Orsaker till och förebyggande av krympningsdeformation av stålspolar

Orsaker till och förebyggande av krympningsdeformation av stålspolar 

    Utan att ändra innerdiametern, kompatibel expansions- och kontraktionsspole, den kombinerade metoden med avtagbart internt stöd i ugnen + värmeisolering i ändsektionen/temperaturkontroll för värmeutjämning + zonindelning av ytjämnheten (tunn h-BN-sprutbeläggning i mittsektionen), kan den permanenta krympningen av mittsektionen stabilt minskas med cirka 50–70 %, samtidigt som rundhetsretentionen förbättras avsevärt. 

1. Bakgrund och problem 

    Typiskt fall: Stålspolen med längden 2350 mm håller en koncentriskt lindad aluminiumspole (1 600 mm bred, rullvikt ~15 t). Efter uppvärmnings-/glödgningscykler blir den ytterdiametern vid mittsektionen ofta mindre än vid ändarna och rundheten försämras, vilket förkortar livslängden och påverkar kvaliteten. 

2. Varför krymper mitten mer? (Viktiga mekanismer) 

  · Varmare och längre i mittsektionen: Ändarna avleder värme snabbt, medan mittsektionen förblir vid hög temperatur längre, vilket mjukar upp materialet och gör det benäget för kompressionsinducerad kollaps. 

  · Termisk expansionsmissmatchning + friktion → radiellt tryck: aluminium expanderar mer än stål; begränsad glidning pressar spolen inåt och når sin topp nära mitten av spannet. 

  · Strukturellt mjukare: Den fria mittsektionen uppvisar den lägsta styvheten, genomgår tidig ovalisering och övergår från elastisk deformation till irreversibel krympning. 

3. Snabb självkontroll 

  · Lägre hårdhet i mittsektionen än i ändarna. 

  ·Under uppvärmningsförhållanden utan belastning (utan spole) är krympningen försumbar eller avsevärt minskad. 

  ·Mer allvarlig under N₂-atmosfär (tunn oxidfilm, hög friktion, begränsad glidning). 

  ·Mittsektionens ytterdiameter minskar cykel för cykel; ändarna förändras lite.

4. Övergripande strategi (utan att ändra innerdiametern) 

5. Praktiska alternativ och parametrar 

5.1 Avtagbart internt stöd i ugnen(Endast för användning i ugnen, ta bort vid uttag ur ugnen.) 

  ·Täckningslängd: Täckning ≥1600 mm + 50–100 mm per sida (totalt 1700–1800 mm). 

  · Spänning och kontakttryck: Radiell expansion 0,2–0,5 mm; målkontakttryck 5–10 MPa; kast ≤0,05 mm. 

  · Material/Yta: Legerat stål, kropp: slitstark yta + högtemperatursäkra fasta smörjmedel (h-BN/MoS₂). Inga spolar. 

  ·Användningsprocess: Sätt i/expandera före uppvärmning → håll genom värme/blötläggning/kylning → tryckavlasta <150 °C och ta ut. 

  ·Förväntad minskning: ~40–70 % (Förbättrad stabilitet med överlagring av temperatur-/zonkontroll). 

5.2 Ändisolering + jämn temperaturreglering (obligatoriskt). 

  ·Mål: axiell ΔT (spolsektion - änddel) ≤30–40 °C; genomgående tjocklek ΔT ≤40–60 °C. 

  ·Testmetod: Utförande: Använd 25–50 mm keramiska fiberplattor med metalliska reflekterande lager vid terminalsektionerna; implementera uppvärmning/kylning vid 2–4 ℃/min; genomför en uppvärmningsperiod på 10–20 minuter innan måltemperaturen uppnås. 

  ·Övervakning: änd-/mitt-/ändtermoelement; korrigera om ΔT överskrider gränserna. 

  ·Förväntat reduktionsintervall: cirka 15–30 %. 

5.3 Ytzonering + tunn h-BN vid mittspannet(Minska toppvärdet för extruderingstrycket i mittsektionen.)

  ·Mittsektion (bredd: 1200–1600 mm): Ra 12–15 μm, Rpk≈2 μm; tunt belagd med 5–15 μm h-BN (hög renhet, temperaturbeständighet >900 ℃). 

  ·Två ändar (200–300 mm vardera): Ra 20–25 μm, Rpk 3–4 μm, vilket ger grepp för att förhindra total glidning. 

  · Slirhantering: Prioritera ett bredare högt Rpk-band eller en något ökad Ra i ändarna; bibehåll låg friktion i mitten 

  ·Förväntad minskning: ~15–25 % (mer uttalad i N₂-atmosfär). 

5.4 Tillvalsförbättring: Interna/Externa ugnsrullar/sadlar 

  · Två värmebeständiga löphjul/sadlar kan placeras i det icke-spolade området utanför spolkanten för att dela lasten, vilket minskar böjmomentet i mittspannet och ovaliseringen. 

  ·Förväntad minskning ~10–20 %. 

5.5 Långsiktig uppgradering: (Innerdiameter oförändrad) 

  ·Ökning av väggtjockleken från 30 till 35 mm förbättrar stabiliteten och minskar kryphastigheten vid höga temperaturer; kombinera med 5.1–5.3. 

  ·Det är nödvändigt att utvärdera effekterna av ökad vikt och uppvärmningstid på cykeltid och energiförbrukning. 

5.6 Maskinfas: Optimering av spänntryck för expanderbara/kontraktierbara rullar 

  · Med utgångspunkt i att säkerställa tillräcklig momentöverföringsförmåga, använd minsta nödvändiga tryck (säkerhetsfaktor 1,3–1,5) för att minska innerspänningen i borrningen. 

  ·Föreslå "moment-tryck-slip-kalibrering för att generera prestandakurvor på plats. 

6. Färdplan för snabb implementering 

7. SOP-höjdpunkter 

7.1 Avtagbart internt stöd i ugnen 

  ·Inspektera → Sätt i och justera → Expandera till inställt läge (≈6–8 MPa) → Behåll under uppvärmning/hållning/kylning → Tryckavlasta till under 150 °C efterkylning → Dra ut och inspektera. 

  ·Kontrollera var 100–200:e timme; avstånd ≤0,05 mm. 

7.2 Ändisolering och blötläggning 

      Bafflar (25–50 mm keramisk fiberplatta + metallisk reflekterande yta) säkert monterade; 2–4 °C/min värme/kylning; 10–20 min blötläggning; ΔT-larm för korrigering. 

7.3 Ytzonindelning&h‑BN 

      Mellan: Ra 12–15 μm, Rpk≈2 μm + tunn h-BN-sprayning, lågtemperaturhärdning; Ändtrådar: Ra 20–25 μm, Rpk 3–4 μm 

8. Godkännande och övervakning 

Stöd 

E-post: guangwei@gwspool.com 

Företag: GW Precision Technology Co., Ltd. 

Katalog