩용 연속 주조(CPC), 분무 증착, 열간 등압 성형(잘 알고 있기-더운 등방적으로 눌러졌다), 그리고 일렉트로슬래그 용접과 같은 특수 복합 공법으로 제조되는 복합 롤도 있습니다. 이러한 복합 롤은 주로 조립식 복합 롤입니다.
3. 제조재료: 주강 시리즈 롤, 주철 시리즈 롤 및 단조 시리즈 롤;
4. 롤에 대한 일반적인 열처리 유형: 응력 제거 어닐링, 등온 구형화 어닐링, 확산 어닐링, 정규화, 템퍼링, 담금질 및 극저온 처리.
롤러 본체 형태: 롤은 여러 가지 분류 방법이 있습니다. 롤러 본체의 형태에 따라 원통형과 비원통형으로 나눌 수 있습니다. 원통형은 주로 판, 스트립, 형강, 와이어 생산에 사용되는 반면, 비원통형은 주로 파이프 생산에 사용됩니다.
롤은 압연재와 접촉하는지 여부에 따라 작업 롤과 지지 롤로 구분됩니다. 압연재와 직접 접촉하는 롤을 작업 롤이라고 합니다. 압연재와 직접 접촉하지 않고 작업 롤의 강성과 강도를 높이기 위해 작업 롤의 뒷면이나 측면에 배치되는 롤을 지지 롤이라고 합니다.
사용되는 프레임에 따라 1차 롤, 조롤, 중간 롤, 미세 롤로 분류됩니다. 압연재의 종류에 따라 판재 및 스트립 롤, 레일 및 빔 롤, 선재 롤, 튜브 롤 등으로 분류할 수 있습니다. 또한 압연 중 압연재의 상태에 따라 열간 압연 롤과 냉간 압연 롤로 분류할 수 있습니다.
⑴ 경도값에 따른 연질롤 : 쇼어경도가 30~40 정도이며, 빌렛개봉기, 조압연기, 대형형강 압연기 등에 사용된다.
⑵ 반경질롤 : 쇼어경도가 40~60 정도이며, 대형, 중형, 소형 형강 압연기 및 판재 압연기의 조압연에 사용된다.
⑶ 경질 롤: 쇼어 경도가 약 60~85이며, 박판, 중판, 중형강, 소형강 압연기에서 4단 압연기의 조압연 롤 및 지지 롤로 사용됩니다. ⑷ 초경질 롤: 쇼어 경도가 약 85~100이며, 냉간 압연기에 사용됩니다.
압연기 유형: 압연기의 유형에 따라 롤은 다음 세 가지 범주로 분류될 수 있습니다.
(1) 플랫 롤: 판재 및 스트립 압연기의 롤로, 롤 본체가 원통형입니다. 일반적으로 열간 압연 강판 압연기의 롤은 약간 오목한 모양으로 제작됩니다. 가열 및 팽창을 통해 더 나은 판 형상을 얻을 수 있습니다. 냉간 압연 강판 압연기의 롤은 약간 볼록한 모양으로 제작됩니다. 압연 공정에서 롤을 굽혀 좋은 판 형상을 얻습니다.
⑵ 홈 롤: 강재, 선재의 다양한 대, 중, 소 형상을 압연하고, 초기 압연 빌렛 개구부를 형성하는 데 사용됩니다. 압연 홈은 롤러 표면에 새겨져 압연재의 형상을 형성합니다. ⑶ 특수 롤: 강관 압연기, 휠 압연기, 강구 압연기, 천공기 등 특수 압연기에 사용됩니다. 이러한 압연기의 롤은 다양한 형상으로 제작됩니다. 예를 들어, 강관 압연에서 교차 압연 원리를 기반으로 압연되는 롤은 원뿔형, 웨이스트 드럼형 또는 디스크형일 수 있습니다.
작동 원리
열 균열에 강함
일반적으로 조대 롤의 주요 요건은 강도와 열 균열 저항성입니다. 소형 20롤 압연기의 작업 롤은 약 100g에 불과하지만, 폭이 넓고 두꺼운 판재 압연기의 지지 롤은 200톤이 넘습니다. 롤을 선택할 때는 먼저 압연기의 롤에 대한 기본 강도 요건을 바탕으로 안전한 하중 지지를 위한 주요 재료(다양한 종류의 주철, 주강 또는 단조강 등)를 결정해야 합니다.
