Anillos de rollo de acero fundido: componentes clave en aplicaciones industriales

Como componente clave de muchos equipos mecánicos en la producción industrial, anillo de rollo de acero fundido Juega un papel insustituible en varios procesos de rodadura. La calidad de su rendimiento afecta directamente la calidad de los productos, la eficiencia de producción y la estabilidad operativa de los equipos. Desde el procesamiento de metales hasta la producción de materiales de construcción, los anillos de rollo de acero fundido se usan ampliamente en muchos campos y son uno de los componentes básicos importantes para promover el desarrollo de la industria moderna. ​

1. ¿Qué es un anillo de rollo de acero fundido? ​

(1) Definición

Un anillo de rollo de acero fundido es un componente en forma de anillo hecho de material de acero fundido, generalmente instalado en equipos como rollos. El material de acero fundido es un material de acero con hierro y carbono como componentes principales y una cierta cantidad de elementos de aleación. El anillo de rollo se obtiene mediante el proceso de fundición para obtener una forma específica. En comparación con los anillos de rollo hechos de otros materiales, los anillos de rollo de acero fundido tienen ventajas de rendimiento únicas. ​

(2) Características estructurales

Los anillos de rollo de acero fundido generalmente tienen un grosor relativamente uniforme, y sus diámetros internos y externos se determinan de acuerdo con el equipo real utilizado y los requisitos de proceso. La forma transversal del anillo de rollo suele ser rectangular, pero en algunos escenarios de aplicación especiales, también está diseñado con un contorno especial para cumplir con requisitos de rodadura específicos. Por ejemplo, en algunos procesos de rodadura de alta precisión, las superficies de diámetro interno y externo del anillo de rodillos pueden tener un procesamiento especial para garantizar la precisión dimensional y la calidad de la superficie durante el proceso de rodadura. ​

2. Características de los anillos de rodillos de acero fundido

(1) Alta fuerza y ​​dureza

El material de acero fundido en sí tiene alta resistencia, lo que permite que el anillo de rodillos de acero fundido resistir grandes fuerzas de rodadura sin deformación o fractura. Al mismo tiempo, la adición apropiada de elementos de aleación y un proceso de tratamiento térmico razonable le dan buena resistencia al anillo del rodillo, para que pueda mantener la integridad estructural cuando se somete a las cargas de impacto. Esta combinación de alta resistencia y dureza asegura el funcionamiento estable del anillo de rodillos en condiciones de trabajo complejas. Por ejemplo, en el proceso de rodadura rugosa de billets de acero a gran escala y molinos de rodillos de haz de riel, los anillos de rodillos de acero fundido deben resistir una gran presión de rodadura y una fuerza de impacto. Su alta fuerza y ​​dureza los hacen competentes para esta tarea. ​

(2) buena resistencia al desgaste

Durante el proceso de rodadura, existe una fuerte fricción entre el anillo de rodillos y el material enrollado, por lo que la resistencia al desgaste es uno de los indicadores importantes del rendimiento del anillo de rodillos. Los anillos de rodillos de acero fundido forman una matriz con buena resistencia al desgaste al optimizar la composición de aleación y la microestructura. Algunos anillos de rodillos de acero fundido también contienen fases de fortalecimiento, como los carburos de alta duración, que mejoran aún más su resistencia al desgaste de la superficie. En comparación con los anillos de rodillos hechos de otros materiales, los anillos de rodillos de acero fundido pueden mantener una operación estable durante más tiempo en las mismas condiciones de trabajo, reducir la frecuencia de reemplazo causada por el desgaste y reducir los costos de producción. Por ejemplo, los anillos de rodillos de acero fundido de alto cromo utilizados en el soporte de la fábrica de rugos del molino de rodillos de tira caliente tienen una excelente resistencia al desgaste y pueden aumentar el volumen de rodadura en más del doble de los rodillos hechos de otros materiales. ​

(3) Resistencia a la grieta térmica ​

Durante el proceso de rodadura, el anillo de rodillos se calentará rápidamente debido al contacto con la pieza enrollada de alta temperatura y se enfriará rápidamente durante el proceso de enfriamiento. Este cambio de temperatura frecuente puede causar fácilmente grietas térmicas en el anillo de rodillos. Los anillos de rodillos de acero fundido tienen una buena resistencia a la grieta térmica a través de un diseño de aleación razonable y un proceso de tratamiento térmico. Por ejemplo, algunos anillos de rodillos de acero fundido de alto cromo tienen una buena resistencia a la grieta térmica debido al bajo contenido de carburo en su estructura de matriz y al enriquecimiento de elementos de cromo, lo que los hace capaces de trabajar de manera estable en entornos de alta temperatura, como el soporte de la fábrica de rollo de rollito de la fábrica.

