En los últimos años, Múltiples mejoras técnicas, incluida la optimización del proceso del laminador y la mejora del rendimiento del dispositivo de rodillos, han aumentado eficazmente la dureza de los rodillos., Resistencia al agrietamiento térmico y resistencia al impacto.. Estas medidas reducen el consumo de rollos y prolongan significativamente su vida útil.. Este artículo analiza principalmente los fallos típicos de los rodillos en la producción de bandas estrechas en caliente.: desconchado irregular en el centro de las ranuras del rodillo, Defectos por grietas y picaduras en los anillos del rodillo en las ranuras del rodillo., y propone soluciones de refrigeración de rodillos optimizadas y específicas que se adaptan a las condiciones reales de la línea de producción.. El equipo de enfriamiento optimizado y el sistema de suministro de agua mejoran en gran medida la eficiencia de enfriamiento del rodillo.. Mientras tanto, anillos de rodillos ensanchados adecuadamente, La selección de materiales de rollo adecuados y la adopción de dispositivos auxiliares compatibles pueden eliminar eficazmente los defectos de agrietamiento y desconchado..
Este sistema de optimización integrado puede eliminar el desprendimiento irregular de bloques en medio de las ranuras de los rodillos., Resolver grietas en los anillos del rodillo y picaduras en la superficie., y elevar la eficiencia operativa estable general de los rollos.
Los rodillos son equipos críticos fundamentales en la producción metalúrgica.. Contacto directo con espacios en blanco de acero., Los rodillos deforman las piezas en bruto bajo presión de rodamiento para fabricar productos de acero que cumplan con los estándares de calidad especificados.. Por lo tanto, Los rodillos requieren una excelente resistencia a la fatiga y al desgaste.. Con la creciente demanda del mercado de productos de acero laminado, El consumo excesivo de rollos aumenta los costes de producción año tras año. En este contexto, cómo aumentar la productividad de laminación, Reducir la frecuencia de reemplazo de los rodillos y extender su vida útil se ha convertido en una preocupación clave en toda la industria metalúrgica..
Los rodillos trabajan en duras condiciones de servicio.: temperatura alta, presión fuerte, ciclos alternos de frío-calor y abrasión por incrustaciones de óxido de hierro. Los cilindros de rodillos en cada soporte del molino soportan esfuerzos mecánicos combinados., fricción, estrés térmico y cargas de impacto, que provocan fácilmente el desgaste, agrietamiento y desconchado y acortan drásticamente la vida útil del rodillo. Como componente central de los trenes de laminación., Los rollos implican altos costos de adquisición., y el consumo de rollos es un índice económico vital directamente relacionado con el costo total de producción.
1 Importancia de extender la vida útil del rollo
Los rodillos son componentes de trabajo de alto consumo que realizan continuamente la deformación plástica del metal en laminadores., Representa una gran proporción de los gastos totales de producción.. Un completo sistema de gestión de rollos permite a los operadores realizar un seguimiento del estado completo del servicio y del ciclo de vida de cada rollo.. Coincidencia y aplicación de rollos estandarizados, El control racional del margen de molienda reduce el daño por fatiga del rodillo., asegurar el funcionamiento estable del molino, Prolonga la vida útil de los rollos y reduce el tiempo de inactividad por reemplazo de rollos no planificado.. Estas mejoras aumentan la productividad de la línea de laminación y los beneficios económicos.. Un sistema sólido de gestión de rollos y procedimientos de gestión estandarizados son factores fundamentales para reducir los costos de producción de rollos y prolongar la vida útil de los rollos..
Se asignará personal dedicado a la gestión de rollos con un sistema de seguimiento del ciclo de vida completo del rollo.. Se deben conservar registros completos para la inspección entrante del almacén de rollos., aplicación de emparejamiento, Detección de grietas y eliminación de rollos anormales.. El monitoreo sistemático de todo el proceso del estado del servicio del rollo y la trayectoria de uso es fundamental para reducir el consumo del rollo y extender la vida útil del rollo..
