لفة الحديد الزهر: مكون رئيسي في عملية التدحرج

في مجال معالجة المعادن ، تعتبر عملية التدحرج طريقة تشكيل مهمة ، وفة الحديد الزهر هي مكون مفتاح لا غنى عنه في هذه العملية. لفة الحديد الزهر لعب دورًا مهمًا في تشكيل المواد المعدنية ، وضمان جودة المنتج وتعزيز كفاءة الإنتاج. تؤثر جودة أدائها بشكل مباشر على دقة وجودة السطح للمنتجات المدلفنة ، وكذلك استقرار عملية الإنتاج والاقتصاد. لذلك ، فإن الفهم الشامل للمعرفة ذات الصلة بقوائم الحديد الزهر له أهمية كبيرة لتحسين عملية المتداول وتعزيز القدرة التنافسية للمنتجات. ​

ظروف العمل والتحديات في لفات الحديد الزهر

(1) بيئة درجات الحرارة القاسية

غالبًا ما تكون لفائف الحديد الزهر في بيئة عالية الحرارة أثناء التشغيل ، حيث تصل درجة حرارة العمل العامة إلى 700-800 درجة مئوية في بعض الحالات الخاصة ، يمكن أن تصل درجة حرارة المادة المدحونة التي تتلامس معها إلى 1200 درجة مئوية. لا تختبر درجات الحرارة المرتفعة المستمرة الاستقرار الحراري لمادة لفة فحسب ، بل تتسبب أيضًا في مشاكل مثل التمدد الحراري والتشوه الحراري ، مما يؤثر على دقة الأبعاد للفة وجودة المنتجات المدحونة. ​

(2) الإجهاد الميكانيكي القوي

تحتاج القوائم إلى تحمل الضغط القوي من المادة ملفوفة. يعمل هذا الضغط بشكل مستمر أثناء عملية المتداول ويعرضة للتسبب في تلف التعب للفة. وفي الوقت نفسه ، خلال عملية التدحرج ، هناك قوة احتكاك قوية بين سطح اللفات والمواد المدلفنة ، والتي ستسرع تآكل سطح لفة ويقلل من عمر خدمة القوائم. ​

(3) تهديد التعب الحراري

نظرًا للتدفئة المستمرة بالمواد المذهلة والتبريد عن طريق التبريد ، تخضع لفات لتغيرات كبيرة في درجات الحرارة في فترة زمنية قصيرة وتتعرض للتعب الحراري الشديد. يمكن أن يسبب التعب الحراري تشققات على سطح اللفات. بمرور الوقت ، قد تتوسع هذه الشقوق ، مما يؤدي في النهاية إلى انتشار وفشل القوائم. ​

2. الأنواع الرئيسية من لفائف الحديد الزهر

(1) لفات الحديد الزهر المبردة

مبدأ العمل: تشكل الطبقة العاملة لفة الحديد الزهر المبرد هيكلًا أبيض يلقي (كربيد المصفوفة) بسبب تأثير التبريد السريع للقالب المعدني. أثناء عملية الصب ، من خلال التحكم في معدل التبريد ، يتم تبريد سطح الأسطوانة بسرعة لتشكيل طبقة مصبوب بيضاء ذات صلابة عالية ومقاومة عالية التآكل ، بينما يحافظ اللب على بنية رمادية رمادية ناعمة نسبيًا للتأكد من أن الأسطوانة لها درجة معينة من المتانة. ​

الخصائص: تتميز بصلابة عالية للغاية على السطح ومقاومة تآكل ممتازة ، ومقاومة بشكل فعال أثناء عملية المتداول. ومع ذلك ، نظرًا لارتفاع هشاشة طبقة الحديد الزهر البيضاء ، فإن المقاومة الحرارية للفائف الحديد الزهر الصلبة الباردة ضعيفة نسبيًا ، والتشققات تحدث عندما تتعرض للإجهاد الحراري الكبير. ​

حقول التطبيق: غالبًا ما يتم استخدامه في عمليات المتداول مع متطلبات عالية الجودة من السطح وضغط التدحرج المنخفض نسبيًا ، مثل التدحرج الدقيق للألواح الرقيقة وشرائط الصلب. ​

