Rouleaux de laminoirsont des composants essentiels de la production d'acier. Ils déforment directement les billettes d'acier sous pression, jouant un rôle crucial dans le façonnage de l'acier conformément aux normes de qualité. Cependant, les laminoirs fonctionnent dans des conditions difficiles (températures élevées, charges lourdes, chocs thermiques et écaillement d'oxyde de fer), ce qui rend l'usure, les fissures et les défaillances fréquentes.
Pour réduire la consommation de rouleaux et les coûts d'exploitation,aciériesIl est nécessaire d'optimiser les procédés de laminage, les systèmes de refroidissement et le choix des matériaux des rouleaux. Cet article se concentre sur les améliorations pratiques des procédés qui améliorent la durée de vie des rouleaux et l'efficacité de la production.
1. Importance de prolonger la durée de vie du rouleau
Les cylindres sont des éléments coûteux et consommables dans les aciéries. Leur remplacement fréquent entraîne des temps d'arrêt, une augmentation des coûts et une inefficacité de la production. La mise en place d'un système complet de gestion des cylindres permet de suivre l'utilisation de chaque cylindre, de planifier le réaffûtage et de garantir un appariement correct. Les avantages incluent :
Réduction de la fatigue due au roulis.
Durée de vie du rouleau plus longue.
Moins de remplacements anormaux
Amélioration de la productivité de l'usine.
Coûts de production réduits.
Pratiques de gestion des rôles clés :
Affecter des gestionnaires de rôles dédiés.
Suivez le stockage, l'utilisation, les fissures et les temps d'arrêt.
Assurez-vous que les performances de chaque rouleau sont optimisées tout au long de son cycle de vie.
2. Problèmes courants avec les cylindres des laminoirs
2.1 Écaillage irrégulier au centre de la rainure
Une teneur élevée en cuivre dans les rainures abaisse les points de fusion, ce qui provoque des fissures lors de la chauffe. Les microfissures se développent rapidement, entraînant des défauts plus importants et un écaillage irrégulier, notamment dans les rainures étroites.laminage de bandes à chaud.
2.2 Fissuration de l'anneau de roulement
Anneaux de roulementIls subissent des contraintes de traction tangentielle dues aux charges d'assemblage et thermiques. L'utilisation d'un seul matériau ou la présence de contraintes locales élevées peuvent entraîner des fissures et des éclats.
2.3 Piqûres dans la surface de la rainure
Les piqûres ou les points rugueux sont des défauts de surface souvent causés par :
Oxydes de carbone ou trous de passage usés.
Oxydation de la surface des billettes d'acier.
Corrosion des rouleaux.
Oxyde fracturé se brisant sous la pression de laminage.
2.4 Fracture du rouleau
Les rouleaux peuvent se fracturer suite à un impact, un mouvement de queue ou un blocage de l'acier. Ces phénomènes provoquent des fissures superficielles et internes, réduisant la durée de vie des rouleaux et menaçant le fonctionnement du laminoir.
3. Analyse des causes profondes
Les principales causes de défaillance des rouleaux sont les suivantes :
Erreur de l'opérateur.
Mauvais système de refroidissement.
Sélection de matériaux inappropriée.
Paramètres de processus incorrects.
Présence d'inclusions cassantes (ex. : SiO₂, Al₂O₃).
Un refroidissement inadéquat entraîne d'importantes différences de température, augmentant les contraintes thermiques et réduisant la résistance à l'usure. Les inclusions cassantes dans l'acier (oxydes à arêtes vives) endommagent les surfaces des rouleaux, accélérant la fatigue et l'usure.
4. Mesures de processus pour prolonger la durée de vie du rouleau
4.1 Optimisation du système de refroidissement
Un refroidissement efficace des rouleaux est essentiel. Les dispositifs de refroidissement améliorés incluent des systèmes à double boucle avec buses axiales et fentes d'eau elliptiques pour un refroidissement précis et localisé, notamment au niveau des coins des rouleaux. Pratiques clés :
Utilisez un débit de 3500 L/h.
Maintenez la pression de l’eau en dessous de 0,8 MPa.
Contrôler la température entre 40 et 60 °C.
4.2 Amélioration du système d'approvisionnement en eau
Installez des pompes à vitesse variable et passez d'une alimentation en eau de faible turbidité à une eau de turbidité moyenne. Ajustez automatiquement la pression pour améliorer la stabilité du refroidissement.
4.3 Optimisation de la conception des rainures
Dans les laminoirs à bandes étroites à chaud, remodelez les rainures (par exemple, profils à fond droit avec expansion forcée) pour gérer le flux de matière et réduire les problèmes de déformation. Ajustez les angles et la profondeur des rainures à chaque passe.
4.4 Optimisation du matériau du rouleau
Élargissez les anneaux de roulement (par exemple, de 7,8 mm à 10,8 mm) et augmentez le pas des rainures pour une meilleure résistance à la fatigue. Choisissez les matériaux en fonction du type d'acier et de la charge de roulement afin d'éviter une défaillance prématurée.
4.5 Contrôle automatisé de l'épaisseur (AGC)
Utilisez des systèmes AGC à réglages hydrauliques pour un contrôle précis de l'écartement, de la force et de la vitesse des cylindres. Cela améliore la régularité et évite les variations d'épaisseur pendant le laminage.
4.6 Prévenir les abus de l'opérateur
Former les opérateurs à :
Évitez tout contact entre le rouleau et le guide.
Assurez-vous que le refroidissement est activé avant de rouler.
Retirer l'emballage en acier uniquement après refroidissement.
Coupez les points noirs des billettes.
Contrôlez la forme du matériau avec précision.
4.7 Profondeur de réaffûtage appropriée
Assurer un réaffûtage des rouleaux suffisamment profond (par exemple, 600 mm pour les rouleaux étroits)rouleaux de bande) pour éliminer les fissures. L'élimination incomplète des zones endommagées entraîne une détérioration rapide lors de la réutilisation.
Conclusion
L'amélioration des procédés et des équipements de laminage peut prolonger considérablement la durée de vie des rouleaux. En modernisant les systèmes de refroidissement, en optimisant la conception des rainures et des matériaux, et en appliquant des systèmes de contrôle automatisés, les aciéries peuvent réduire la consommation de rouleaux, améliorer la qualité de surface et accroître l'efficacité de la production.
Un entretien adéquat des laminoirs et la formation des opérateurs jouent également un rôle crucial. Une opération de laminage bien gérée permet non seulement de réduire les coûts, mais aussi d'améliorer la qualité de l'acier et la compétitivité de l'usine.