2 Defectos comunes de los rollos en la producción
2.1 Descantillado irregular en el centro de las ranuras de los rodillos
El contenido excesivo de cobre en la composición química de las ranuras por laminación es la causa principal del desconchado central irregular.. Cuando se calienta la zona central de las ranuras de los rodillos., El cobre migra continuamente en la superficie interior de la pared de la ranura.. El cobre presenta un punto de fusión bajo., lo que reduce drásticamente la plasticidad caliente de la superficie del rodillo e inicia microfisuras superficiales. Estas grietas se expanden y propagan con la migración continua de cobre., eventualmente causando desconchado irregular del bloque.
Tomando como ejemplo el laminado en caliente de bandas estrechas, La supervisión in situ inadecuada permite a los operadores de acabado ajustar arbitrariamente el tonelaje de laminación para cada ranura., lo que lleva a un desgaste inconsistente en diferentes ranuras de los rodillos. Durante el reacondicionamiento del rollo, Las microfisuras residuales no se eliminan por completo girando. Cuando el rollo reelaborado se vuelve a poner en producción, Las microfisuras se expanden rápidamente y se interconectan en grietas macroscópicas., lo que resulta en el desconchado del metal de la ranura.
2.2 Agrietamiento del anillo de rodillo
Los anillos de rodadura soportan tensiones de montaje superpuestas, estrés térmico y estrés de rodadura durante la producción. La tensión de tracción tangencial en el diámetro interior de los anillos del rodillo alcanza un nivel alto durante el laminado., y los anillos de rodillos de un solo material no pueden ofrecer una vida útil prolongada. La concentración de tensiones locales combinada con otras tensiones alternas provoca fácilmente daños irreversibles por agrietamiento de los anillos del rodillo..
2.3 Defectos por picaduras en ranuras por laminación
picaduras (también conocido como manchas puntuales) Es un defecto superficial generalizado caracterizado por rugosidad., superficies de ranura desiguales. Los defectos por picaduras aparecen en tiras continuas., parches parciales o manchas dispersas. Se permiten picaduras menores siempre que su profundidad no exceda la tolerancia de espesor del producto.. Las principales causas de las picaduras se enumeran a continuación.:
- Pasada de acabado desgastada o ranuras de pasada intermedia, o incrustaciones de óxido de hierro fragmentadas incrustadas en las superficies del rodillo;
- Óxido de hierro fragmentado prensado y pelado sobre la superficie del material laminado;
- Erosión química en la superficie del rodillo.;
- Oxidación superficial severa de piezas en bruto de acero durante el recalentamiento.
2.4 Fractura del rollo
Impactos, azotes de cola, El atasco del acero y otros incidentes anormales de producción generan grietas internas y superficiales, además de puntos blandos en los rodillos.. Estos defectos alteran gravemente la estabilidad del rodamiento y acortan la vida útil del rollo.. Las grietas severas y penetrantes causan desprendimiento prematuro de los rodillos en una gran superficie y obligan al retiro anticipado de los rodillos..
3 Análisis de causa raíz de fallas en los rollos
Los defectos en los rollos surgen de múltiples factores: operación manual incorrecta, rendimiento de refrigeración insuficiente, Parámetros irrazonables del proceso de laminación y defectos inherentes en la calidad del material del rollo.. Un enfriamiento inadecuado o no coincidente crea diferencias drásticas de temperatura en las superficies de los rodillos., inducir estrés térmico que acelera el desconchado de la superficie. Una temperatura excesivamente alta del rodillo degrada la resistencia del mismo y la resistencia al desgaste., desencadenando la explosión del surco, desconchado de metal, agrietamiento térmico e incluso fractura completa del rodillo.