(2) لفات الحديد الزهر الصارمة الباردة بلا حدود

مبدأ العمل: من خلال زيادة ما يعادل الكربون من الحديد المنصهر بشكل مناسب ، يكتسب اللفة بنية محققة (مصفوفة كربيد الجرافيت). يضمن هذا الهيكل أن الطبقة المبردة للفة لا تحتوي على حدود مميزة على سطح الكسر ، وأن الانتقال من السطح الصلب إلى النواة اللينة تدريجي دون وجود منطقة انتقالية واضحة. ​

الخصائص: فهو يجمع بين الصلابة العالية والصلابة الجيدة. يعمل وجود الجرافيت على تحسين مقاومة التكسير الحراري وأداء مكافحة الساعات للفة ، مما يتيح لهم الحفاظ على حالة عمل جيدة حتى عندما يتعرضون لضغوط حرارية وميكانيكية كبيرة. بالمقارنة مع لفائف الحديد الزهر المصممة على البارد ، فإن لفائف الحديد الزهر المصممة للبرد لا نهائي لها عمر خدمة أطول وهي مناسبة لمجموعة واسعة من الظروف المتداول. ​

حقول التطبيق: تستخدم على نطاق واسع في المتداول الخشن ، المتوسط ​​المتوسط ​​وغيرها من العمليات ، مثل التدحرج الخشن للبليتات الفولاذية ، والتدحرج المتوسط ​​للأشرطة والأسلاك ، وما إلى ذلك. يمكن لأداء لفائف الحديد الزهر المبردة بلا حدود تلبية المتطلبات. ​

(3) لفات الحديد الزهر الصلبة شبه مبردة

مبدأ العمل: يتم إجراء الصب باستخدام قالب معدني مع طلاء رملي. طبقة 10-20 ملم من رمال القولبة مغلفة داخل القالب المعدني لتقليل معدل تبريد الجسم الأسطوري والحصول على بنية محققة في الطبقة العاملة للجسم الأسطوري. تجعل طريقة الصب هذه توزيع صلابة لفات موحدة نسبيًا ، مع انخفاض صلابة صغير من السطح إلى القلب. ​

الخصائص: لفائف الحديد الزهر شبه مجزبة لها مقاومة ممتازة للتكسير الساخن والقوة العالية والصلابة. تكون صلابة السطح للجسم الأسطوري عمومًا HS35-55 ، والتي يمكن أن تقاوم بشكل فعال التعب الحراري والتعب الميكانيكي مع ضمان مقاومة بعض التآكل. من بينها ، يتمتع لفات الحديد الصلبة شبه المبردة بأداء أكثر تفوقًا بسبب بنية الجرافيت الكروية الفريدة. ​

حقول التطبيقات: تنطبق بشكل أساسي على مواقف فتح البليت ومطاحن الخشنة ذات الطواحين المتوسطة والصغيرة الحجم. في هذه الحالات ، تحتاج القوائم إلى أداء شامل جيد للتعامل مع ظروف الدوران الأكثر تعقيدًا. ​

(4) لفات الحديد الدكتايل

مبدأ العمل: يتم صنع لفائف الحديد الدكتايل عن طريق سكب الحديد المنصهر الذي خضع لعلاج كروي في القالب ، مما تسبب في أن يتخذ الجرافيت في بنية لفة الشكل الكروي. يزيل وجود الجرافيت الكروي تأثير تجزئة الجرافيت على المصفوفة ويحسن الخواص الميكانيكية بشكل كبير للفة. ​

الخصائص: يتميز بقوة عالية ، ومتانة عالية ومقاومة تآكل ممتازة. مقاومتها للتكسير الحراري والتشويش رائع أيضا. نطاق صلابة لفائف الحديد الدكتايل واسعة نسبيًا ويمكن تعديله وفقًا لمتطلبات التطبيق المختلفة ، مع مجموعة واسعة من التطبيقات. ​

حقول التطبيق: يمكن استخدامها في أنواع مختلفة من مصانع التدحرج ، بما في ذلك عمليات المتداول الخشنة والمتوسطة المتوسطة والتشطيب. في بعض عمليات التدحرج الخاصة مع المتطلبات العالية لأداء القوائم ، يمكن أن تظهر لفائف الحديد الدكتايل أداءً ممتازًا.

