鉄鋼や非鉄金属などの金属加工産業では、圧延機は材料の塑性変形を実現するための中心的な機器です。{0}中でもライナープレートは圧延機ロールシステムの重要な支持・保護部品であり、圧延精度、製品品質、設備の動作安定性に直接影響します。巨大な転がり力、高周波衝撃、摩擦に長期間さらされる作業条件下では、摩耗は避けられない現象です。-摩耗を科学的に理解し、効果的な修復方法を採用することは、生産コストを管理し、継続的な生産を確保するために非常に重要です。
圧延機ライナープレートの摩耗の原因と影響
ライナー プレートの摩耗は複雑かつ包括的なプロセスであり、主に次の側面から生じます。
1. 機械的摩耗: これは最も重大な摩耗の形態です。圧延プロセス中、ロールは金属ビレットに多大な圧力をかけて変形させ、この力はベアリングシートを介してライナープレートに伝達されます。ライナー プレートとベアリング シートおよびミル スタンドの窓の間で継続的な微小摩擦と衝撃が発生し、表面材料が徐々に失われ、寸法精度が低下します。
2. 疲労摩耗: 圧延機の使用負荷は周期的なサイクルによって特徴付けられます。 -交互応力が長期にわたって作用すると、ライナー プレートの表面層または表面下層に微細な亀裂が発生します。これらの亀裂は継続的に拡大して結合し、最終的には材料が薄いフレークの形で剥がれ、孔食や剥離が形成されます。
3. 潤滑条件: ライナー プレートの接触面間には潤滑がありますが、重負荷および低速条件下では完全な流体潤滑膜を形成することが困難であり、多くの場合境界潤滑や乾燥摩擦が発生し、表面の傷や摩耗が悪化します。
4. 取り付けと位置合わせの精度：ライナープレートが不適切に取り付けられているか、圧延機ロールシステムの位置合わせが不十分な場合、不均一な荷重分布や偏心荷重が発生し、一部のライナープレートに異常に高い応力がかかり、摩耗や損傷が加速されます。
ライナー プレートの摩耗の直接的な影響には、ロールの軸方向および半径方向の位置決め精度が失われ、圧延ストリップの厚さが不均一になり、形状が悪化します。摩耗クリアランスの増加により、機器の振動や騒音が発生し、ベアリングやその他の関連コンポーネントの寿命に影響を及ぼします。深刻な場合には、ライナー プレートの破損が発生し、計画外のダウンタイムが発生し、生産スケジュールが混乱し、重大な経済的損失を引き起こす可能性があります。 II.従来の対応: 新しいライナーへの交換の限界
ライナーの摩耗に直面した場合、最も直接的な従来のアプローチは、摩耗したライナーを新しいスペアパーツと交換することです。この方法には明らかな利点があります。新しいライナーは標準的な寸法と一貫した性能を備えており、取り付けにより機器を元の設計精度にすばやく復元できるため、操作が簡単になります。
ただし、新しい部品との交換のみに依存することには、重大な制限があります。
高コスト: 大型圧延機のライナーは通常、高品質の合金鋼から鍛造されており、各ユニットは高価です。{0}}頻繁に交換すると、スペアパーツに多額の費用がかかります。
物流上のプレッシャー: スペアパーツの調達と輸送から在庫管理に至るまで、多額の資本と倉庫リソースが必要です。突然の深刻な摩耗が発生し、在庫が不十分な場合、新しい部品の到着を待っていると、ダウンタイムが長引く可能性があります。
材料廃棄物: 摩耗は多くの場合、局所的な作業領域に集中します。ライナー全体を交換するということは、まだ機能している材料を大量に廃棄することを意味し、資源保護の原則に反します。
限られた適応性: 標準的な新しいライナーの材質と性能は固定されており、特定のミルスタンドや製品の特定の摩耗状態に合わせて最適化するために「カスタマイズ」することはできません。
摩耗したライナーの修復技術の価値とアプローチ
