Manufaturação industrial
Internet das coisas industrial | Materiais industriais | Manutenção e reparo de equipamentos | Programação industrial |
home  MfgRobots >> Manufaturação industrial >  >> Manufacturing Technology >> Processo de manufatura

Laminação Rolls and Roll Shop




Laminação Rolos e Laminação

Os rolos são os principais consumíveis e muito caros em um laminador. Eles são usados ​​para laminar aço no laminador e seu desempenho depende de muitos fatores que incluem os materiais utilizados e as cargas a que são submetidos durante o serviço. O projeto do rolo é influenciado pelas limitações aplicadas pela carga de laminação, pela resistência do rolo e pelo torque disponível para laminação. No caso de laminação plana, também é influenciado pela tolerância feita para flexão de rolos e pela curvatura dos rolos. O projeto do rolo é cuidar da carga e do torque necessários para qualquer passagem. Além disso, deve garantir que as dimensões físicas e o material do rolo sejam capazes de suportar as cargas mais pesadas que surgem durante a sequência de laminação. Outro fator importante no que diz respeito à vida útil do rolo são as propriedades de desgaste do material do rolo.





Materiais de rolo

Na laminagem de aços, o material dos rolos deve ser capaz de suportar cargas que deformam plasticamente o material circulante sem que ele próprio se deforme plasticamente. Na laminagem de aço a quente este não é um problema difícil e os rolos de ferro ou aço são adequados se forem operados a uma temperatura consideravelmente inferior à do material circulante. Se os rolos de ferro ou aço são usados ​​em qualquer caso particular depende da tarefa específica que eles têm que desempenhar e se a tenacidade, resistência a trincas térmicas ou carga de choque ou propriedades de resistência ao desgaste são mais importantes.

Os rolos podem ser classificados de acordo com os materiais dos rolos (Fig. 1) e o método de fabricação, sendo a primeira subdivisão principal (i) rolos de ferro e (ii) rolos de aço. Esta divisão depende do teor de carbono do material. No caso de rolos, a linha de demarcação é normalmente tomada a cerca de 2,4 % C. Normalmente, os rolos são referidos como base de aço abaixo deste valor e base de ferro acima deste valor. Há uma distinção estrutural marcante entre esses dois tipos, pois não há carbono grafítico livre nos rolos de base de aço. Os rolos de aço podem ser fundidos ou forjados, dando uma subdivisão adicional. Uma outra divisão que atravessa a classificação acima é a de rolos duplex de dupla despejo que podem ser fundidos com uma superfície externa de metal duro e um metal mais duro e forte formando o centro do rolo.


Fig 1 Classificação dos rolos com base nos materiais dos rolos  

Rolos de ferro

Os rolos de ferro são dos seguintes tipos.


Rolos de aço

Os rolos de aço podem ser fundidos ou forjados. Eles são muito mais fortes e resistentes do que os rolos de ferro e são usados, portanto, onde um rolo de ferro não é considerado forte o suficiente. Eles permitem o uso de tiragens mais pesadas, especialmente onde são necessárias ranhuras profundas. Rupturas devido a carga de choque são muito menos prováveis ​​de ocorrer e as propriedades podem variar consideravelmente por tratamento térmico adequado. No entanto, os rolos de aço C desgastam-se mais rapidamente do que os rolos de ferro devido à sua baixa dureza.

Rolos de metal duro  

Carboneto de tungstênio, WC ou W2C, é um composto químico contendo tungstênio e carbono. Sua extrema dureza o torna útil na fabricação de cilindros laminadores para maior vida útil em aplicações onde são necessárias longas campanhas de laminação. WC em combinação com os materiais aglutinantes em forma de pó são misturados, moídos, granulados e compactados em peças em forma quase líquida que são finalmente sinterizadas em um forno a vácuo. Alguns rolos são então prensados ​​isostaticamente a quente (HIP). Os rolos são então retificados usando rebolos diamantados ou torneados usando ferramentas de torneamento muito duras para as dimensões necessárias. Esses rolos são normalmente usados ​​em blocos de acabamento de fio-máquina e em algumas aplicações de laminação de formas. Esses rolos requerem água de resfriamento de alta qualidade em uma faixa estreita de pH e dureza limitada. O uso de água de resfriamento do rolo fora da faixa de pH recomendada drena o aglutinante do rolo, causando falha prematura da superfície do rolo. Vários tipos de rolos de metal duro estão disponíveis com base no tamanho do grão e teor de ligante e composição do ligante. A faixa de aplicação nos últimos anos ampliou o uso de rolos de metal duro de volta para os moinhos intermediários usando uma luva de metal duro montada em um eixo de aço. A montagem é realizada por um método mecânico ou criando um rolo composto pressionando e sinterizando um anel de metal duro no eixo.