3. تأثير عناصر صناعة السبائك على أداء لفات الحديد الزهر

(1) الكربون (ج)
آلية التأثير: الكربون هو أحد العناصر المهمة التي تؤثر على أداء لفات الحديد الزهر. من ناحية ، سوف يعيق محتوى الكربون العالي هطول الأمطار للأسمنت ، وفي نفس الوقت ، بسبب الزيادة في عدد نوى الجرافيت المكونة ، يمكن تحسين الجرافيت. من ناحية أخرى ، إذا كان محتوى الكربون مرتفعًا جدًا ، فسوف يتسبب في تعويم الجرافيت ، مما يؤثر على أداء القوائم. بمعدل تبريد معين ، إذا زاد محتوى الكربون بشكل مناسب ، فإن عمق طبقة المصبوب البيضاء سينخفض ​​وستزداد كمية الأسمنت السطحي.
​
التأثير على الأداء: يمكن أن تعزز كمية مناسبة من الكربون صلابة وارتداء المقاومة للفة ، ولكن محتوى الكربون العالي المفرط سيقلل من صلابة اللفات ويزيد من خطر تكوين الكراك. لذلك ، أثناء عملية الإنتاج ، من الضروري التحكم بدقة في محتوى الكربون لتحقيق التوازن بين خصائص القوائم المختلفة. ​

(2) السيليكون

آلية التأثير: يمكن للسيليكون أن يقلل من قابلية كربون الكربون في الأوستينيت ، ليس فقط زيادة درجة حرارة تحول التوت ، ولكن أيضًا توسيع نطاق درجة حرارة التحول المتأخر وتقصير فترة الحضانة للبرليت والبينيت. ضمن نطاق معين ، مع زيادة محتوى السيليكون ، سينخفض ​​قطر كرات الجرافيت ، وبالتالي تحسين هيكل وأداء القوائم. ​

التأثير على الأداء: يمكن أن يعزز السيليكون من قوة وصلابة القوائم ، وفي الوقت نفسه يساعد في تحسين مقاومة القوائم للتكسير الحراري. ومع ذلك ، قد يؤدي محتوى السيليكون المفرط إلى انخفاض في صلابة القوائم ، لذلك يجب التحكم في محتواه بشكل معقول. ​

(3) المنغنيز (MN)

التأثير على الآلية: عناصر المنغنيز تقلل من درجة حرارة التحول المقلوب ، حيث تلعب دورًا في استقرار اللؤلؤ وتكريره. يمكن أن يعزز قوة وصلابة القوائم. ومع ذلك ، عندما يكون محتوى المنغنيز مرتفعًا للغاية ، سيحدث الفصل الحاد ، وسوف تترسب كربيد الشبكة على طول حدود الحبوب في حالة الممثلين ، مما يقلل من صلابة القوائم. ​

التأثير على الأداء: يمكن أن تساعد كمية مناسبة من المنغنيز في تعزيز الأداء العام للفة ، ولكن يجب التحكم في محتواه بشكل صارم لتجنب الآثار الضارة على أداء القوائم بسبب الفصل وهطول كربيد الشبكة. ​

(4) الكروم (CR)

آلية التأثير: يعتبر الكروم العنصر الأكثر فعالية لزيادة عمق طبقة الحديد الزهر البيضاء في لفات الحديد الزهر الصلبة الباردة ، والتي يمكن أن تتصدى بشكل كبير على الآثار الضارة للسيليكون وتفضي إلى تكوين بنية بيرليت. في الحديد الدكتلي من سبائك ، يمكن أن تتسبب الإضافة المناسبة للكروم في ظهور بعض الكروم المجانية في البنية المجهرية ، والتي من المفيد تحسين صلابة وارتداء المقاومة. ​

التأثير على الأداء: يمكن أن تعزز إضافة الكروم بشكل فعال صلابة السطح وارتداء المقاومة لللفائف ، وتحسين مقاومتها للإرهاق الحراري. ومع ذلك ، قد يؤدي الكروم المفرط إلى انخفاض في صلابة القوائم. لذلك ، يجب التحكم في محتوى الكروم بدقة وفقًا لمتطلبات الاستخدام المحددة للقائمة. ​