경도
정밀 압연 롤은 비교적 빠른 속도를 가지며, 최종 압연 제품은 일정한 표면 품질을 가져야 합니다. 주요 요건은 경도, 내마모성 등입니다. 따라서 사용 시 롤의 내마모성을 고려해야 합니다.
충격 방지
또한, 롤에는 몇 가지 특별한 요건이 있습니다. 예를 들어, 큰 롤의 경우, 롤은 강한 접착력과 우수한 충격 저항성을 가져야 합니다.
부드러움
얇은 두께의 제품을 압연할 경우 롤의 강성, 미세 구조와 특성의 균일성, 가공 정확도, 표면 마감 등에 대한 엄격한 요구 사항이 적용됩니다.
절삭 성능
복잡한 단면의 강재를 압연할 경우, 압연롤 본체의 작업층의 절삭 가공 성능 등도 고려해야 합니다.
롤을 선택할 때 롤의 성능 요건이 서로 상충되는 경우가 많습니다. 롤의 구매 비용과 유지 보수 비용 또한 매우 높습니다. 따라서 주조 또는 단조, 합금 또는 비합금, 단일 소재 또는 복합 소재 중 어떤 것을 사용할지 결정하기 위해서는 기술 및 경제성 측면의 장단점을 충분히 고려해야 합니다.
근무 조건
사용 중에는 다양한 주기적 응력을 받게 되는데, 이는 다음 세 가지 요인에 의해 결정됩니다. ① 압연기, 압연 소재 및 압연 조건, 그리고 롤의 합리적인 선택 ② 롤 소재 및 제조 품질 ③ 롤의 사용 및 유지 관리 시스템.
롤 종류
주철 롤
일반적으로 제조 공정에 따라 분류합니다. 금형의 급속 냉각 효과로 인해 작업층에 백색 주철 구조(기질 + 탄화물)를 갖는 롤을 칠드 주철 롤이라고 합니다. 위에서 언급한 방법으로 얻어지지만 용선의 탄소 당량을 적절히 증가시킨 피트 구조(기질 + 탄화물 + 흑연)를 갖는 롤을 무한 칠드 주철 롤이라고 합니다. 모래로 라이닝된 금형을 사용하고 탄소 당량을 더욱 증가시켜 얻을 수 있는 거친 피트 구조를 갖는 롤을 반칠드 주철 롤이라고 합니다. 위에서 언급한 모든 종류 중 미세 조직에 구형 흑연을 갖는 롤을 연성 주철 롤이라고 합니다. 복합 주조의 롤에는 "compound"라는 단어가 추가됩니다.
주강 롤
일반적으로 탄소 함량에 따라 분류됩니다. 탄소 함량이 매우 높은(1.4~2.4%) 과공석 강롤은 일반적으로 준강롤로 알려져 있습니다. 고탄소 준강롤은 실제로 주철 분야에 진출했습니다. 또 다른 유형의 고탄소 과공석 강롤인 흑연 강롤이 있습니다. 흑연은 접종 및 열처리를 통해 얻습니다.
단조강 롤
일반적으로 목적에 따라 분류됩니다.
기타
특수 기술로 가공된 것을 제외하고는 모두 재질에 따라 직접 구분됩니다. 일렉트로슬래그 재용해를 사용하여 빌릿을 단조하는 롤을 일렉트로슬래그 재용해 단조 롤이라고 합니다.
