Les rouleaux sont apparus avec la naissance des équipements de laminoirs. L'histoire du développement des laminoirs témoigne du progrès technologique de l'ensemble de l'industrie du laminage d'acier.. Les premiers rouleaux ont adopté un moulage intégral simple dans un moule en sable. Avec itération technologique, le moulage en moule métallique a été progressivement inventé et popularisé.
Une avancée technologique majeure s'est produite lorsque les fabricants ont commencé à couler les rouleaux à travers des portes tangentielles situées au fond des moules de coulée.. À mesure que l'industrie du laminage d'acier progressait, les équipements roulants imposent des exigences plus élevées et plus strictes en matière de performances globales des rouleaux. Les rouleaux modernes nécessitent une dureté de surface élevée, excellente résistance à l'usure, forte résistance aux chocs et résistance aux fissures thermiques, ainsi que des performances antidérapantes stables. Entre-temps, le noyau du rouleau nécessite une résistance élevée, capacité anti-fracture et petite déformation.
Ces exigences de performances de surface et de noyau sont mutuellement contradictoires dans les rouleaux intégraux traditionnels. Pour résoudre ce goulot d'étranglement technique, les chercheurs ont développé des technologies de moulage composites à semi-rinçage et à rinçage complet, qui a jeté une base solide pour la modernisation de la fabrication de rouleaux composites.
1. Première technologie de moulage au rouleau composite
1.1 Méthode de coulée composite semi-rinçante
La méthode de semi-rinçage verse le fer fondu allié depuis le fond du moule de coulée.. Les ouvriers arrêtent de verser lorsque le fer en fusion atteint la jonction du col supérieur du rouleau et du cylindre du rouleau.. Après être resté debout pendant une certaine période, une coque extérieure dure se forme sur la surface du cylindre.
Les opérateurs ajoutent une certaine quantité de poudre de fer et de silicium au fer fondu restant dans la poche et remuent uniformément.. Ensuite, ils reprennent le versement pour terminer le profilage.. Ce processus améliore efficacement la résistance et la ténacité du noyau du rouleau tout en garantissant la résistance à l'usure de la surface..
1.2 Méthode de coulée composite à rinçage complet
La méthode de rinçage complet suit un processus de pré-coulage similaire. Une fois que le canon du rouleau forme une coque extérieure solide, les ouvriers remplacent le fer fondu d'origine par du fer fondu à noyau à haute résistance. Le nouveau fer en fusion continue de couler depuis la porte inférieure et fait sortir le fer en fusion du noyau d'origine à travers la colonne montante..
Ce remplacement complet réalise une séparation complète de la couche externe haute performance et du matériau central haute ténacité. La naissance de la technologie de laminage composite à rinçage marque le deuxième grand pas en avant dans l'histoire du développement des cylindres laminoirs..
2. Evolution itérative de huit générations de rouleaux composites centrifuges
Dans 1968, Japon Kubota a développé avec succès le premier rouleau centrifuge en fonte composite. Cette innovation a perfectionné la technologie moderne de fabrication de rouleaux composites. Au cours du passé 35 années, la technologie des rouleaux composites centrifuges a réalisé des mises à niveau itératives rapides et a progressivement formé huit générations techniques complètes.
2.1 Première génération: Rouleaux composites réfrigérés et réfrigérés indéfiniment
La couche extérieure des rouleaux de première génération est en fonte réfrigérée ou en fonte réfrigérée indéfinie avec une dureté et une résistance à l'usure élevées.. Le noyau du rouleau utilise de la fonte grise ordinaire avec une bonne ténacité. Les principales avancées techniques de cette génération se concentrent sur une technologie composite centrifuge mature., développement indépendant de scories protectrices et de technologie stable de préparation de revêtement de moule à froid.
2.2 Deuxième génération: Rouleaux composites à noyau ductile
La deuxième génération conserve la fonte réfrigérée ou la fonte réfrigérée indéfinie pour la couche de travail externe. Il améliore le matériau de base de la fonte grise à la fonte ductile. Cette mise à niveau améliore considérablement la résistance du noyau et les performances anti-fracture. La principale difficulté technique consiste à éliminer l'effet négatif des lignes noires dans la couche de liaison sur la résistance au pelage du rouleau..
