I metallbearbetningsindustrier som stål och icke-järnmetaller är valsverk kärnutrustningen för att åstadkomma plastisk deformation av material. Bland dem påverkar foderplattorna, som viktiga stödjande och skyddande komponenter i valsverksvalssystemet, direkt valsnoggrannhet, produktkvalitet och utrustningens driftsstabilitet. Under arbetsförhållandena med lång-exponering för enorma rullkrafter, hög-påverkan och friktion är slitage ett oundvikligt fenomen. Att förstå slitage vetenskapligt och använda effektiva reparationsmetoder är av stor betydelse för att kontrollera produktionskostnaderna och säkerställa kontinuerlig produktion.
Orsaker och effekter av slitage på valsverkets linerplåt
Förslitning av foderplåtar är en komplex och omfattande process, huvudsakligen härrörande från följande aspekter:
1. Mekaniskt slitage: Detta är den viktigaste formen av slitage. Under rullningsprocessen utövar rullarna ett enormt tryck på metallämnet för att deformera det, och denna kraft överförs till foderplattorna genom lagersätena. Kontinuerlig mikro-friktion och slag uppstår mellan foderplattorna och lagersätena och fräsställsfönster, vilket leder till gradvis förlust av ytmaterial och en minskning av dimensionsnoggrannheten.
2. Utmattningsslitage: Valsverkets arbetsbelastning kännetecknas av periodiska cykler. Under den långa-verkan av alternerande spänningar kommer mikroskopiska sprickor att utvecklas i ytskikten eller underytan av foderplattorna. Dessa sprickor expanderar och förbinder sig kontinuerligt, vilket så småningom leder till att material skalar av i form av tunna flingor, bildar gropbildning eller spjälkning.
3. Smörjförhållanden: Även om det finns smörjning mellan kontaktytorna på foderplattorna, under hög belastning och låga-hastighetsförhållanden, är det svårt att bilda en komplett vätskesmörjfilm, vilket ofta resulterar i gränssmörjning eller till och med torrfriktion, vilket förvärrar ytrepor och slitage.
4. Installations- och inriktningsnoggrannhet: Om foderplattorna är felaktigt installerade, eller valsverkets valssystem är dåligt inriktat, kommer det att leda till ojämn lastfördelning och excentrisk belastning, vilket gör att vissa foderplattor utsätts för onormalt hög belastning, vilket accelererar deras slitage och skador.
De direkta effekterna av förslitning av foderplåtar inkluderar: förlust av axiell och radiell positioneringsnoggrannhet för valsarna, vilket leder till ojämn tjocklek och dålig form på det valsade bandet; ökat slitageavstånd som orsakar utrustningsvibrationer och buller, vilket påverkar livslängden för lager och andra relaterade komponenter; och i allvarliga fall kan foderplåtbrott uppstå, vilket resulterar i oplanerade stillestånd, stör produktionsscheman och orsakar betydande ekonomiska förluster. II. Traditionellt svar: Begränsningar för att ersätta med nya liners
När man står inför slitage på liner är det mest direkta traditionella tillvägagångssättet att ersätta de slitna linersen med nya reservdelar. Denna metod har tydliga fördelar: nya liners har standardmått och konsekvent prestanda, och deras installation återställer snabbt utrustningen till dess ursprungliga designnoggrannhet, vilket gör operationen enkel.
Att enbart förlita sig på att ersätta med nya delar har dock betydande begränsningar:
Hög kostnad: Liners för stora valsverk är vanligtvis smidda av högkvalitativt-legerat stål, och varje enhet är dyr. Frekventa byten innebär en enorm kostnad för reservdelar.
Logistiskt tryck: Från reservdelsanskaffning och transport till lagerhantering krävs betydande kapital- och lagerresurser. Om ett plötsligt och kraftigt slitage inträffar och lagret är otillräckligt, kan väntan på att nya delar kommer fram leda till förlängda stillestånd.
Materialavfall: Slitage är ofta koncentrerat till lokala arbetsområden. Att byta ut hela fodret innebär att kassera en stor mängd material som fortfarande är funktionellt, vilket strider mot principen om resurshushållning.
Begränsad anpassningsförmåga: Materialet och prestandan hos nya standardfoder är fasta och kan inte "skräddarsys" för att optimera för specifika slitageförhållanden för speciella bruksställ och produkter.
Reparationsteknik för slitna liners: värde och tillvägagångssätt
Jämfört med fullständigt utbyte blir reparation och återanvändning av slitna liners ett mer ekonomiskt och tekniskt riktat alternativ. Kärnidén med reparation är att återställa storleken och formen på den slitna linerbasen och förbättra dess lokala prestanda genom additiv tillverkning och andra metoder.