손상 원인
압연기 구성 요소 중 롤의 작동 조건은 가장 복잡합니다. 롤을 제작하고 사용하기 전 준비 과정에서 잔류 응력과 열 응력이 발생합니다. 사용 중에는 굽힘, 비틀림, 전단력, 접촉 응력, 열 응력 등 다양한 주기적인 응력을 받게 됩니다. 롤 본체를 따라 이러한 응력의 분포는 불균일하고 끊임없이 변화합니다. 이러한 현상의 원인은 설계 요인뿐만 아니라 사용 중 롤의 마모, 온도 및 롤 형상의 지속적인 변화 때문입니다. 또한, 압연 공정 중에는 이상 현상이 자주 발생합니다. 사용 후 롤을 적절히 냉각하지 않으면 열 응력으로 인해 손상될 수 있습니다. 따라서 롤은 마모 외에도 균열, 파단, 박리, 압입과 같은 다양한 국부적 및 표면적 손상을 입는 경우가 많습니다. 좋은 롤은 강도, 내마모성 및 기타 다양한 성능 지표가 최적의 조화를 이루어야 합니다. 이러한 방식으로 롤은 정상적인 압연 조건에서 내구성을 유지할 뿐만 아니라, 특정 비정상 압연 상황 발생 시에도 손상을 최소화합니다. 따라서 롤 제조 시에는 롤의 야금학적 품질을 엄격하게 관리하거나 외부 조치를 통해 롤의 하중 지지력을 향상시켜야 합니다. 또한, 적절한 롤 형상, 구멍 형상, 변형 시스템 및 압연 조건은 롤의 사용 하중을 줄이고, 국부적인 피크 응력을 방지하며, 롤의 사용 수명을 연장할 수 있습니다.
수리 방법
베어링 위치의 마모
고분자 복합 재료의 수리 방법은 매우 강한 접착력, 우수한 압축 강도, 내마모성 및 내부식성 등의 종합적인 특성을 특징으로 합니다. 변속기 부품의 마모 크기가 비교적 작은 경우, 고분자 복합 재료를 사용하여 분해 없이 현장에서 수리할 수 있습니다. 이는 기계적 가공을 피할 뿐만 아니라 용접으로 인한 열 응력이나 열 충격을 받지 않습니다. 수리 두께에도 제한이 없습니다. 또한, 금속 재료가 갖지 못하는 제품의 내마모성과 항복 특성을 통해 수리 부위에서 100% 접촉 및 맞춤을 보장하고, 장비의 충격과 진동을 줄이며, 마모 가능성을 방지하고, 장비 구성 요소(베어링 포함)의 수명을 크게 연장하여 기업의 가동 중단 시간을 크게 줄이고 막대한 경제적 가치를 창출합니다.
냉간 용접 수리 방법: 냉간 용접기는 고주파 전기 스파크 방전 원리를 이용하여 금속 표면에 비열 표면 용접을 수행합니다. 따라서 롤의 샌드홀이나 스크래치와 같은 결함을 수리하는 과정에서 변형, 어닐링, 언더컷, 잔류 응력이 발생하지 않으며 금속 조직 상태도 변하지 않습니다. 코팅 두께는 수 미크론에서 수 밀리미터에 이르기까지 높은 수리 정확도를 자랑합니다. 마모, 스크래치, 핀홀, 균열, 변형, 경도 저하, 샌드홀, 손상과 같은 금속 가공물의 결함에 대한 증착, 밀봉, 충진 등의 기능을 수행할 수 있습니다. 연삭 및 연마 작업만 필요하며, 선삭, 밀링, 평삭, 연삭과 같은 다양한 기계적 가공과 전기 도금과 같은 후가공도 가능합니다.
골절의 원인
1. 취성파괴: 이 유형의 롤의 파단면은 비교적 평평하고 파단면 주위의 롤 본체 표면은 비교적 깔끔합니다.
2. 연성 파괴: 이 유형의 롤의 파괴 표면은 대부분 "m버섯머리"h 모양이며, 파괴 표면 근처의 롤 본체는 모두 으깨진 상태로 파손됩니다.
취성 파괴와 연성 파괴는 모두 롤의 응력이 코어의 강도를 초과하여 발생합니다. 발생 원인은 롤 자체의 잔류 응력, 압연 중 기계적 응력, 롤의 열 응력과 관련이 있으며, 특히 롤 본체 표면과 코어 사이의 온도 차이가 클 때 발생할 가능성이 더 높습니다. 이러한 온도 차이는 롤 냉각 불량, 냉각 중단 또는 새 압연 사이클 시작 시 롤 표면의 과열로 인해 발생할 수 있습니다. 롤 표면과 코어 사이의 이러한 큰 온도 차이는 상당한 열 응력을 유발합니다. 롤의 큰 열 응력, 기계적 응력 및 잔류 응력이 롤 코어의 강도를 초과하면 롤 파손으로 이어집니다. 취성 파괴면을 생성하는 롤과 비교하여 연성 파괴면을 생성하는 롤의 코어 재료는 인성이 더 우수하고 파손 가능성이 적습니다.