Efeito de elementos de liga em rolos

Os efeitos dos elementos de liga em rolos são apresentados na Tab 1.
Tab 1 Efeitos de elementos de liga em rolos
Elemento Rolos de liga de ferro Rolos de liga de aço
Carbono (C) Aumenta a dureza, a fragilidade e a   resistência ao desgaste. Diminui a ductilidade,  a profundidade de resfriamento Aumenta a dureza, a fragilidade e a resistência ao desgaste. Diminui a resistência ao choque.
Silício (Si) Aumenta grafite, aumenta a limpeza, diminui a profundidade de resfriamento Limpa o aço na proporção de 0,20% - 0,35%, Adiciona à dureza, Desoxidante, promove a fundição de som
Fósforo (P) Aumenta a dureza e a fragilidade. Aumenta a dureza e a fragilidade, diminui a ductilidade, tem tendência a segregar
Enxofre (S) Aumenta a dureza, fragilidade e profundidade de resfriamento Aumenta a dureza e a fragilidade. Diminui a ductilidade. Deve ser usado com discrição
Manganês (Mn) Reduz o resfriamento em intervalos mais baixos, aumenta o resfriamento em intervalos mais altos, aumenta a dureza em combinação com níquel e cromo, aumenta a fragilidade Aumenta a dureza e a fragilidade. Limpador para resistência à tração e ao desgaste
Níquel (Ni) Aumenta a resistência, dureza e resistência ao desgaste. Diminui a profundidade de resfriamento  Aumenta a resistência, dureza e resistência ao fogo em combinação com Cr e outros
Molibdênio (Mo) Aumenta a força, a dureza e a resistência ao craqueamento, produz grãos finos   Aumenta a resistência e a dureza
Vanádio (V) Aumenta a profundidade de resfriamento, a força e a resistência ao craqueamento, diminui a ductilidade Aumenta a tenacidade, dureza e suscetibilidade ao tratamento térmico
Cromo (Cr) endurecedor em todos os momentos; usado em combinação com Ni ou Mo ou ambos, aumenta a profundidade de resfriamento Hardener – funciona melhor em combinação com Ni ou Mo ou ambos
Cobre (Cu) Em pequenas quantidades semelhantes a Ni  Semelhante a Ni
Boro (B) endurecedor, usado com discrição  Aumenta a dureza

Tipos de rolos usados ​​em vários laminadores a quente

Os tipos de rolos usados ​​no laminador de floração e laminação, laminador de tarugos e barras comerciais, laminadores de seção, laminador de chapas grossas e laminador de tiras a quente são fornecidos na Aba 2, Aba 3, Aba 4, Aba 5 e Aba 6, respectivamente. A seleção de qualquer rolo específico depende das demandas de produção, custo inicial, qualidades específicas exigidas, etc. É desejável uma estreita colaboração com o fabricante do rolo para garantir que esses requisitos sejam atendidos na medida do possível.
Tab 2 Tipos de rolos para laminadores de floração e laje
Tipo de rolo Dureza da superfície (Deg Shore)
Aço forjado, 0,4% C 24-30
Aço fundido, 0,4 a 0,9 % C, dúctil 28-36
Aço de liga fundido, 0 a 0,5% Mo + Ni, Cr, Mn, forte, tenaz, resistente a rachaduras por fogo 30-42
Aço fundido adamita, alto C em solução completa +Ni, Cr, bom desgaste, mas precisa de resfriamento abundante a água para evitar flutuações de temperatura 30-48

 
Tab 3 Tipos de rolos para laminadores de tarugos e barras comerciais
Tipo de rolo Dureza da superfície (Deg Shore)
Aço forjado 0,75% C, Rolos de suporte para desbaste 35
Aço fundido – 0 a 0,5% Mo + Ni, Cr, Mn, Forte, resistente, resistente a rachaduras por fogo 30-42
Rolos de grãos perolíticos, Ferro fundido, Forte e resistente a rachaduras por fogo, Rolos de fios 30-38
Rolos de grãos especiais, Melhoria em cima 35-40
Aço fundido adamita, alto C em solução completa + Ni e Cr, bom desgaste, mas precisa de flutuações copiosas, rolos de desbaste 30-48
Rolos de resfriamento direto C indefinido, As flutuações de temperatura devem ser evitadas, Rolos de suporte intermediário 35-40
Rolos de grão de liga de adamite, penetração de dureza muito boa, requer controle de temperatura e pode ter ampla faixa de dureza e resistência, rolos de fio 35-50
Rolos de resfriamento em linha reta C, alta resistência a mudanças de temperatura, quebra e fissuras na superfície, rolos de seção pequena 55-65
Melhoria nos cilindros de resfriamento indefinidos de liga de adamite em cilindros retos C, Oval e guia 55-70
Rolos de resfriamento indefinidos de liga totalmente dura, Melhoria na Adamita, por exemplo, Nironita 65-85
Rolos de resfriamento de ferro fundido de alta liga com bom endurecimento por trabalho, rolos de moinho de guia 65-90
Grafite esferoidal, Rolos de desbaste de tarugos 55
Grafite esferoidal, moinhos de barras. A maioria resiste a rachaduras por fogo, rolos de desbaste 60-65