(5) الموليبدينوم

آلية التأثير: يمكن لموليبدينوم ، كعنصر يستقر على بيرليت ، تحسين بنية طبقة المصبوب البيضاء في الحديد الزهر المصقول البارد ، ويعزز قوة المواد ، ويحسن القوة الحرارية لللفائف. في لفات الحديد الدكتايل ، فإن زيادة محتوى الموليبدينوم بشكل مناسب يمكن أن يعزز تكوين بنية بيرليت ويزيد من تشتت اللؤلؤ. يمكن أن يمنع الموليبدينوم أيضًا تحلل الأوستينيت ويؤدي إلى تكوين بنية البينيت. ومع ذلك ، فإن الموليبدينوم عرضة للفصل ، لذلك يجب ألا يكون محتواه مرتفعًا جدًا. ​

التأثير على الأداء: يمكن أن تعزز كمية مناسبة من الموليبدينوم الأداء الشامل للفة ، وخاصة استقرار الأداء في بيئات درجات الحرارة العالية. ومع ذلك ، نظرًا لميل الفصل للموليبدينوم ، يجب التحكم في توزيعه في القوائم لضمان توحيد أداء لفة. ​

4. عملية تصنيع لفائف الحديد الزهر

(1) عملية الصب

صب القالب المعدني: لفائف الحديد الزهر بارد وبعض لفات الحديد الزهر التي لا حصر لها من البرودة ، غالبًا ما يتم إلقاؤها بواسطة صب القالب المعدني. أثناء عملية الصب ، يؤدي تأثير التبريد السريع للقالب المعدني إلى تبريد سطح اللف بسرعة ، مما يشكل بنية أبيض أو هيكل محفور. عن طريق التحكم في المعلمات مثل درجة حرارة القالب المعدني ، وسمك الطلاء ، ودرجة حرارة صب وسرعة الحديد المنصهر ، يمكن التحكم في البنية المجهرية وخصائص الطبقة العاملة لللفائف بدقة.
​
صب الرمال: بالنسبة لبعض اللفات التي لها متطلبات منخفضة نسبيًا لصياغة السطح وتحتاج إلى صلابة أعلى ، مثل لفائف الحديد الزهر شبه المجلس ، يمكن اعتماد صب الرمال. يمكن أن تؤدي إضافة كمية مناسبة من الرمال الحديد وحديد البرد إلى القالب الرملي إلى ضبط معدل تبريد الأجزاء المختلفة من اللفات ، مما يتيح لفات لتحقيق توزيع صلابة مناسب والبنية المجهرية. ​

الصب المركب: يتم استخدام عملية الصب المركبة لتصنيع لفائف الحديد الزهر المركبة. عن طريق سكب الحديد المنصهر على التوالي مع مؤلفات مختلفة ، تحتوي لفائف على طبقات عمل ونوى ذات خصائص مختلفة. على سبيل المثال ، قم أولاً بصب المادة الأساسية ، ثم صب مادة طبقة العمل مع صلابة عالية ومقاومة ارتداء على سطحها ، بحيث يكون للفة كل من خصائص جيدة وخصائص السطح.
​
(2) عملية معالجة الحرارة

العلاج الصلب: يمكن لعلاج الصلب القضاء على الإجهاد الداخلي الناتج خلال عملية صب القوائم وتحسين البنية المجهرية وخصائص القوائم. من خلال الاحتفاظ بالأسطوانة في درجة حرارة مناسبة لفترة معينة من الزمن ، يتم تجانس الهيكل الداخلي ، ويتم تقليل الصلابة ، وتحسين الصلابة ، ويتم إجراء الاستعدادات للمعالجة والاستخدام اللاحقة. ​

تطبيع العلاج: يمكن أن يؤدي تطبيع العلاج إلى تحسين حبيبات اللفات ، مما يعزز قوتها وصلصتها. قم بتسخين اللفات فوق درجة الحرارة الحرجة ، واحتفظ بها لفترة من الزمن ، ثم تبريدها في الهواء للحصول على بنية بيرليت أو بينيت موحدة للفة ، وبالتالي تحسين أدائها العام. ​

إخماد وعلاج تقارير: بالنسبة لبعض اللفات التي تتطلب صلابة أعلى وارتداء المقاومة ، يمكن إجراء التبريد والمعالجة المتداعية. يهدأ تبريد سطح اللفات بهيكل مارتينسيتي ، مما يعزز بشكل كبير صلابة. ومع ذلك ، فإن هيكل martensitic هش نسبيًا ، لذا فإن العلاج المتدهور ضروري لضبط التوازن بين الصلابة والصلابة ، والقضاء على الإجهاد الإضافي ، وزيادة عمر خدمة القوائم. ​

