Årsager til og forebyggelse af krympningsdeformation af stålspoler

Årsager til og forebyggelse af krympningsdeformation af stålspoler 

    Uden at ændre den indre diameter, den kompatible ekspansions- og kontraktionsspole, den kombinerede tilgang med aftagelig indvendig støtte i ovnen + termisk isolering af endesektions/temperaturkontrol for varmeudligning + zoneinddeling af overfladeruhed (tynd h-BN sprøjtebelægning i midtersektionen), kan den permanente krympning af midtersektionen stabilt reduceres med ca. 50-70%, samtidig med at rundhedsbevarelsen forbedres betydeligt. 

1. Baggrund og problem 

    Typisk tilfælde: Stålspolen med en længde på 2350 mm holder en koncentrisk viklet aluminiumspole (1.600 mm bred, rullevægt ~15 t). Efter opvarmnings-/glødningscyklusser bliver den ydre diameter (OD) i midtersektionen ofte mindre end i enderne, og rundheden forringes, hvilket forkorter levetiden og påvirker kvaliteten. 

2. Hvorfor krymper midten mere? (Nøglemekanismer) 

  · Varmere og længere i midtersektionen: Enderne afgiver varme hurtigt, mens midtersektionen forbliver ved høj temperatur i længere tid, hvilket blødgør materialet og gør det tilbøjeligt til kompressionsinduceret kollaps. 

  · Termisk ekspansionsmismatch + friktion → radialtryk: aluminium udvider sig mere end stål; begrænset glidning presser spolen indad og topper nær midten af ​​spændet. 

  · Strukturelt mere blød: Den frie midterste spændvidde udviser den laveste stivhed, undergår tidlig ovalisering og overgår fra elastisk deformation til irreversibel krympning. 

3. Hurtig selvtjek 

  ·Midtsektionens hårdhed er lavere end i enderne. 

  ·Under opvarmningsforhold uden belastning (uden spole) er krympningen ubetydelig eller betydeligt reduceret. 

  ·Mere alvorlig under N₂-atmosfære (tynd oxidfilm, høj friktion, begrænset slip). 

  ·Midtsektionens yderdiameter falder cyklus for cyklus; enderne ændrer sig kun lidt.

4. Overordnet strategi (uden ændring af den indre diameter) 

5. Praktiske muligheder og parametre 

5.1 Aftagelig indvendig støtte i ovnen(Kun til brug i ovnen, fjern ved udtagning fra ovnen.) 

  · Dækningslængde: Dækning ≥1600 mm + 50-100 mm pr. side (1700-1800 mm i alt). 

  · Spænding og kontakttryk: Radial udvidelse 0,2 – 0,5 mm; målkontakttryk 5–10 MPa; kast ≤0,05 mm. 

  · Materiale/Overflade: Legeret stålhus: slidstærk overflade + højtemperaturfaste smøremidler (h-BN/MoS₂). Ingen spoler. 

  · Brugsproces: Indsæt/ekspander før opvarmning → hold under varme/gennemblødsætning/afkøling → trykaflast <150 °C og fjern. 

  ·Forventet reduktion: ~40–70 % (Forbedret stabilitet med temperatur-/zonestyringsoverlay). 

5.2 Endeisolering + ensartet temperaturregulering (obligatorisk). 

  ·Mål: aksial ΔT (spolesektion - endedel) ≤30–40 °C; gennemgående tykkelse ΔT ≤40–60 °C. 

  ·Testmetode: Procedure: Anvend 25-50 mm keramiske fiberplader med metalliske reflekterende lag ved terminalsektionerne; implementer opvarmning/køling ved 2-4 ℃/min; udfør en opvarmningsperiode på 10-20 minutter, før den ønskede temperatur nås. 

  ·Overvågning: ende/midte/ende termoelementer; korriger hvis ΔT overstiger grænserne. 

  ·Forventet reduktionsområde: cirka 15-30 %. 

5.3 Overfladezonering + tynd h-BN i midten af ​​spændet(Reducer spidsværdien af ​​​​midtersektionsekstruderingstrykket.)

  ·Midtersektion (bredde: 1200-1600 mm): Ra 12-15 μm, Rpk≈2 μm; tyndt belagt med 5-15 μm h-BN (høj renhed, temperaturbestandighed >900 ℃). 

  ·To ender (200-300 mm hver): Ra 20-25 μm, Rpk 3-4 μm, giver greb for at forhindre generel glidning. 

  · Sliphåndtering: Prioriter at udvide det høje Rpk-bånd eller øge Ra let i enderne; oprethold lav friktion i midten 

  ·Forventet reduktion: ~15-25% (mere udtalt i N₂-atmosfære). 

5.4 Valgfri forbedring: Indvendige/udvendige ovnsløbere/sadler 

  · To varmebestandige løbehjul/sadler kan placeres i det ikke-spoleområde uden for spolekanten for at dele belastningen, hvilket reducerer bøjningsmomentet og ovaliseringen i midten af ​​spændet. 

  ·Forventet reduktion ~10-20%. 

5.5 Langsigtet opgradering: (Indvendig diameter uændret) 

  ·Øgning af vægtykkelsen fra 30 til 35 mm forbedrer stabiliteten og reducerer krybehastigheden ved høje temperaturer; kombiner med 5.1-5.3. 

  ·Det er nødvendigt at evaluere virkningerne af øget vægt og opvarmningstid på cyklustid og energiforbrug. 

5.6 Maskinfase: Optimering af spændingstryk for udvidelige/kontraktive spoler 

  · Under forudsætning af at sikre tilstrækkelig momentoverførselskapacitet, brug det minimale nødvendige tryk (sikkerhedsfaktor 1,3-1,5) for at reducere den indre boringsspænding. 

  ·Foreslå "moment-tryk-slip"-kalibrering for at generere ydeevnekurver på stedet. 

6. Køreplan for hurtig implementering 

7. SOP-højdepunkter 

7.1 Aftagelig intern støtte i ovnen 

  ·Inspicer → Indsæt og juster → Udvid til indstillet position (≈6–8 MPa) → Behold under opvarmning/holdning/afkøling → Trykaflast til under 150 °C efter afkøling → Udtag og inspicer. 

  ·Kontroller hver 100-200 timer; kasteafstand ≤0,05 mm. 

7.2 Endeisolering og gennemvædning 

      Baffler (25-50 mm keramisk fiberplade + metallisk reflekterende overflade) sikkert fastgjort; 2-4 °C/min opvarmning/afkøling; 10-20 min iblødsætning; ΔT-alarm for korrektion. 

7.3 Overfladezoneinddeling&h-BN 

      Mellem: Ra 12–15 μm, Rpk≈2 μm + tynd h-BN spray, lavtemperaturhærdende; Ender: Ra 20–25 μm, Rpk 3–4 μm 

8. Accept og overvågning 

Støtte 

E-mail: guangwei@gwspool.com 

Firma: GW Precision Technology Co., Ltd. 

Katalog