Příčiny a prevence smršťovací deformace ocelové cívky

Příčiny a prevence smršťovací deformace ocelové cívky 

    Bez změny vnitřního průměru, kompatibilní expanzní a smršťovací cívka s kombinovaným přístupem odnímatelné vnitřní podpory v peci + tepelné izolace/regulace teploty v koncové části + zónování drsnosti povrchu (tenký nástřik h-BN ve střední části) může být trvalé smrštění střední části stabilně sníženo přibližně o 50–70 % a zároveň se výrazně zlepší zachování kruhovitosti. 

1. Pozadí a problém 

    Typický případ: Ocelová cívka o délce 2350 mm drží soustředně navinutou hliníkovou cívku (šířka 1600 mm, hmotnost válce ~15 t). Po cyklech ohřevu/žíhání se běžně stává, že vnější průměr uprostřed se zmenší než na koncích a dochází ke zhoršení kruhovitosti, což zkracuje životnost a ovlivňuje kvalitu. 

2. Proč se střed zmenšuje více? (Klíčové mechanismy) 

  · Teplejší a delší v prostřední části: Konce rychle odvádějí teplo, zatímco střední část zůstává déle na vysoké teplotě, což materiál změkčuje a činí ho náchylnějším k deformaci v důsledku stlačení. 

  ·Nesoulad tepelné roztažnosti + tření → radiální tlak: hliník se roztahuje více než ocel; omezené kluzné zatížení tlačí cívku dovnitř, vrchol dosahuje v blízkosti poloviny rozpětí. 

  · Strukturálně měkčí: Volná část v polovině rozpětí vykazuje nejnižší tuhost, prochází časnou ovalizací a přechází z elastické deformace do nevratného smrštění.ddhhh 

3. Rychlá samokontrola 

  ·Tvrdost ve střední části nižší než na koncích. 

  · Za podmínek ohřevu bez zatížení (bez cívky) je smrštění zanedbatelné nebo výrazně zmírněné. 

  ·V atmosféře N₂ jsou podmínky závažnější (tenký oxidový film, vysoké tření, omezený prokluz). 

  ·Odpor střední části se cyklus po cyklu snižuje; koncové části se mění jen málo.

4. Celková strategie (bez změny vnitřního průměru) 

5. Praktické možnosti a parametry 

5.1 Odnímatelná vnitřní podpěra pece(Pouze pro použití v peci, po vyjmutí z pece odstraňte.) 

  ·Délka pokrytí: Pokrytí ≥1600 mm + 50–100 mm na každou stranu (celkem 1700–1800 mm). 

  · Napínání a kontaktní tlak: Radiální roztažnost 0,2 – 0,5 mm; cílový kontaktní tlak 5–10 MPa; házení ≤ 0,05 mm. 

  · Materiál/povrch: Těleso z legované oceli: povrch odolný proti opotřebení + vysokoteplotní tuhá maziva (h-BN/MoS₂). Bez cívek. 

  ·Postup použití: Před zahřátím vložte/rozbalte → nechte zahřát/namočit/ochlaďte → uvolněte tlak <150 °C a vyjměte. 

  ·Očekávané snížení: ~40–70 % (Zvýšená stabilita s překrytím regulace teploty/zónování). 

5.2 Koncová izolace + rovnoměrná regulace teploty (povinná). 

  ·Cíle: axiální ΔT (sekce cívky - koncová část) ≤30–40 °C; ΔT skrz tloušťku ≤40–60 °C. 

  ·Zkušební metoda: Postup: Použijte keramické vláknité desky o tloušťce 25–50 mm s kovovými reflexními vrstvami na koncových částech; proveďte ohřev/chlazení rychlostí 2–4 ℃/min; před dosažením cílové teploty proveďte 10–20minutovou ohřevnou dobu. 

  ·Monitorování: koncové/střední/koncové termočlánky; korigovat, pokud ΔT překročí limity. 

  ·Očekávaný rozsah snížení: přibližně 15–30 %. 

5.3 Zónování povrchu + tenká vrstva h-BN v polovině rozpětí(Snižte maximální hodnotu tlaku vytlačování ve střední části.)

  ·Střední část (šířka: 1200–1600 mm): Ra 12–15 μm, Rpk≈2 μm; tenký povlak 5–15 μm h-BN (vysoká čistota, teplotní odolnost >900 ℃). 

  · Dva konce (každý 200–300 mm): Ra 20–25 μm, Rpk 3–4 μm, zajišťují přilnavost a zabraňují celkovému prokluzování. 

  · Prokluzování: Upřednostněte rozšíření pásma s vysokým Rpk nebo mírné zvýšení Ra na koncích; udržujte nízké tření uprostřed 

  ·Očekávané snížení: ~15–25 % (výraznější v atmosféře N₂). 

5.4 Volitelné vylepšení: Vnitřní/vnější napínací/sedlové kladky pece 

  · V oblasti bez vinutí vně okraje vinutí lze umístit dvě tepelně odolná napínací kola/sedla pro sdílení zatížení, čímž se sníží ohybový moment a ovalizace v polovině rozpětí. 

  ·Očekávané snížení ~10–20 %. 

5.5 Dlouhodobá modernizace: (vnitřní průměr nezměněn) 

  · Zvětšení tloušťky stěny z 30 na 35 mm zvyšuje stabilitu a snižuje rychlost tečení za vysokých teplot; kombinovat s 5.1–5.3. 

  ·Je nutné vyhodnotit dopady zvýšené hmotnosti a doby ohřevu na dobu cyklu a spotřebu energie. 

5.6 Fáze na stroji: Optimalizace napínacího tlaku pro roztažitelné/stahovatelné cívky 

  · Za předpokladu zajištění dostatečného přenosu krouticího momentu použijte minimální nezbytný tlak (bezpečnostní faktor 1,3–1,5) pro snížení vnitřního napětí v otvoru. 

  ·Navrhněte kalibraci "tovorného momentu-tlaku-skluzu pro generování křivek výkonu na místě. 

6. Plán rychlé implementace 

7. Hlavní body standardních operačních postupů (SOP) 

7.1 Odnímatelná vnitřní podpěra pece 

  ·Kontrola → Vložení a zarovnání → Roztažení do nastavené polohy (≈6–8 MPa) → Zachování během ohřevu/udržování/chlazení → Snížení tlaku pod 150 °C po ochlazení → Vyjmutí a kontrola. 

  ·Kontrolujte každých 100–200 hodin; házení ≤ 0,05 mm. 

7.2 Koncová izolace a namočte 

      Bezpečně upevněné přepážky (keramická vláknitá deska 25–50 mm + kovový reflexní povrch); vytápění/chlazení 2–4 °C/min; prohřívání 10–20 min; alarm ΔT pro korekci. 

7.3 Povrchové zónování a h‑BN 

      Střed: Ra 12–15 μm, Rpk ≈ 2 μm + tenký nástřik h-BN, vytvrzování za nízkých teplot; Konce: Ra 20–25 μm, Rpk 3–4 μm 

8. Přijetí a monitorování 

Podpora 

E-mail: guangwei@gwspool.com 

Společnost: GW Precision Technology Co., Ltd. 

Katalog