5. صيانة ورعاية لفائف الحديد الزهر
​
(1) التفتيش اليومي

التفتيش السطحي: تحقق بانتظام من سطح اللفات للعيوب مثل الشقوق والتشويش والارتداء. عن طريق الفحص البصري واستخدام معدات الاختبار غير المدمرة مثل كاشفات العيوب بالموجات فوق الصوتية وكشف عيب الجسيمات المغناطيسية ، يمكن تحديد المشكلات المحتملة في الوقت المناسب ، ويمكن اتخاذ تدابير مماثلة لإصلاحها أو استبدالها. ​

التفتيش الأبعاد: قم بقياس القطر والأسطوانة وغيرها من المعلمات الأبعاد للفة لضمان وجودها ضمن نطاق التسامح المحدد. قد تؤثر الانحرافات الأبعاد المفرطة على دقة المنتجات المدرفة. لذلك ، بمجرد اكتشاف تشوهات الأبعاد ، يجب إجراء تعديلات أو إصلاحات في الوقت المناسب. ​

(2) التزييت والتبريد

تزييت: أثناء عملية التدحرج ، من أجل تقليل الاحتكاك بين القوائم والمواد المدحونة وتقليل التآكل ، يجب استخدام مواد التشحيم المناسبة. حدد مواد التشحيم ذات الأداء الجيد للتشحيم ، ومقاومة الضغط الشديد ومقاومة الأكسدة ، وتأكد من توزيعها بالتساوي على سطح اللفات. تفقد بانتظام نظام التوريد من مواد التشحيم لضمان تشغيله الطبيعي. ​

التبريد: التبريد الفعال أمر بالغ الأهمية لتقليل درجة حرارة اللفات ومنع التعب الحراري. تأكد من التشغيل العادي لنظام التبريد ، وتنظيف الأوساخ والشوائب في خطوط أنابيب مياه التبريد على الفور ، وضمان أن معدل التدفق ودرجة حرارة مياه التبريد تلبي المتطلبات. وفي الوقت نفسه ، يجب ضبط زاوية الرش وموضع ماء التبريد بشكل معقول لضمان تبريد موحد لسطح اللفات. ​

(3) التخزين والتعامل

التخزين: قم بتخزين القوائم في بيئة جافة ومهينة لمنعهم من الحصول على رطبة وصدأ. بالنسبة لللفائف التي لم يتم استخدامها لفترة طويلة ، يجب إجراء علاج مضاد للانتعاش ، مثل تطبيق الزيت المضاد للوقوف واللف ورقة مضادة للانتعاش. في الوقت نفسه ، يجب إيلاء الانتباه إلى طريقة التخزين لتجنب القولات التي يتم ضغطها أو تصادمها ، مما قد يسبب أضرارًا. ​

المناولة: عند التعامل مع لفات المعالجة ، يجب استخدام معدات المعالجة المخصصة مثل الرافعات والرافعات الشوكية ، ومن الضروري التأكد من أن سعة الحمل للمعدات كافية. أثناء عملية المناولة ، تعامل مع العناية لتجنب بكرات تصطدم بأشياء أخرى ، ومنع تلف السطح والأضرار الهيكلية الداخلية. ​

6. الخلاصة

لفات الحديد الزهر ، باعتبارها المكونات الأساسية في عملية التدحرج ، يرتبط أدائها ارتباطًا مباشرًا بجودة المنتجات المدحونة وكفاءة الإنتاج. من خلال فهم خصائص أنواع مختلفة من لفائف الحديد الزهر ، وتأثير عناصر صناعة السبائك على أدائها وعمليات التصنيع وطرق الصيانة ، من الممكن اختيار قوائم الحديد الزهر واستخدامها بشكل أفضل ، وتوفير اللعب الكامل لمزاياه وتحسين المستوى العام لعملية التدحرج. مع التقدم المستمر للتكنولوجيا ، يتحسن أداء وجودة لفائف الحديد الزهر باستمرار. في المستقبل ، من المتوقع أن يتم تطبيقهم في مجموعة واسعة من الحقول وتقديم مساهمات أكبر في تطوير صناعة معالجة المعادن.