1780 Analyse des causes et mesures préventives en cas d'écaillage des rouleaux de support dans le laminage continu à chaud

Résumé : Une analyse du pelage et de l'écaillage de la rouleau de sauvegardes sur les bords de la rouleau de sauvegardeDes essais sur le laminoir tandem à chaud d'Angang de 1780 ont été réalisés. On pensait que le durcissement par écrouissage, l'usure inégale, les microfissures de fatigue et la conception déraisonnable du chanfrein latéral du rouleau étaient les principales raisons des écaillages des rouleaux. Sur la base des conditions d'utilisation réelles, des méthodes d'utilisation et de maintenance raisonnables et des mesures préventives sont proposées.

Mots clés : laminage à chaud ; rouleau de sauvegarde; écaillage; microfissures de fatigue

Introduction

Dans les quatre hauts laminoir Pour la production de tôles et de bandes d'acier, les rouleaux de travail sont en contact direct avec la pièce laminée, ce qui provoque une déformation plastique de la pièce laminée, qui est étroitement liée à la qualité de surface et à la forme de la tôle et de la bande. Le rouleau de support supporte la majeure partie du moment de flexion, ce qui a une grande influence sur le fonctionnement stable de la production, en particulier sur la forme de la section transversale de la tôle et de la bande d'acier. rouleau de sauvegarde Les facteurs de production jouent un rôle important. D'une part, le cycle de remplacement du rouleau de support est relativement long, en particulier en cas d'accident, ce qui a un impact important sur la ligne de laminage ; d'autre part, le coût de fabrication du rouleau de support est élevé. Chacun peut coûter plus d'un million de yuans. Lorsqu'un accident de rouleau de support se produit, le diamètre du rouleau de support est perdu, ce qui entraîne de grandes pertes économiques. Peu de temps après la mise en service de l'usine de laminage continu à chaud 1780 d'Anyang Iron and Steel Co., Ltd., un grave accident s'est produit au cours duquel l'extrémité du rouleau de support du laminoir grossier est tombée. Cet article analyse les raisons pour lesquelles le rouleau de support se décolle et se bloque, et prend des mesures d'amélioration et de prévention correspondantes de manière ciblée.

Situation de base du laminage continu à chaud 1780

Français Le laminage continu à chaud 1780 est l'une des lignes de production importantes dans la planification stratégique de l'ajustement de la structure des produits d'Anyang Iron and Steel. Dans la première phase, 2 fours de chauffage à poutres mobiles, 1 laminoir à ébauche réversible à quatre rouleaux verticaux, 1 cisaille volante, 7 laminoirs de finition continus à quatre rouleaux et 2 bobineuses seront construits, avec une production annuelle de 175 millions de tonnes. Dans la deuxième phase, un four de chauffage à poutres mobiles, un laminoir à ébauche à deux rouleaux et une bobineuse seront construits, avec une production annuelle atteignant 3,5 millions de tonnes, et une unité de planage et de bobineuse avec une production annuelle de 800 000 tonnes sera ajoutée. L'agencement du processus est illustré à la figure 1. Les conditions de laminage de la ligne de laminage sont présentées dans le tableau 1.

Four de chauffage n° 1-3 (réservé) ; Four de chauffage n° 2-2 ; Four de chauffage n° 3-3 ; 4-décalamineur d'ébauche ; 5-Laminoir vertical à rouleaux R1 (réservé) ; 6-Laminoir d'ébauche à deux rouleaux R1 (réservé) ; 7-Laminoir vertical à rouleaux R2 ; 8-Laminoir d'ébauche à quatre hauteurs R2 ; 9-Couvercle isolant de billette intermédiaire ; 10 Cisaille volante à tête ; 11-Laminoir vertical à rouleaux F1E ; 12-Laminoir de finition à sept cages ; 13-Salle de mesure ; 14-Refroidissement par flux laminaire ; 15-Enrouleur n° 1 ; 16-Enrouleur n° 2 ; 17-Enrouleur n° 3 (réservé) ; 18-Presse à balles n° 1 ; 19-Machine à balles n° 2 ; 20-Machine à balles n° 3 (réservé) ; 21-Ligne d'inspection de déroulage ; 22-Laminoir n° 4 machines à balles; 23—Machine à pulvériser; 24—Pont mobile d'entrepôt

Figure 1 Schéma du procédé de laminage continu à chaud (la case en pointillés représente l'équipement réservé)