 
Aba 4 Tipos de rolos para fresas de perfil
Tipo de rolo Dureza da superfície (Deg Shore)
Rolos de aço forjado, rolos de desbaste, intermediários e de acabamento 24-30
Aço fundido,  0,4 a 0,9 % C, Rolos de desbaste 28-36
Rolos de grão perolítico, Fortes, resistentes e resistentes a rachaduras por fogo, Rolos de desbaste, intermediários e de acabamento 30-38
Aço fundido, 0 a 0,5 % Mo + Ni, Cr, Mn, Forte, tenaz e com boa resistência ao fogo, Rolos de desbaste 30-42
Aço fundido adamita, alto carbono em solução completa + Ni, Cr, bom desgaste, mas precisa de resfriamento abundante para evitar flutuações de temperatura, rolos de desbaste 30-48
Melhoria de rolos de grãos especiais acima 35-40
Aço hipereutetóide com Ni, Cr e Mo, resistência ao desgaste e resistência em proporções aproximadamente iguais, rolos de desbaste e semi-acabamento 35-45
Rolos de resfriamento direto C indefinido, As flutuações de temperatura devem ser evitadas, Rolos de suporte intermediário 38-40
Rolos de liga de adamite, Muito boa penetração de dureza, Requer controle de temperatura, Fabricado em ampla faixa de dureza e resistência, Rolos intermediários e de acabamento 38-50
Aço fundido com Cr e W, Alta resistência à fissuração e rachaduras ao fogo, Rolos de semi-acabamento 40-50
Rolos de resfriamento indefinidos de liga de adamite, Melhoria nos rolos acima, intermediários e de acabamento 55-70
Grafite esferoidal para rolos de desbaste reverso 45
Grafite esferoidal para fresas de seção pequena 60-65

 
Aba 5 Tipos de rolos para laminadores de chapas grossas
Tipo de rolo Dureza da superfície (Deg Shore)
Rolos de grãos perolíticos, Ferro fundido, Forte, resistente e resistente ao fogo, Rolos de desbaste 30-38
Ferro fundido, 0 a 0,5 % Mo + Ni, Cr, Mn, Forte, tenaz e com boa resistência ao fogo 40-42
Rolos de grãos especiais, Melhoria em perlítico 35-40
Rolos de resfriamento em linha reta C, alta resistência a mudanças de temperatura, quebra e fissuras na superfície 55-65
Como acima, mas incluindo 0,4 a 1,0% Mo, rolos de trabalho, condições do moinho devem ser estáveis 55-65
Rolos de resfriamento de liga indefinida. As flutuações de temperatura devem ser evitadas por resfriamento, rolos de trabalho e acabamento 65-85
Rolos de resfriamento de liga, Ferro de liga de Ni fundido, Bom trabalho de endurecimento, Rolos de acabamento 65-90
Rolos de resfriamento de liga composta, revestimento externo de liga de ferro branco formando a superfície de trabalho e restante  de um ferro cinzento resistente, bom para acabamentos superfinos vantagem do revestimento ser autoendurecível, rolos de trabalho 75-95