(4) Machinabilidad y personalización

Los materiales de acero fundido tienen una buena maquinabilidad y se pueden convertir en anillos de rodillos de varias formas y tamaños a través de diversos procesos, como fundición, forja y mecanizado para satisfacer las necesidades de diferentes equipos y procesos. Al mismo tiempo, de acuerdo con los requisitos de uso específicos, los anillos de rodillos con propiedades específicas se pueden personalizar ajustando la composición química y el proceso de tratamiento térmico del acero fundido. Por ejemplo, para algunos escenarios de aplicación con requisitos especiales para la dureza y la dureza, los anillos de rodillos de acero fundido pueden lograr indicadores de rendimiento ideales al agregar elementos de aleación específicos y optimizar el proceso de tratamiento térmico. ​

3. Campos de aplicación de anillos de rodillos de acero fundido

(1) Industria del acero

Proceso de laminación en caliente: en el proceso de producción de tiras en caliente, acero, barras y cables, los anillos de rodillos de acero fundido se usan ampliamente en varios enlaces, como rodar en rugas, rodamiento intermedio y rodamiento de acabado. En la unidad de rodadura continua de tira en caliente, los anillos de rodillos de acero fundido del soporte de rodadura áspero necesitan soportar una gran fuerza de rodadura y alta temperatura. Su alta resistencia, resistencia al desgaste y resistencia al agrietamiento térmico aseguran la estabilidad del proceso de rodadura y proporcionan palanquillas que cumplan con los requisitos de tolerancia dimensional para la unidad de acabado. En el rodaje de secciones de acero y barras y cables, la alta precisión y la estabilidad de los rodillos de acero fundido ayudan a garantizar la precisión dimensional y la calidad de la superficie de los productos. ​

Proceso de laminación de frío: en el proceso de rodadura fría, los rodillos de acero fundido también juegan un papel importante. El rodamiento en frío tiene requisitos extremadamente altos para la calidad de la superficie y la precisión dimensional de los rodillos. A través del mecanizado de precisión y los procesos especiales de tratamiento térmico, los rodillos de acero fundido pueden cumplir con los requisitos del proceso de laminación en frío y garantizar la alta calidad de los productos enrollados en frío. Por ejemplo, en la producción de placas delgadas enrolladas en frío, la alta precisión y la buena resistencia al desgaste de los rodillos de acero fundido hacen que la superficie de las placas delgadas enrolladas sea suave y la precisión dimensional alta. ​

(2) Industria de materiales de construcción ​

Producción de cemento: en el proceso de producción de cemento, los rodillos de acero fundido se utilizan en equipos de molienda de clínker de cemento. La molienda de clinker de cemento requiere una gran fuerza de molienda. La alta resistencia y la resistencia al desgaste de los rodillos de acero fundido les permiten mantener un estado de trabajo estable durante el largo proceso de molienda, mejorar la eficiencia de la molienda y reducir los costos de mantenimiento del equipo. ​

Fabricación de vidrio: en la industria de fabricación de vidrio, los rodillos de acero fundido se utilizan en equipos de formación y procesamiento de vidrio. Por ejemplo, en el proceso de rodadura de vidrio, la alta precisión y la estabilidad de los rodillos de acero fundido pueden garantizar la uniformidad del grosor de vidrio y la planitud de la superficie, y mejorar la calidad de los productos de vidrio. ​

(3) Industria de metales no ferrosos

Rolling de aluminio: en el proceso de rodadura de aluminio, los rodillos de acero fundido se usan para producir placas de aluminio, tiras de aluminio, láminas de aluminio y otros productos. El aluminio es suave, pero la calidad de la superficie y la precisión dimensional de los rodillos también son muy altos durante el proceso de rodadura. Los rodillos de acero fundido pueden cumplir con los requisitos del rodaje de aluminio a través del tratamiento de superficie especial y la tecnología de procesamiento para producir productos de aluminio de alta calidad. Por ejemplo, en la rodadura de aluminio de aluminio, la alta precisión y la superficie de baja rugosidad de los rodillos de acero fundido ayudan a producir una lámina de aluminio de calidad extremadamente delgada y estable. ​