Otros factores que causan fallas incluyen la selección inadecuada del material del rollo que no coincide con los grados de acero laminado y los procesos de producción., así como errores del operador, como el bobinado de acero y el apilamiento de material., que provocan la rotura del surco, pelado de metal y rotura de rollos.
Inclusiones metálicas quebradizas dentro de espacios en blanco de acero. (SiO₂, Al₂O₃, impurezas de silicato) También acorta considerablemente la vida útil del rollo.. El nivel de peligro varía con la cantidad de inclusión., tamaño y morfología: Una mayor fracción de volumen y un mayor tamaño de partícula provocan daños más graves., inclusiones especialmente angulares y con bordes afilados.
4 Contramedidas técnicas optimizadas
4.1 Actualizar dispositivos de enfriamiento de rollos
La optimización del equipo de enfriamiento mejora la eficiencia en la utilización del agua de enfriamiento y el rendimiento de disipación de calor para extender la vida útil del rollo.. El calor masivo se acumula durante el rodamiento., por lo que se requiere enfriamiento continuo para estabilizar la temperatura del rodillo, ampliar los ciclos de cambio de rodillos y garantizar una temperatura de procesamiento controlada. El sistema de enfriamiento del rodillo consta de tanques de agua de enfriamiento primario y secundario.. El agua de refrigeración primaria se rocía axialmente a través de ranuras hacia la zona de rodadura para lubricar y enfriar los tubos de cobre.. El enfriamiento secundario reduce rápidamente la temperatura del tubo, evita que entre aire en el manguito rodante y evita la oxidación del tubo de cobre. Se adoptan anillos de pulverización de agua para el enfriamiento directo de la superficie del rodillo..
La velocidad de transmisión principal excede 1300 rpm y el accionamiento del rodillo auxiliar funciona por encima 700 rpm bajo rodamiento de alta velocidad. Es obligatorio un control preciso del flujo y la presión del agua de refrigeración., con suministro de refrigeración suficiente y continuo. Los rodillos con temperatura por encima del límite deben reemplazarse inmediatamente para evitar grietas por fatiga térmica.. La temperatura estable del rodillo requiere un flujo de agua de refrigeración superior 3500 L/h y presión de la bomba controlada por debajo 0.8 MPa.
La estructura original del tanque de agua cuadrado perforado se reemplaza por boquillas cilíndricas sólidas.. Se agregan dos filas de ranuras de agua elípticas en las posiciones de las cuñas divisorias., cubriendo un ancho de cuña de 5~8 mm. El volumen de suministro de agua en las cuñas de división se triplica en comparación con otras zonas para fortalecer el enfriamiento local y extender la vida útil de las ranuras de los rodillos de las cuñas de división..
4.2 Optimización de los parámetros del agua de refrigeración & Modernización del sistema de suministro de agua
La temperatura del agua de refrigeración debe controlarse entre 40 y 60 ℃.. Una temperatura del agua excesivamente alta acelera la fractura del rodillo, mientras que la temperatura ultrabaja interrumpe la recristalización del acero y degrada la calidad del producto terminado.; Las temperaturas extremadamente altas o bajas agravan el daño por fatiga térmica..
Se reconstruye el sistema de tuberías de agua de refrigeración: El suministro de agua de baja turbidez se actualiza a suministro de agua de turbidez media., Y los motores de accionamiento de frecuencia variable están equipados para que las bombas de agua realicen una presión hidráulica ajustable automática estabilizada en 0.8 MPa.
4.3 Optimización del horario de pases
La eficiencia de enfriamiento limitada afecta el rendimiento del laminador de bandas estrechas en caliente de φ550. Basado en el diseño del pase original., El principio de dispersión forzada se aplica al soporte del molino número 1.. Dada la alta temperatura del material terminado K1, Los pases de esparcimiento forzado están dispuestos en los soportes K3 y K4., con perfiles inferiores rectos para ensanchar ranuras. El ángulo de inclinación de pasada de las ranuras de extensión forzada se establece en 17,7° para evitar arrugas en la superficie y una calidad superficial del acabado no calificada después de la extensión en K3 y K4.. Se implementan los ajustes dimensionales correspondientes en las ranuras del rodillo K6 para eliminar los defectos de tracción de la cola..