 
Aba 6 Tipos de cilindros para laminadores de tiras a quente
Tipo de rolo Dureza da superfície (Deg Shore)
Rolos de aço forjado, rolos de trabalho 24-30
Aço fundido adamita, alto carbono em solução completa com Ni e Cr, bom desgaste, mas precisa de controle de temperatura por resfriamento, rolos de trabalho 30-38
Aço hipereutetóide com Ni, Cr e Mo, resistência ao desgaste e resistência em proporções iguais, rolos de desbaste 35-45
Rolos de resfriamento direto C indefinido, As flutuações de temperatura devem ser evitadas, Rolos de suporte intermediários. 38-40
Rolos de grãos de liga de adamite, Muito boa penetração de dureza, mas requerem controle de temperatura, Fabricados em ampla faixa de dureza e resistência, Rolos intermediários e de acabamento 35-50
Aço fundido com Cr e W, Alta resistência a fissuras e  rachaduras ao fogo, Rolos de desbaste 40-50
Rolos de resfriamento em linha reta C, alta resistência a mudanças de temperatura, quebra e fissuras na superfície 55-65
Como acima, mas incluindo 0,4 – 1,0 % Mo, as condições do moinho devem ser mais estáveis ​​e controladas mais de perto, rolos de trabalho 55-65
Rolos de resfriamento indefinidos de liga de adamite, Melhoria em cima, Acabamento a quente e Cilindros de aplainamento 55-70
Rolos de resfriamento indefinidos de liga, Melhoria em Adamita, Testes de trabalho 65-85
Rolos de resfriamento de liga de ferro fundido, qualidades semelhantes, mas aprimoradas, aos cilindros de resfriamento de liga indefinida 65-90
Rolos de resfriamento indefinidos de liga de manganita, muito resistentes a rachaduras por fogo, marcas de cauda, ​​hematomas e lascas, rolos de trabalho de trem 75-85
Grafite esferoidal, rolos de desbaste 60-65
Grafite esferoidal, rolos de acabamento 65-70
Grafite esferoidal, rolos de backup 50-55 

Loja de rolos

As funções da oficina de rolos incluem o seguinte.

As inspeções de calços e rolamentos são realizadas periodicamente. A função da oficina de cilindros também inclui a retificação das lâminas de cisalhamento que ficaram cegas durante o uso no laminador. A moderna laminação de um laminador tem as seguintes instalações.

A oficina de rolos mantém os dados de desempenho dos rolos individuais e realiza a análise dos dados dos rolos para melhorar a longevidade da vida útil dos rolos. Para isso, a oficina trabalha em estreita cooperação com os fornecedores de rolos para realizar melhorias nas especificações químicas e físicas dos rolos no próximo ciclo de aquisição. A oficina de rolos também coopera com a agência investigadora durante a análise de falha de rolo em caso de falha de rolo, fornecendo a eles os dados do histórico de rolos de seu registro.

As funções da oficina de rolos também incluem a tomada de ações de aquisição oportunas para os rolos, para que eles possam disponibilizar os rolos para a fábrica de acordo com os requisitos da fábrica. A ação de aquisição deve ser tomada com vista ao inventário de rolos que deve ser mantido sob controle.

Quando a vida útil do rolo termina e seu diâmetro de refugo é atingido, ele é deslocado para a área do rolo de refugo para seu descarte. Da mesma forma, os rolos quebrados também são transferidos para a área do rolo de sucata após o término da investigação da quebra do rolo.

Existem duas soluções de software que são usadas pelas modernas oficinas de rolos. Estes são o sistema de gerenciamento de rolos (RSMS) e o sistema de gerenciamento de defeitos de rolos (RDMS) para controle total e análise das operações de rolos. O RSMS permite análises desde o monitoramento real do processo de retificação/ranhura até a coleta e processamento de dados de produção, consumo e requisitos, com um gasto mínimo de recursos. O RDMS é uma ferramenta poderosa que aprimora e otimiza a produtividade por meio de funções profundas de gerenciamento de defeitos e ações corretivas automáticas. Outras instalações de laminação precisam ser totalmente integradas ao laminador e deve haver troca de dados entre o sistema de laminação e o sistema de laminação.

O layout da oficina de rolos é muito importante para otimizar a logística de movimentação de rolos. Outras passagens precisam ser fornecidas para os movimentos livres de empilhadeiras.

A automação do manuseio de rolos dentro da oficina de rolos requer a aplicação de medidas de segurança para impedir o pessoal das áreas onde as operações são realizadas automaticamente e, portanto, não supervisionadas diretamente pelo pessoal. Há necessidade de fornecer barreiras de segurança para marcar os limites da área de trabalho automática. Nesta área é permitido o acesso apenas para fins de manutenção ou emergência.




Processo de manufatura

  1. Fundição e laminação de placas finas
  2. Transporte de geração e usos de carepa de laminação
  3. Vigas Universais e seu Rolamento
  4. Laminação de aço em laminador de tiras a quente
  5. Entendendo o Processo de Laminação em Laminados de Produtos Longos
  6. Noções básicas de laminação de aço
  7. Perfuradores de pino de rolo:usos e aplicações
  8. As nuances da fresadora e da fresadora:veja mais de perto!
  9. A máquina do moinho e suas diferentes subcategorias
  10. Processo de Laminação a Quente e Frio