2.3 Troisième génération: Rouleaux composites en fonte ductile
La couche externe et le noyau des rouleaux de troisième génération adoptent des matériaux en alliage de fonte ductile. Ce système de matériaux cohérent optimise la stabilité de liaison de la couche composite. Le principal défi technique consiste à prévenir efficacement la récession de sphéroïdisation et les défauts de refusion de la fonte ductile externe lors de la coulée centrifuge..
2.4 Quatrième génération: Rouleaux en fonte composite à haute teneur en chrome
Les rouleaux de quatrième génération appliquent de la fonte à haute teneur en chrome comme couche de travail externe, assorti aux noyaux en fonte ductile. Les matériaux à haute teneur en chrome améliorent considérablement la résistance à l'usure et la stabilité thermique des rouleaux. Le principal problème technique est de contrôler la diffusion de l’élément chrome de la couche externe vers le noyau., ce qui provoque facilement une réduction de la résistance du noyau et une rupture du rouleau. La structure composite à trois couches est adoptée dans des conditions de travail extrêmes pour éviter les risques de défaillance.
2.5 Cinquième génération: Rouleaux en acier moulé composite à haute teneur en chrome
La couche extérieure est améliorée en acier moulé à haute teneur en chrome avec une résistance et une ténacité plus élevées. Le noyau utilise toujours de la fonte ductile ou de l'acier graphite. Cette génération optimise davantage les propriétés mécaniques complètes. Les technologies clés incluent la suppression de la diffusion du chrome et le calibrage précis des paramètres du processus de composite centrifuge..
2.6 Sixième génération: Rouleaux composites en acier moulé et semi-acier
Les rouleaux de sixième génération adoptent de l'acier allié ou du semi-acier pour la couche externe, associé à des noyaux ordinaires en acier moulé ou en acier graphite. Il équilibre une résistance élevée à l’usure et une résistance aux chocs. Les principales orientations de recherche sont le réglage précis des paramètres de formage centrifuge et le développement indépendant de scories de protection à point de fusion élevé adaptées aux matériaux à base d'acier..
2.7 Septième génération: Rouleaux composites en acier rapide et en acier semi-rapide
La couche de travail externe utilise de l'acier rapide ou de l'acier semi-rapide avec une excellente dureté rouge et une excellente résistance à l'usure.. Les matériaux de base en option incluent la fonte ductile, acier graphite et acier forgé. Cette génération améliore considérablement la durée de vie des rouleaux et la résistance à la fatigue à haute température. Les clés techniques sont la correspondance précise des paramètres du processus centrifuge et la formulation scientifique de schémas de traitement thermique intégraux..
2.8 Huitième génération: Rouleaux composites en carbure de tungstène
La huitième génération représente la dernière technologie avancée de rouleaux. La couche externe adopte des matériaux amorphes avancés tels que le carbure de tungstène et l'acier céramique. Le noyau utilise de la fonte ductile ou de l'acier moulé à haute résistance. Il atteint une dureté ultra élevée, résistance ultra-usure et super résistance à la corrosion. Les principales difficultés techniques comprennent la stabilisation des paramètres de moulage par centrifugation et l'élimination des fissures de coulée causées par la contrainte de retrait des matériaux en alliage à haute performance..
3. Résumé du développement des rouleaux roulants modernes
Toute l’histoire du développement des rouleaux roulants suit une logique claire de mise à niveau technologique.. Il évolue du début du moulage intégral simple au moulage composite semi-rinçant et entièrement affleurant., et enfin itère sur huit générations de rouleaux composites centrifuges matures.
Chaque génération de mise à niveau technologique résout la contradiction de performances entre la résistance à l'usure de la surface du rouleau et la ténacité du noyau.. Les rouleaux composites modernes de huitième génération repoussent les limites matérielles de la fonte et de l'acier moulés traditionnels. Ils fournissent des composants de base de haute fiabilité pour une vitesse élevée, production moderne de laminages d'acier de haute précision et à forte charge.