Tableau 1 Aperçu des 1780 rouleaux de laminage continu à chaud

Décollement des bords du R2 rouleau de sauvegarde du laminoir à dégrossir

Le rouleau de support dont l'extrémité du rouleau s'est décollée est le rouleau de support inférieur du laminoir d'ébauche R2. Au total, 114 000 tonnes d'acier ont été laminées. Le blocage du bord s'est produit à une extrémité du côté transmission du corps du rouleau. La direction circonférentielle est de près de 1 000 mm, la largeur axiale est de 200 mm et la direction radiale est de 90 mm. Après la sortie de la machine, la dureté de la surface du rouleau est mesurée et le maximum est HS71.2.

À en juger par la morphologie du bord cassé du rouleau de support, l'origine de la fissure s'est produite sur la surface du rouleau, et aucune inclusion visible ni défaut d'expansion de la source de fissure n'ont été trouvés dans d'autres parties. À en juger par ce phénomène, la perte de matière dans cette pièce est principalement causée par des microfissures de fatigue causées par une contrainte excessive sur le bord. Les microfissures de fatigue sont causées par l'expansion des fissures induite par des charges d'impact alternées fréquentes.

Les performances d’inspection en usine du rouleau de sauvegarde sont présentées dans le tableau 2.

Figure 2 Photo de l'écaillage de rouleau de sauvegarde dans un laminoir à dégrossir

Tableau 2 Paramètres d'inspection des performances du rouleau de support

Analyse des causes du décollement des bords

Effet de l'écrouissage

Le rouleau de support maintient toujours un contact de roulement avec le rouleau de travail à haute dureté, et la surface du rouleau est soumise à une contrainte de contact périodique. La contrainte de contact de roulement périodique produit une couche durcie sur la surface du rouleau de support. Lorsque la valeur de contrainte augmente du degré de durcissement et que la contrainte de roulement dépasse la limite d'élasticité du matériau, des microfissures apparaissent puis s'élargissent pour provoquer un écaillage.

Effet de l'usure inégale

L'usure superficielle de la rouleau de sauvegarde La couche durcie est irrégulière et la couche durcie est répartie en bandes. Il existe des différences de dureté et des états de contrainte différents entre les différentes bandes. En cas de surcharge pendant le processus de laminage, comme le décollement du rouleau de travail, l'enroulement du rouleau, le blocage de l'acier, le glissement et d'autres accidents de laminage, l'incrustation de tartre d'oxyde de fer, l'érosion par l'eau de refroidissement de la surface du rouleau, etc., la contrainte de cisaillement locale du rouleau de soutien augmentera et cédera. Des microfissures sous-cutanées se produisent au fond de la couche durcie et les microfissures se développent de l'intérieur vers l'extérieur jusqu'à la surface du rouleau, provoquant un décollement et une chute.

Avant l'apparition de l'écaillage, ce type de microfissure est difficile à détecter pendant l'utilisation du rouleau, et l'expansion de la fissure n'est pas visible. Si ces microfissures sous-cutanées ne sont pas découvertes et éliminées lors du meulage hors ligne du rouleau, les fissures se développeront rapidement lors de la réutilisation, atteignant la surface du rouleau et provoquant un pelage.

Impact des défauts de fabrication

Au cours du processus de fabrication, des défauts tels que des inclusions non métalliques ou des plis apparaissent dans la couche de travail du corps du rouleau. Des concentrations de contraintes se produisent au niveau des angles vifs. Après une certaine période d'utilisation, des microfissures apparaissent et s'élargissent dans le sens des défauts et des contraintes, provoquant éventuellement un décollement.

Effet du chanfreinage latéral du rouleau

Afin de contrôler la forme des plaques, les rouleaux de pliage hydrauliques sont devenus l'un des dispositifs nécessaires dans les laminoirs de tôles et de bandes d'acier. Pendant le processus de laminage, sous l'action de la force de pliage du rouleau, la contrainte de contact aux extrémités du rouleau d'appui et du rouleau de travail augmente rapidement. Lorsque la limite d'élasticité du matériau est dépassée, une déformation plastique se produit et de multiples déformations alternées produiront des microfissures. La propagation des fissures entraînera le décollement des extrémités.

