Cause e prevenzione della deformazione da restringimento della bobina in acciaio

Cause e prevenzione della deformazione da restringimento della bobina in acciaio 

    Senza modificare il diametro interno, la bobina di espansione e contrazione compatibile, l'approccio combinato di supporto interno rimovibile nel forno + isolamento termico della sezione terminale/controllo della temperatura di equalizzazione del calore + zonizzazione della rugosità superficiale (sottile rivestimento spray h-BN nella sezione centrale), il restringimento permanente della sezione centrale può essere ridotto stabilmente di circa il 50-70%, migliorando significativamente il mantenimento della rotondità. 

1. Contesto e problema 

    Caso tipico: la bobina in acciaio lunga 2350 mm contiene una bobina di alluminio avvolta concentricamente (larga 1600 mm, peso di laminazione ~15 t). Dopo i cicli di riscaldamento/ricottura, si verifica comunemente che il diametro esterno nella sezione centrale diventi più piccolo delle estremità e la rotondità si degrada, riducendo la durata utile e compromettendo la qualità. 

2. Perché la fascia media si restringe di più? (Meccanismi chiave) 

  · Più caldo e più a lungo nella sezione centrale: le estremità dissipano rapidamente il calore, mentre la sezione centrale rimane ad alta temperatura più a lungo, ammorbidendo il materiale e rendendolo soggetto a collasso indotto dalla compressione. 

  ·Disallineamento di dilatazione termica + attrito →pressione radiale: l'alluminio si espande più dell'acciaio; lo scorrimento limitato spinge la bobina verso l'interno, raggiungendo il picco vicino alla metà della campata. 

  · Strutturalmente più morbida: la sezione libera a metà campata presenta la rigidità più bassa, subendo una precoce ovalizzazione e passando dalla deformazione elastica al restringimento irreversibile. 

3. Autocontrollo rapido 

  ·Durezza della sezione centrale inferiore rispetto alle estremità. 

  ·In condizioni di riscaldamento a vuoto (senza serpentina), il restringimento è trascurabile o notevolmente attenuato. 

  ·Più grave in atmosfera di N₂ (sottile pellicola di ossido, elevato attrito, scorrimento limitato). 

  ·La sezione centrale OD diminuisce ciclo dopo ciclo; le estremità cambiano poco.

4. Strategia complessiva (senza alterare il diametro interno) 

5. Opzioni e parametri pratici 

5.1 Supporto interno rimovibile nel forno(Solo per uso in forno, rimuovere dopo la rimozione dal forno.) 

  ·Lunghezza di copertura:Copertura ≥1600 mm + 50–100 mm per lato (1700–1800 mm in totale). 

  · Tensione e pressione di contatto: espansione radiale 0,2 – 0,5 mm; pressione di contatto target 5–10 MPa; eccentricità ≤0,05 mm. 

  · Materiale/Superficie: Corpo in lega di acciaio: superficie resistente all'usura + lubrificanti solidi ad alta temperatura (h-BN/MoS₂). Senza bobine. 

  ·Processo di utilizzo: inserire/espandere prima del calore → conservare attraverso il calore/immergere/raffreddare → depressurizzare <150 °C e rimuovere. 

  ·Riduzione prevista: ~40–70% (stabilità migliorata con controllo sovrapposto della temperatura/zonizzazione). 

5.2 Isolamento terminale + controllo uniforme della temperatura (obbligatorio). 

  ·Obiettivi: ΔT assiale (sezione della bobina - porzione terminale) ≤30–40 °C; ΔT passante ≤40 –60 °C. 

  ·Metodo di prova: Procedura: utilizzare pannelli in fibra ceramica da 25–50 mm con strati riflettenti metallici nelle sezioni terminali; implementare il riscaldamento/raffreddamento a 2–4 ​​℃/min; effettuare un periodo di riscaldamento di 10–20 minuti prima di raggiungere la temperatura target. 

  ·Monitoraggio: termocoppie terminali/centrali/terminali; correggere se ΔT supera i limiti. 

  ·Intervallo di riduzione previsto: circa il 15-30%. 

5.3 Zonizzazione superficiale + h‑BN sottile a metà campata(Ridurre il valore di picco della pressione di estrusione della sezione centrale.)

  ·Sezione centrale (larghezza: 1200–1600 mm): Ra 12–15 μm, Rpk≈2 μm; sottile rivestimento con 5–15 μm di h-BN (elevata purezza, resistenza alla temperatura >900 ℃). 

  ·Due estremità (200–300 mm ciascuna): Ra 20–25 μm, Rpk 3–4 μm, garantiscono una presa che impedisce lo slittamento complessivo. 

  · Gestione dello slittamento: dare priorità all'ampliamento della banda Rpk elevata o all'aumento leggero di Ra alle estremità; mantenere un basso attrito al centro 

  ·Riduzione prevista: ~15–25% (più pronunciata nell'atmosfera di N₂). 

5.4 Miglioramento opzionale: rulli/selle del forno interni/esterni 

  ·È possibile disporre due rulli/selle resistenti al calore nell'area non interessata dalla bobina, all'esterno del bordo della bobina, per condividere il carico, riducendo il momento flettente a metà campata e l'ovalizzazione. 

  ·Riduzione prevista ~10–20%. 

5.5 Aggiornamento a lungo termine: (diametro interno invariato) 

  ·L'aumento dello spessore della parete da 30 a 35 mm migliora la stabilità e riduce la velocità di scorrimento ad alta temperatura; da abbinare a 5.1–5.3. 

  ·È necessario valutare gli impatti dell'aumento di peso e del tempo di riscaldamento sul tempo di ciclo e sul consumo energetico. 

5.6 Fase a bordo macchina: Ottimizzazione della pressione di tensionamento per bobine espandibili/contraibili 

  · Con la premessa di garantire adeguate capacità di trasmissione della coppia, utilizzare la pressione minima necessaria (fattore di sicurezza 1,3–1,5) per ridurre lo stress del foro interno. 

  ·Suggerire la calibrazione "coppia-pressione-slittamento" per generare curve di prestazioni in loco. 

6. Roadmap di implementazione rapida 

7. Punti salienti delle procedure operative standard (SOP) 

7.1 Supporto interno rimovibile nel forno 

  ·Ispezionare → Inserire e allineare → Espandere fino alla posizione impostata (≈6–8 MPa) → Mantenere durante il riscaldamento/mantenimento/raffreddamento → Depressurizzare a una temperatura inferiore a 150 °C dopo il raffreddamento → Estrarre e ispezionare. 

  ·Controllare ogni 100–200 ore; eccentricità ≤0,05 mm. 

7.2 Isolamento finale e ammollo 

      Deflettori (pannello in fibra ceramica da 25–50 mm + superficie riflettente metallica) fissati saldamente; riscaldamento/raffreddamento da 2–4 ​​°C/min; ammollo per 10–20 min; allarme ΔT per correzione. 

7.3 Zonizzazione superficiale&h‑BN 

      Centro: Ra 12–15 μm, Rpk≈2 μm + spruzzo sottile di h-BN, polimerizzazione a bassa temperatura; Estremità: Ra 20–25 μm, Rpk 3–4 μm 

8. Accettazione e monitoraggio 

Supporto 

E-mail: guangwei@gwspool.com 

Azienda: GW Precision Technology Co., Ltd. 

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