Causas e prevenção da deformação por contração em mangas de aço
2026-07-06 07:00Causas e prevenção da deformação por contração em mangas de aço
Sem alterar o diâmetro interno, isso é conseguido utilizando suportes internos removíveis para o forno.+Isolamento térmico final/Ao combinar o controle de temperatura por equilíbrio térmico com o particionamento da rugosidade superficial (a seção intermediária utiliza uma fina camada de revestimento por aspersão de h-BN), a contração permanente da seção intermediária pode ser reduzida de forma estável em cerca de 50% a 70%, melhorando significativamente o desempenho de retenção da circularidade.
1.Contexto e questões
Caso típico: A bobina de aço tem 2350 mm de comprimento e contém uma bobina de folha de alumínio enrolada concentricamente (1600 mm de largura, peso de laminação de aproximadamente 15 toneladas). Após o aquecimento.../Após um ciclo de recozimento, o diâmetro externo da parte central geralmente é menor do que o das duas extremidades, a circularidade diminui, o que leva a uma vida útil mais curta e afeta a qualidade do produto.
2.Por que a seção intermediária se contrai mais? (Mecanismo chave)
A parte central apresenta uma temperatura mais elevada e uma duração maior: a extremidade dissipa o calor rapidamente, enquanto a parte central permanece a uma temperatura elevada por um longo período, o que amolece o material e facilita o seu colapso sob pressão.
diferença de expansão térmica+Atrito → Pressão radial: O alumínio se expande mais que o aço; o deslizamento é restringido, fazendo com que a bobina se comprima para dentro, com o valor máximo aparecendo próximo à posição central.
Estruturalmente mais flexível: A rigidez da seção livre no meio do vão é a menor, e ela se eliptizará precocemente, passando da deformação elástica para a contração irreversível.
3.Teste rápido
A dureza no meio é menor do que nas extremidades.
Em condições de aquecimento sem carga (sem o uso de serpentinas), a contração é insignificante ou significativamente reduzida.
A situação é mais grave em uma atmosfera de nitrogênio (película de óxido fina, alto atrito, deslizamento limitado).
O diâmetro externo da seção intermediária diminui a cada ciclo; o diâmetro da seção final varia pouco.
4.Estratégia geral (sem alterar o diâmetro interno)
Aumentar a rigidez | Controlando a diferença de temperatura | Reduzir a pressão de extrusão |
Suportes internos removíveis instalados dentro do forno melhoram o desempenho anti-elipticidade da seção intermediária. | defletor de isolamento final+Aquecimento uniforme/Zona de resfriamento para evitar que a área central fique isolada e aquecida por períodos prolongados. | O atrito é baixo no meio e alto em ambas as extremidades, utilizando a diferença na expansão térmica para absorver o atrito durante o microdeslizamento. |
5.Opções e parâmetros úteis
5.1 Suporte removível para forno (para uso exclusivo com o forno; remova-o após a remoção do forno).
Comprimento de cobertura: ≥1600 mm, mais 50–100 mm de cada lado (total de 1700–1800 mm).
Força de tensão e pressão de contato: expansão radialinchaço0,2–0,5 mmPressão de contato alvo: 5–10 MPa; excentricidade: ≤0,05 mm.
Material/Superfície: Corpo em aço liga: superfície resistente ao desgaste + lubrificante sólido de alta temperatura (h-BN/MoS₂). Sem bobinas.
Modo de usar: Insira antes de aquecer./Expandir → Calor/mergulhar/Resfrie → Resfrie até <150°C e remova.
Redução esperada: aproximadamente 40% a 70% (com base na temperatura)/(A estabilidade aprimorada é alcançada através da sobreposição de controle particionado).
5.2 Isolamento das extremidades + controle uniforme de temperatura (requisito obrigatório).
Meta: Diferença de temperatura axial ΔT (seção da bobina - extremidade) ≤ 30–40°C; Diferença de temperatura na direção da espessura ΔT ≤ 40–60°C.
Método de teste: Procedimento: Utilize uma placa de fibra cerâmica de 25 a 50 mm com uma camada refletora metálica na extremidade; aqueça a uma taxa de 2 a 4 °C/min./Resfriamento; aguarde de 10 a 20 minutos de aquecimento antes de atingir a temperatura desejada.
Monitoramento: Ponto final/meio/Termopar terminal; se ΔT exceder o limite, é necessária a calibração.
Redução esperada: aproximadamente de 15% a 30%.