För närvarande inkluderar de viktigaste reparationsteknikerna:
1. Ytreparation: Detta är den mest använda tekniken. Det innebär avsättning av ett eller flera lager av legerat svetsmaterial på den slitna ytan av fodret med metoder som bågsvetsning och gasskyddad svetsning. Nyckeln till reparationsprocessen är:
Materialmatchning: Baserat på den kemiska sammansättningen av fodrets basmaterial och arbetsförhållanden (såsom tryck, slag och temperatur), välj matchande eller överlägsna svetstrådar/elektroder för att säkerställa en stark bindning mellan reparationsskiktet och basmaterialet, och att hårdheten, slitstyrkan och sprickbeständigheten uppfyller kraven.
Processkontroll: Strikta svetsprocedurer krävs för att kontrollera förvärmningstemperatur, interpass-temperatur, svetsström och spänning och efter-långsamma nedkylningsåtgärder för att förhindra överdriven svetsspänning som leder till deformation eller sprickbildning. Bearbetning: Efter att ytsvetsningen är klar används diversifierade mekaniska bearbetningsmetoder som fräsning och slipning för att återställa dimensionsnoggrannheten och ytfinishen hos det reparerade fodret till kraven i designritningarna.
Fördelarna med ytsvetsreparation ligger i den stora tjockleken på reparationsskiktet och den höga bindningsstyrkan, vilket möjliggör flexibel materialpåfyllning efter slitageförhållanden. Utmaningarna inkluderar de höga tekniska kraven för operatörer, risken för att defekter uppstår på grund av felaktiga processer och möjligheten att den värme-påverkade zonen förändrar basmaterialets lokala egenskaper.
2. Termisk sprayreparation: Denna teknik innebär att man sprutar smält eller halv-smält beläggningsmaterial (som metallegeringar, keramik eller metall-keramiska kompositer) på den för-behandlade foderytan med hjälp av en hög-gasström för att bilda en beläggning. Vanligt använda metoder inkluderar ljusbågssprutning, flamsprutning och plasmasprutning.
Dess fördelar inkluderar en relativt låg arbetstemperatur, låg värmetillförsel till fodrets basmaterial och låg risk för deformation; den kan spruta olika högpresterande material, vilket avsevärt förbättrar ytans slitstyrka och korrosionsbeständighet; och beläggningstjockleken är kontrollerbar.
Begränsningar inkluderar att bindningen mellan beläggningen och basmaterialet huvudsakligen är mekanisk (vissa processer kan uppnå metallurgisk bindning), och bindningsstyrkan kan vara lägre än den för ytskiktet när den utsätts för stora stötbelastningar; beläggningen är vanligtvis tunn och inte lämplig för att reparera djupt slitage.
3. Kompositreparationsteknik: I praktiska tillämpningar används komposittekniker ofta för att utnyttja sina styrkor och mildra deras svagheter. Till exempel, för djupt slitna områden, används ytsvetsning för att fylla området först, och sedan sprutas ett lager av mer slitstarkt specialmaterial på ytan; eller laserbeklädnadsteknik används, vilket kan uppnå metallurgisk bindning av pulvermaterial med basmaterialet med en mycket låg utspädningshastighet, vilket resulterar i mindre termisk deformation och en tätare struktur, men utrustningsinvesteringen och kostnaden är högre.
Jämförande analys av reparation och utbyte
Valet mellan reparation och utbyte kräver en omfattande bedömning baserad på tekniska och ekonomiska faktorer:
Kostnadsmässigt: Kostnaden för reparation är vanligtvis bara 30%-60% av kostnaden för att köpa nya delar, vilket är en betydande fördel. Detta gäller särskilt för stora och dyra liners, där besparingarna är särskilt betydande.
När det gäller cykeltid: Reparationscykeln är i allmänhet kortare än inköps- och tillverkningscykeln för nya delar, särskilt för företag med-reparationskapacitet på plats eller lokala reparationspartners, vilket avsevärt kan minska stilleståndstiden.
När det gäller prestanda: Reparationsteknik ger möjlighet till "prestandauppgraderingar". Genom att använda mer slitstarka-och slagtåliga-reparationsmaterial kan svaga punkter som tidigare var benägna att slitas förstärkas, och livslängden för den reparerade komponenten kan till och med överstiga den för den ursprungliga nya delen. Prestandan för en ny del är dock fixerad.