Procesamiento de cobre: ​​en la industria de procesamiento de cobre, los rodillos de acero fundido se utilizan en el proceso de rodadura de barras de cobre, placas de cobre, tubos de cobre y otros productos. La rodadura de materiales de cobre tiene altos requisitos para la resistencia al desgaste y la anti-adhesión del anillo de rodillos. Al optimizar la composición de la aleación y el proceso de tratamiento de la superficie, los anillos de rodillos de acero fundido pueden evitar que el cobre se adhiera a la superficie del anillo de rodillos durante el proceso de rodadura, asegurando el progreso suave del proceso de rodadura y la calidad de la superficie del producto.
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4. Proceso de fabricación de anillos de rodillos de acero fundido

(1) Selección de materia prima

La materia prima para la fabricación de anillos de rodillos de acero fundido es principalmente de acero fundido. Los materiales de acero fundido con diferentes composiciones se seleccionan según los diferentes requisitos de rendimiento. En términos generales, el contenido de carbono en el acero fundido es entre 0.4% y 1.3%, y contiene elementos de aleación como cromo, níquel, molibdeno y vanadio. Por ejemplo, para los anillos de rodillos que requieren alta resistencia y resistencia al desgaste, se seleccionarán materiales de acero fundido que contengan elementos de aleación más altos como el cromo y el molibdeno; Mientras que para los anillos de rodillos que requieren buena resistencia, la proporción de elementos de aleación se ajustará adecuadamente. Al seleccionar materias primas, también es necesario controlar estrictamente la calidad de las materias primas para garantizar que su pureza y composición cumplan con los requisitos de diseño.

(2) Proceso de lanzamiento

Casting integral: la mayoría de los anillos de rodillos de acero fundido adoptan un proceso integral de fundición. El proceso de fundición integral tradicional adopta el método de colgar arena fría y vertido en el cuerpo del rodillo. Durante el proceso de fundición, el líquido de acero fundido fundido se inyecta en el molde preparado. El molde generalmente adopta el método de colgar arena fría para controlar el proceso de solidificación de la fundición y obtener buenas propiedades organizativas. Con el desarrollo de la tecnología, la mayoría de los procesos de fundición ahora se cambian desde el colgar de arena fría a la recubrimiento de aerosol frío. Este método puede controlar mejor la calidad de la superficie y la estructura de solidificación de la fundición. Al mismo tiempo, para garantizar el efecto de compensación de contracción de la fundición, la compensación de contracción del elevador adopta un proceso de calefacción eléctrica para mejorar la calidad del fundido. ​

Casting compuesto: en algunos casos con requisitos especiales, se utiliza un proceso de fundición compuesto para fabricar anillos de rodillos de acero fundido. El proceso de fundición compuesto es combinar materiales de acero fundido de diferentes composiciones a través de un método de fundición específico para que el anillo de rodillos tenga una capa y núcleo de trabajo con diferentes propiedades. Por ejemplo, la capa interna puede usar materiales de acero fundido para mejorar la tenacidad, y la capa externa puede usar materiales de acero fundido que contienen carburos de alta dureza para mejorar la dureza y la resistencia al desgaste. El proceso de fundición compuesto puede dar juego completo a las ventajas de diferentes materiales y mejorar el rendimiento integral del anillo de rodillos.

(3) Proceso de tratamiento térmico

Normalización de temperamento: para rollos de acero fundido de aleación general, la estructura de la matriz generalmente se controla para ser troostito y troostito templado a través del proceso de tratamiento térmico de temple normalización. La normalización puede refinar los granos y mejorar la resistencia y la tenacidad del material, mientras que el templado puede eliminar el estrés interno generado durante el proceso de normalización, estabilizar la estructura y mejorar el rendimiento integral del material. ​

Recocido esferoidizante: en algunos casos, los anillos de rollo de acero fundido deben ser refocidos esferoidizados. El recocido esferoidizante es principalmente para mejorar el rendimiento de corte del rollo, mejorar la eficiencia de corte y preparar la estructura correspondiente para el tratamiento posterior de enfriamiento. El recocido esferoidizante cambia los carburos en la estructura de copos a esféricos, es decir, los carburos esféricos o granulares se distribuyen uniformemente en la matriz de ferrita, formando una estructura de perlita esférica. ​

Difusión y esferoidización de alta temperatura: con la mejora del grado de aleación del rollo, para mejorar aún más el rendimiento del anillo de balanceo de acero fundido, el tratamiento térmico del rollo tiene medias de proceso agregadas como difusión y esferoidización de alta temperatura. La difusión de alta temperatura puede hacer que los elementos de aleación se distribuyan más uniformemente en el acero fundido, mejorando la consistencia de rendimiento del material; El tratamiento con esferoiding puede mejorar la morfología y la distribución de los carburos, y mejorar la resistencia y la resistencia al desgaste del material. ​