5.3 Particionamento da superfície + adição de uma fina camada de h-BN à seção intermediária (para reduzir o valor máximo da pressão de extrusão na seção intermediária).
Seção intermediária (largura: 1200–1600 mm): Ra 12–15 μm, Rpk≈2 μm; a superfície é coberta com uma fina camada de 5–15 μm de h-BN de alta pureza com resistência à temperatura superior a 900℃.
Ambas as extremidades (200–300 mm cada): Ra 20–25 microns, Rpk 3–4 microns, proporcionando aderência para evitar o deslizamento geral.
Tratamento de deslizamento: Priorize o alargamento da faixa de alto Rpk ou o ligeiro aumento de Ra nas extremidades; mantenha o atrito baixo na área central.
Redução esperada:sobre15%–25%(existN₂ Atmosfera(Isso fica ainda mais evidente no meio).
5.4Melhorias opcionais: Internas/rolos externos do forno/Sela
Dois roletes resistentes ao calor podem ser dispostos na área sem enrolamento, na parte externa da borda do tambor./O suporte é utilizado para distribuir a carga, reduzindo assim o momento fletor e a eliptização no vão central.
Redução esperada de aproximadamente10%para20%。
5,5Atualização a longo prazo: (diâmetro interno permanece inalterado)
Espessura da paredede30milímetros aumentaram para35Milímetros podem melhorar a estabilidade e reduzir a taxa de fluência em altas temperaturas; com5.1–5.3corresponderAdequado para uso.
É necessário avaliar o impacto do aumento de peso e do tempo de aquecimento prolongado no tempo de ciclo e no consumo de energia.
5.6Etapa na máquina: Otimização da pressão de tensão do tambor telescópico
Garantindo ao mesmo tempo capacidade suficiente de transmissão de torque, adota-se a "pressão mínima necessária" (segurança).coeficiente1.3–1,5）Para reduzir o estresse interno.
Recomenda-se o uso de "torque".-pressão-O método de calibração por "deslizamento" é usado para gerar curvas de dados de desempenho em campo.
6. Roteiro de Implementação Rápida
estágio | 2Dia da semana | 1-2Meses | longo |
Ação | Espaçador finalquente+Isolamento térmico; compartimentação de superfície+h-BNEstabelecer ΔPARALinha de base | Desenvolver e calibrar suportes removíveis dentro do forno; adicionar roletes de suporte externos, se necessário. | A avaliação aumentará a espessura da parede para35–40 mm; Formação de formalProcedimento Operacional PadrãoCom padrões de aceitação |
Alvo | seção intermediáriaRedução da contração ≥50% | Moagem/Ciclo de substituição prolongado1,5–2,5dobro | Estabelecer um sistema completo de controle de processos |
7.SOPquererapontar
7.1Suporte interno removível do forno
Verificar → Inserir e alinhar → Expandir para definir a posição(≈6–8 MPa）→aquecimento/Manter/Manter a pressão durante o resfriamento → Após o resfriamentoexistir150°CporDespressurizar → Desmontar e inspecionar.
Todo100–200Verificar uma vez por hora; erro operacional ≤0,05 mm。
7.2Isolamento e impregnação das extremidades
defletor(25–50placa de fibra cerâmica milimétrica+Fixe firmemente a superfície metálica refletora; aqueça/Taxa de resfriamentopara2–4°C/minTempo de imersãopara10–20apontarRelógio; ΔTOs alarmes são usados para calibração.
7.3Particionamento de superfície e H-BN
Camada intermediária：Dia 12–15 mm，Rpk≈2 mm +camada finah-BNPulverização, cura a baixa temperatura; Extremidades:Dia 20–25 mm，Rpk 3–4 mm
8.Aceitação e monitoramento
ΔT axial | ≤30–40 °C | Termopar de extremidade a extremidade intermediária, registro completo do processo |
GrossuraEm direção ao oesteT | ≤40–60 °C | Sonda de temperatura de dupla face ou sonda equivalente |
taxa de contração do diâmetro externo da seção intermediária | ≤0,05 mm/100 hou cada um100 Segunda volta | medição repetida do diâmetro externo em três pontos |
Redondeza (à temperatura ambiente) | ≤0,2 mm | testador de circularidade/Três coordenadas/medidor |
Escorregar e Superfície | Sem sinais de escorregamento; meiopapelh-BNPintarCamada concluída | Inspeção visual +superfícieVerificação pontual de rugosidade(Rpk） |
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Correspondência:guangwei@gwspool.com
Empresa: Guangwei Precision Technology Co., Ltd.
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