롤의 파손을 유발할 수 있는 응력에는 4가지 유형이 있습니다.
1. 제조 공정 중 잔류 응력.
2. 압연 공정 중의 기계적 응력.
3. 압연 공정 중 롤의 조직적 스트레스.
4. 롤 내부와 외부의 온도 차이로 인해 발생하는 열 응력.
파손이 제조 중 과도한 잔류 응력으로 인해 발생하는 경우, 파손된 롤은 일반적으로 롤이 기계에 처음 사용될 때 처음 몇 번 발생하며, 압연되는 압연재의 첫 몇 조각입니다.
파단이 기계적 응력에 의해 발생하는 경우, 상당한 기계적 응력이 필요합니다. 롤에서 가장 큰 힘을 받는 부분은 구동부 롤 목 부분입니다. 소재의 기계적 성능 지표가 충분하지 않으면, 정상적인 압연 조건에서도 구동부 롤 목 부분이 가장 먼저 손상됩니다. 실제 압연 및 롤 파손 상황을 살펴보면, 롤 본체가 파손되는 것은 기계적 응력 때문이 아닙니다.
외부 조직의 잔류 오스테나이트 함량은 조직 응력에 가장 큰 영향을 미칩니다. 압연 온도, 압연 압력, 그리고 수냉의 교대 효과 하에서 잔류 오스테나이트는 오스테나이트에서 마르텐사이트 또는 베이나이트로 변태합니다. 오스테나이트의 비체적이 작고 마르텐사이트의 비체적이 크기 때문에 미세조직 변태 과정에서 체적 팽창이 발생하여 롤 작업층의 압축 응력과 중심부의 인장 응력이 증가합니다. 중심부 응력이 재료의 강도를 초과하면 필연적으로 롤이 파손됩니다. 열대 연속 압연기에서 잔류 오스테나이트가 조직 응력에 미치는 영향과 롤의 작업 조건을 고려할 때, 일반적으로 안전한 사용을 위해서는 롤의 잔류 오스테나이트 함량을 5% 미만으로 제어하는 것으로 충분합니다. 파손된 롤의 외부층의 잔류 오스테나이트 함량은 1% 미만이므로 조직 응력은 무시할 수 있습니다. 롤 파손은 온도 불균일로 인한 열응력과도 관련이 있을 수 있습니다. 기계에서 롤이 작동하는 동안 롤은 압연 소재와 밀착되어 있기 때문에 롤 표면 온도는 빠르게 상승하는 반면, 롤 코어의 온도는 느리게 상승합니다. 이때 롤 표면과 코어의 온도차가 최대가 되고, 온도차로 인한 롤의 열응력 또한 최대가 됩니다. 롤의 열응력과 롤의 잔류응력이 중첩되어 롤 코어의 강도 한계를 초과하면 롤 파손 사고가 발생할 수 있습니다.
골절 예방 방법
파손을 방지하기 위해서는 제조 잔류응력, 기계적 응력, 조직적 응력, 열 응력을 줄이는 4가지 측면에서 노력이 필요합니다.
정상적인 상황에서 대부분의 제조 잔류 응력은 열처리 공정에서 제거되며, 롤 보관 시간이 길어짐에 따라 점차 감소합니다. 따라서 새 롤을 사용하기 전에 일정 기간 보관하면 롤 파손 위험을 줄일 수 있습니다. 심각한 기계적 응력을 피하는 주요 방법은 강재의 과냉각을 방지하는 것입니다. 조직 응력을 줄이는 방법은 롤러 본체 작업층의 잔류 오스테나이트 함량을 5% 미만으로 제어하는 것입니다.열처리열응력을 줄이는 방법은 강판 압연 공정 중 롤을 효과적으로 냉각하는 것입니다. 제조 잔류 응력, 기계적 응력, 조직 응력, 그리고 열응력은 고크롬 강판 롤 파손의 주요 원인입니다. 적절한 열처리, 압연 조건 및 냉각은 고크롬 강판 롤 파손을 효과적으로 방지할 수 있습니다.
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