完全な交換と比較して、摩耗したライナーを修理して再利用することは、より経済的で技術的にターゲットを絞ったオプションになりつつあります。修理の中心となるアイデアは、摩耗したライナー ベースのサイズと形状を復元し、積層造形やその他の方法によってその局所的な性能を向上させることです。
現在、主な修復技術のアプローチには次のものがあります。
1. 表面修復: これは最も広く使用されている技術です。これには、アーク溶接やガスシールド溶接などの方法を使用して、ライナーの磨耗した表面に合金溶接材料の 1 つまたは複数の層を堆積することが含まれます。修復プロセスの鍵は次のとおりです。
材料のマッチング: ライナー母材の化学組成と作業条件 (圧力、衝撃、温度など) に基づいて、修復層と母材の間の強固な接合を確保し、硬度、耐摩耗性、耐クラック性が要件を満たすように、一致するまたは優れた溶接ワイヤ/電極を選択します。
プロセス管理: 予熱温度、パス間温度、溶接電流と電圧を制御し、変形や亀裂につながる過度の溶接応力を防ぐための溶接後の徐冷対策を管理するための厳格な溶接手順が必要です。{0}}機械加工：表面溶接が完了した後、フライス加工や研削などの多様な機械加工方法を使用して、修復されたライナーの寸法精度と表面仕上げを設計図面の要件に復元します。
表面溶接補修の利点は、補修層が厚く接着強度が高いため、摩耗状況に応じた柔軟な材料補充が可能であることです。課題には、オペレータに対する高度な技術要件、不適切なプロセスによる欠陥が生じるリスク、熱影響部により母材の局所的特性が変化する可能性などが含まれます。-
2. 溶射修理: この技術には、高速ガス流を使用して、溶融または半溶融コーティング材料 (金属合金、セラミック、または金属セラミック複合材料など) を前処理されたライナー表面にスプレーすることが含まれます。{{4}{3}一般的に使用される方法には、アーク溶射、フレーム溶射、プラズマ溶射などがあります。
その利点としては、使用温度が比較的低く、ライナー基材への入熱が少なく、変形のリスクが低いことが挙げられます。さまざまな高性能材料をスプレーして、表面の耐摩耗性と耐腐食性を大幅に向上させることができます。-コーティングの厚さは制御可能です。
制限としては、コーティングと基材間の結合が主に機械的であること (一部のプロセスでは冶金学的結合を達成できる)、大きな衝撃荷重を受けた場合、結合強度が表面層の結合強度よりも低くなる可能性があることが挙げられます。通常、コーティングは薄く、深い摩耗の修復には適していません。
3. 複合修復技術: 実際のアプリケーションでは、複合技術は、その長所を活用し、短所を軽減するためによく使用されます。たとえば、深く摩耗した領域の場合は、最初に表面溶接を使用してその領域を埋め、次に耐摩耗性の高い特殊な材料の層を表面にスプレーします。-レーザークラッディング技術を使用すると、非常に低い希釈率で粉末材料と母材を冶金学的に結合させることができるため、熱変形が少なく、組織が緻密になりますが、設備投資とコストが高くなります。
修理と交換の比較分析
修理か交換かの選択には、技術的および経済的要因に基づいた総合的な判断が必要です。
コストの点: 修理のコストは通常、新しい部品を購入するコストの 30% ～ 60% のみであり、これは大きな利点です。これは、大型で高価なライナーに特に当てはまり、節約が特に顕著になります。
サイクル タイムの観点: 修理サイクルは通常、新しい部品の調達および製造サイクルよりも短く、特にオンサイト修理機能を持つ企業や地元の修理パートナーの場合は、ダウンタイムを大幅に短縮できます。{0}
性能に関して：修復技術は「性能のアップグレード」の可能性を提供します。より耐摩耗性と耐衝撃性-の高い修復材料を使用することで、以前は摩耗しやすかった弱点を補強することができ、修復されたコンポーネントの寿命が元の新しい部品の寿命を超えることもあります。ただし、新しい部品の性能は固定されています。