Contre-mesures

Renforcer l'évaluation du cycle de remplacement des rouleaux

L'atelier de laminage d'acier et l'atelier de rectification de rouleaux ont établi des dossiers complets d'utilisation des rouleaux, ont conservé des enregistrements détaillés de l'utilisation en ligne et des conditions de rectification de chaque rouleau, ont mis en œuvre strictement le système de remplacement des rouleaux pour divers rouleaux et ont résolument mis fin au phénomène de mise hors service des rouleaux. Le service technique évalue la mise en œuvre du système de remplacement des rouleaux. Le cycle de remplacement des rouleaux ajusté est présenté dans le tableau 3.

Tableau 3 Cycle de remplacement des rouleaux

Renforcer la détection du durcissement superficiel de la rouleau de sauvegarde corps

Une fois le rouleau de support retiré de la chaîne de production, la dureté de la surface du rouleau est testée et enregistrée pour confirmer l'augmentation de la dureté et l'irrégularité de la dureté. Une fois le meulage terminé, vérifiez à nouveau la dureté de la surface du rouleau pour vous assurer que la couche durcie a été complètement éliminée. La valeur de dureté ne doit pas dépasser la valeur de dureté lors de la dernière utilisation de la machine. Au cours de la période d'utilisation ultérieure du rouleau de support, utilisez l'écart entre le remplacement du rouleau de travail pour détecter la valeur de dureté de surface du rouleau de support. Si une anomalie est détectée, veuillez consulter un technicien à temps pour confirmer si le rouleau doit être remplacé.

Augmenter de manière appropriée la quantité de broyage du rouleau de sauvegarde

Étant donné que le rouleau de support a une durée de vie en ligne relativement longue, la couche de fatigue doit être complètement éliminée lors du meulage. Dans la production réelle, par le biais d'inspections et d'explorations, les rouleaux de support de laminage grossier et de laminage de finition sont généralement utilisés pendant un cycle, et une fois l'usure éliminée, la couche de fatigue d'environ 0,5 à 1 mm est traitée pour réduire les fissures de fatigue et prolonger la durée de vie des rouleaux. . Après le meulage, insistez sur les tests par courants de Foucault.

Optimiser le chanfreinage de l'extrémité de la rouleau de sauvegarde corps

Le chanfrein d'origine du rouleau de support était de 150 mm × 1,0 mm, ce qui était trop petit. Après ajustement, le chanfrein du rouleau de support était de 200 à 250 mm × 1,5 mm. La longueur du chanfrein est modifiée à chaque fois lors du meulage. La longueur du chanfrein est de 200 mm et 250 mm, en alternance ; la forme du chanfrein est une forme de transition douce.

Ajouter un dispositif de détection de défauts par ultrasons

La rectifieuse est uniquement équipée d'un dispositif de détection de défauts par courants de Foucault, qui ne peut pas détecter et localiser les défauts profonds. Il est impossible d'effectuer des inspections efficaces et complètes sur les nouveaux rouleaux entrant dans l'usine. Il est impossible de trouver des défauts cachés sur les nouveaux rouleaux entrant dans l'usine, et il est également impossible d'effectuer des inspections approfondies sur les rouleaux présentant des défauts sortant de la chaîne de production. Après avoir demandé l'achat de détecteurs de défauts à ultrasons, nous pouvons effectuer des inspections complètes sur les nouveaux rouleaux entrant dans l'usine et effectuer des inspections ciblées sur les rouleaux sortant de la chaîne de production.

Conclusion

La fabrication de rouleaux de secours lourds nécessite l'utilisation d'équipements spéciaux à grande échelle, ce qui entraîne un cycle de fabrication long et des coûts d'approvisionnement élevés. Il présente également les caractéristiques d'une longue durée de vie, d'un coût d'utilisation élevé et de pertes importantes après une défaillance anormale. Une attention stricte doit être accordée à la fabrication et à l'utilisation des rouleaux de secours. Un contact de roulement à long terme entre le rouleau de secours et le rouleau de travail peut facilement provoquer des fissures de fatigue sur la surface du rouleau, et l'expansion des microfissures finira par entraîner un décollement du rouleau. La détection et la surveillance de la dureté de surface du rouleau de secours, la conception de chanfreins raisonnables du corps du rouleau de secours, le réglage raisonnable du cycle de remplacement du rouleau et l'ajout de dispositifs de test non destructifs à ultrasons pour la détection peuvent empêcher l'apparition de décollement du rouleau de secours et prolonger la durée de vie du rouleau de secours.