(4) procesamiento y prueba

Mecanizado: el anillo de rodillo de acero fundido debe mecanizarse después de la fundición para lograr la precisión dimensional y la calidad de la superficie requerida por el diseño. El proceso de mecanizado incluye girar, moler, perforación y otros procesos. A través del equipo de procesamiento preciso y el control de procesos, la precisión dimensional del diámetro interno, el diámetro exterior, el grosor y otras dimensiones del anillo del rodillo están garantizadas para cumplir con los requisitos estándar, y la rugosidad de la superficie del anillo del rodillo alcanza el valor especificado. ​

Pruebas de rendimiento: para garantizar la calidad del anillo de rodillos de acero fundido, se requieren pruebas de rendimiento estrictas. Las pruebas de rendimiento incluyen pruebas de dureza, análisis de estructura metalográfica, pruebas de rendimiento mecánica, etc. Las pruebas de dureza pueden detectar si la dureza de la superficie y el interior del anillo de rodillos cumple con los requisitos de diseño; El análisis de la estructura metalográfica puede observar la microestructura del acero fundido y determinar si tiene defectos; Las pruebas de rendimiento mecánica incluyen pruebas de tracción, pruebas de impacto, etc., para detectar los indicadores de rendimiento mecánico, como la resistencia y la tenacidad del anillo de rodillos.

Detección de defectos: la detección de defectos es una parte importante para garantizar la calidad de los anillos de rodillos de acero fundido. Principalmente utiliza la detección de defectos ultrasónicos, la detección de defectos de partículas magnéticas y otros métodos para detectar si hay grietas, poros, inclusiones y otros defectos dentro del anillo de rodillos. La detección de defectos puede detectar posibles problemas de calidad en el tiempo y evitar fallas en el equipo y accidentes de seguridad causados ​​por defectos durante el uso.

5. Mantenimiento y cuidado de los anillos de rodillos de acero fundido

(1) Inspección diaria

Inspección de la apariencia: inspeccione regularmente la apariencia de los anillos de rodillos de acero fundido para observar si hay desgaste de superficie, grietas, pelado, etc. Si se encuentra un ligero desgaste en la superficie, se puede reparar mediante una rectificación adecuada; Para problemas graves, como grietas y pelado, el anillo de rodillos debe reemplazarse a tiempo para evitar afectar la calidad de la producción y la seguridad del equipo.

Inspección de dimensiones: mida regularmente el diámetro interno, el diámetro exterior, el grosor y otras dimensiones del anillo de rodillos de acero fundido, compararlos con las dimensiones de diseño originales y verificar si hay alguna desviación dimensional. Si la desviación dimensional excede el rango permitido, es necesario analizar la causa y tomar las medidas correspondientes, como ajustar los parámetros del proceso de rodadura o reparar el anillo del rodillo.

(2) lubricación y enfriamiento

Lubricación: durante el proceso de rodadura, para reducir la fricción entre el anillo del rodillo y el material enrollado, el anillo de rodillos debe lubricarse. Seleccionar un lubricante adecuado y adoptar un método de lubricación razonable, como lubricación por pulverización de aceite, lubricación de neblina de aceite, etc., puede reducir efectivamente el coeficiente de fricción, reducir el desgaste del anillo de rodillos y extender su vida útil. Al mismo tiempo, el sistema de suministro de lubricante debe verificarse regularmente para garantizar el suministro normal de lubricante. ​

Enfriamiento: dado que se genera una gran cantidad de calor durante el proceso de rodadura, el anillo de rodillos debe enfriarse para evitar que el anillo de rodillos se sobrecaliente y cause la degradación del rendimiento. El anillo del rodillo generalmente se enfría mediante enfriamiento de agua o enfriamiento de aire, y el flujo y la temperatura del medio de enfriamiento se controlan para garantizar que el anillo del rodillo funcione dentro del rango de temperatura apropiado. Al mismo tiempo, las impurezas y la escala en el sistema de enfriamiento deben limpiarse regularmente para garantizar el efecto de enfriamiento. ​

(3) precauciones de almacenamiento

Prevención de óxido: si el anillo de rodillos de acero fundido debe almacenarse durante mucho tiempo, debe estar a prueba de óxido. El aceite contra la rompina se puede aplicar a la superficie del anillo del rodillo o se pueden usar materiales de embalaje anti-rominación para empaquetarlo para evitar que el anillo del rodillo se oxide durante el almacenamiento. ​

