에이 압연기 롤 이다 회전압력에 의해 금속두께를 성형하고 감소시키는 금속압연설비의 주요 작동부품 . 이러한 원통형 도구는 압연기 내에서 쌍 또는 그룹으로 장착되어 금속 빌렛, 슬래브 또는 스트립을 원하는 모양과 치수로 압축하고 늘입니다. 압연기 롤은 고온 및 고압에서 작동하므로 철강 생산, 알루미늄 가공 및 기타 금속 성형 작업의 성공에 매우 중요합니다.
압연기 롤의 기본 원리는 다음과 같습니다. 두 개의 역회전 실린더 사이의 금속 소성 변형 . 금속이 간격("롤 간격" 또는 "통과"라고 함)을 통과할 때 롤은 길이를 늘리면서 두께를 줄이는 압축력을 가합니다. 현대식 압연기는 무게가 수 톤에 달하는 거대한 강철 슬래브부터 두께가 0.006mm에 불과한 얇은 알루미늄 호일까지 다양한 재료를 가공할 수 있습니다.
압연기 구성은 일반적으로 두 가지 서로 다른 롤 유형을 사용합니다. 작업 롤은 가공 중인 금속과 직접 접촉합니다. , 열적, 기계적 응력을 가장 많이 받습니다. 이러한 작은 직경의 롤(일반적으로 300-800mm)을 사용하면 모양 제어와 표면 마감이 더 좋습니다. 직경이 다음과 같은 백업 롤 1,200-1,800mm , 작업 롤을 지지하고 특히 4단 및 6단 밀 구성에서 무거운 하중 하에서 휘어짐을 방지합니다.
| 롤 소재 | 경도 범위 | 기본 애플리케이션 | 서비스 수명 |
|---|---|---|---|
| 냉장 주철 | 60-90 쇼어 C | 핫 스트립 마감 스탠드 | 15,000-25,000톤 |
| 단조강 | 50-70 쇼어 C | 열간 황삭기, 백업 롤 | 30,000-50,000톤 |
| 고속도강(HSS) | 85-95 쇼어 C | 냉간 압연, 박대 생산 | 40,000-60,000톤 |
| 텅스텐 카바이드 | 1,400-1,600HV | 초박형 포일 생산 | 100,000톤 |
압연기 롤의 생산에는 최적의 경도, 내마모성 및 열 안정성을 달성하도록 설계된 정교한 야금 공정이 포함됩니다. 제조는 일반적으로 다음과 같은 중요한 단계를 따릅니다.
냉간압연에 사용되는 고속도강 작업롤의 경우 제조주기는 다음과 같다. 약 6~8개월 초기 주조부터 최종 납품까지 필요한 광범위한 열처리 및 품질 관리 프로세스를 반영합니다.
압연기 롤은 극한의 작동 조건을 견뎌냅니다. 열간 압연 응용 분야에서는 표면 온도는 600-700°C에 도달할 수 있습니다. 롤 코어는 100~150°C로 유지되어 심각한 열 구배를 생성합니다. 이러한 반복적인 가열 및 냉각은 열 피로를 유발하여 롤 표면에 화재 균열로 나타납니다. 냉간 압연 작업은 온도가 낮지만 접촉 압력을 초과합니다. 1,500MPa(메가파스칼) , 지하 피로 및 파열로 이어집니다.
압연기 롤의 수명은 여러 가지 성능 저하 메커니즘에 의해 제한됩니다.
현대 공장 구현 온라인 롤 연삭 시스템 공장 가동 중단 없이 롤 프로필을 복원하여 캠페인 수명을 15~25% 연장하고 제품 품질 일관성을 향상시킬 수 있습니다.
스트립 폭 전체에 걸쳐 균일한 두께를 유지하려면 정교한 롤 크라운 설계가 필요합니다. CVC(연속 가변 크라운) 롤 열 팽창과 마모를 보상하기 위해 압연 중에 축 방향으로 이동할 수 있는 3차 다항식 곡선 프로파일이 특징입니다. SMS 그룹이 도입한 이 기술은 현대 냉간 압연기에서 ±5 I-단위(특수 평탄도 측정)의 평탄도 공차를 달성합니다.
에이lternative systems include:
롤 수명을 연장하려면 표면 엔지니어링이 중요해졌습니다. 물리적 기상 증착(PVD) 코팅 2~5 마이크로미터 두께의 질화 티타늄 또는 질화 크롬 층을 적용하여 마찰 계수를 0.3에서 0.15로 줄이고 내마모성을 최대 300% 높입니다. 알루미늄 냉간 압연에서는 PVD 코팅 작업 롤이 달성되었습니다. 캠페인 수명 80,000톤 초과 , 코팅되지 않은 롤의 경우 40,000톤과 비교됩니다.
레이저 표면 처리는 0.5-2mm 깊이와 200-400HV의 경도 증가로 경화 영역을 생성하며, 특히 롤 가장자리와 같은 국부적인 마모 영역에 효과적입니다.
효과적인 롤 관리는 생산 효율성과 제품 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 주요 철강 생산업체가 구현 포괄적인 롤 프로그램 다음 측면을 최적화합니다.
작업 롤은 매번 재연삭을 거칩니다. 8~24시간 작동 열간 압연기에서는 분쇄 당 0.3-0.8mm의 재료를 제거합니다. 초기 배럴 직경이 650mm인 일반적인 작업 롤은 최소 허용 직경인 550mm에 도달하기 전에 30~50회 재연마할 수 있습니다. 정밀 연삭기는 자동차 차체 패널과 같이 표면에 민감한 응용 분야에 중요한 원통도 및 거칠기 사양을 0.01mm 이내로 유지합니다.
현대 공장에서는 실시간으로 롤 상태를 모니터링하는 센서 시스템을 사용합니다.
이러한 시스템은 계획되지 않은 롤 변경을 다음과 같이 줄였습니다. 40-60% 포괄적인 예측 유지보수 프로그램을 구현한 시설에서 일반적인 일관제철소의 경우 연간 200만~500만 달러를 절약할 수 있습니다.
압연기 롤은 상당한 운영 비용을 나타냅니다. 4단계 냉간 압연기 비용을 위한 완전한 작업 및 백업 롤 세트 150만~350만 달러 , 열간 스트립 밀 롤 재고는 초과할 수 있지만 1,500만~2,000만 달러 연간 300만~500만톤을 생산하는 시설이다.
톤당 롤 소비량은 응용 분야에 따라 크게 다릅니다.
최적의 연삭 간격, 적절한 윤활 및 예방적 교체에 초점을 맞춘 전략적 롤 관리 프로그램은 다음과 같이 롤 비용을 절감할 수 있습니다. 15-25% 동시에 수율을 향상시키고 품질 결함을 줄입니다. 연간 200만 톤을 생산하는 중간 규모 공장의 경우 이는 연간 $600,000-1,000,000의 절감 효과로 해석됩니다.
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