4.4 Material del anillo del rollo & Optimización de dimensiones
Tomando como ejemplo flejes de acero estrechos en caliente Q215, el diseño inicial establece un 19.0 mm de distancia entre ranuras centrales y 7.8 mm ancho del anillo del rodillo intermedio, Cumplir con los estándares de diseño teórico.. Sin embargo, El estrecho ancho del anillo del rodillo genera fácilmente grietas por fatiga y fractura completa del anillo bajo cargas cíclicas.. Para resolver este problema, el espacio entre rodillos se ha rediseñado para 22.0 mm, y el ancho del anillo del rodillo intermedio se incrementa a 10.8 mm.
4.5 Modificación automática del sistema de control de espesor
La fuerza de rodadura fluctúa con el espesor de entrada., tensión, coeficiente de fricción y resistencia a la deformación, mientras que las curvas de deformación afectan directamente el espesor de la tira de salida. Control automático de calibre (AGC) adopta algoritmos modelo para regular automáticamente el espesor de la tira, Estado del laminador y perturbaciones externas., realizando un ajuste inteligente de la presión de rodadura, velocidad de línea y espacio entre rodillos para un control preciso de la tolerancia de espesor. Los sistemas de atornillado hidráulico equipados con AGC presentan una alta precisión de control y una respuesta rápida. El control preciso del espesor de la losa depende de un control confiable de la calidad del molino y de suficientes unidades hidráulicas AGC. Para la línea de acabado No.6 de la línea de tiras, El espesor controlado objetivo varía desde 2.7 mm a 27 mm con tasa de desviación permitida de 10%.
4.6 Estandarizar los procedimientos operativos para evitar daños inducidos por el hombre
La operación incorrecta es una causa común de daño al rodillo.; Las especificaciones de operación estandarizadas se formulan de la siguiente manera.:
- Evite el contacto directo entre las guías y las superficies del rodillo.;
- Siga estrictamente los procedimientos de cambio de agua de refrigeración para evitar el funcionamiento en seco después del reemplazo del rollo.;
- Fortalecer la inspección regular de equipos; detener inmediatamente la producción una vez que se produzca el bobinado de acero, y espere a que el material para heridas se enfríe a temperatura ambiente antes de desecharlo.;
- Controle la forma del material laminado estrictamente según los estándares técnicos y prohíba la reducción excesiva en una sola pasada.;
- Cortar completamente el material negro oxidado en los cabezales de las tiras y prohibir alimentar acero negro severamente oxidado en los molinos..
4.7 Asegúrese de que haya suficiente margen para el reacondicionamiento de giro de rodillos
La producción estable de tonelaje por ranura de laminación depende de la eliminación completa de las grietas residuales durante el rectificado. Las grietas residuales no eliminadas reducen drásticamente la capacidad de laminación y contaminan la calidad de la superficie del producto terminado.. Para rollos acabados en tiras angostas en caliente Q215, el margen mínimo de giro se especifica como 600 mm. Los rollos con microfisuras residuales que no puedan eliminarse por completo después del volteo se desecharán y se prohibirá su reutilización..
5 Conclusión
La implementación de las medidas de optimización integradas anteriores puede extender en gran medida la vida útil del rollo., reducir la frecuencia de reemplazo de rollos y reducir la intensidad de mano de obra para los trabajadores. El sistema optimizado elimina el desconchado irregular en los centros de las ranuras de los rodillos y resuelve los defectos de agrietamiento y picaduras en los anillos de los rodillos.. El desgaste de las ranuras inducido por el enfriamiento prácticamente se elimina, Se mejora la calidad del producto terminado., y la eficiencia operativa efectiva promedio del molino aumenta significativamente.