Ambiente de almacenamiento: almacene el anillo de rodillos de acero fundido en un ambiente seco y bien ventilado para evitar la humedad y la corrosión. Al mismo tiempo, el anillo del rodillo debe protegerse del impacto externo y la extrusión para evitar que se deforma o daños. ​

6. Tendencias futuras de desarrollo

(1) Innovación material

Con el desarrollo continuo de la tecnología industrial, los requisitos para el rendimiento de los anillos de rodillos de acero fundido están cada vez más altos. En el futuro, los materiales de los anillos de rollo de acero fundido se desarrollarán en la dirección de alto rendimiento y multifunción. Por un lado, al optimizar aún más la composición de la aleación y el desarrollo de nuevos materiales de aleación, se mejorarán las propiedades integrales de los anillos de rollo de acero fundido, como resistencia, resistencia, resistencia al desgaste y resistencia al agrietamiento térmico; Por otro lado, los materiales con propiedades especiales, como materiales inteligentes y nanomateriales, se estudiarán y aplicarán para dar anillos de rollo de acero fundido nuevas funciones para satisfacer necesidades de aplicación industrial más complejas y especiales. ​

(2) Optimización del proceso de fabricación

Aplicación de tecnología de fabricación avanzada: en el futuro, las tecnologías de fabricación avanzadas, como la impresión 3D y la fabricación aditiva, se aplicarán gradualmente al proceso de fabricación de los anillos de rollo de acero fundido. Estas tecnologías pueden realizar la rápida fabricación de anillos de rollo de forma compleja, mejorar la utilización de materiales y reducir los costos de producción. Al mismo tiempo, a través del diseño digital y la tecnología de simulación, el proceso de fabricación se puede controlar con mayor precisión, y se puede mejorar la calidad y la estabilidad de rendimiento del anillo de balanceo. ​

Desarrollo del proceso de fabricación verde: con la mejora continua de la conciencia ambiental, el proceso de fabricación verde se convertirá en la tendencia de desarrollo de la fabricación de anillos de rodillos de acero fundido. La adopción de procesos de producción de ahorro de energía y reducción de emisiones, como optimizar el consumo de energía en el proceso de fundición y reducir las emisiones de residuos, puede lograr un desarrollo sostenible de la fabricación de anillos de rodillos de acero fundido.

(3) Inteligencia y automatización

Monitoreo inteligente y diagnóstico: en el futuro, los anillos de rodillos de acero fundido estarán equipados con sensores inteligentes para monitorear el estado de trabajo de los anillos de rodillos en tiempo real, como la temperatura, la presión, el desgaste, etc., a través del análisis de datos y los algoritmos de inteligencia artificial, se pueden evitar el diagnóstico temprano y la predicción de las fallas en el anillo de rodillos, se pueden mejorar la eficiencia de la seguridad. ​

Producción y gestión automatizadas: la producción y gestión automatizada se realizarán en la fabricación y el uso de anillos de rodillos de acero fundido. Las líneas de producción automatizadas pueden mejorar la eficiencia de producción y garantizar la consistencia de la calidad del producto; Los sistemas de gestión automatizados pueden lograr un monitoreo en tiempo real y una programación optimizada del proceso de producción, y mejorar el nivel de gestión de producción de las empresas. ​

7. Conclusión

Como un componente clave en la producción industrial, los anillos de rodillos de acero fundido se han utilizado ampliamente en muchas industrias, como acero, materiales de construcción y metales no ferrosos debido a su alta resistencia, buena resistencia al desgaste, resistencia al agrietamiento térmico, maquinabilidad y personalización. Su proceso de fabricación cubre múltiples enlaces, como selección de materias primas, fundición, tratamiento térmico, procesamiento y pruebas, y cada enlace tiene un impacto importante en la calidad y el rendimiento del anillo de rodillos. Al mismo tiempo, el mantenimiento y la atención razonables pueden extender la vida útil de los anillos de rodillos de acero fundido y reducir los costos de producción. Con el avance continuo de la ciencia y la tecnología, los anillos de rodillos de acero fundido marcarán el comienzo de las nuevas oportunidades de desarrollo en la innovación de materiales, la optimización de procesos de fabricación, la inteligencia y la automatización, y proporcionarán un apoyo más poderoso para promover el desarrollo de alta calidad de la industria moderna. ​

La siguiente es una tabla de comparación de rendimiento de diferentes tipos de anillos de rodillos de acero fundido: