لفات الدرفلة: الأنواع والمواد ودليل الاختيار

لفات مطحنة الدرفلة هي مكونات العمل الأساسية لأي مطحنة درفلة، حيث تقوم بتشكيل المعدن مباشرة عن طريق تطبيق قوة الضغط أثناء مرور المواد بينهما. يعد اختيار مادة اللفة والصلابة والشكل المناسب أحد أهم القرارات التي تؤثر على جودة المنتج وكفاءة المطحنة وتكلفة التشغيل. سواء كنت تقوم بمعالجة ألواح الصلب، أو صفائح الألومنيوم، أو قضبان النحاس، فإن أداء اللفة يحدد كل شيء بدءًا من تشطيب السطح وحتى دقة الأبعاد.

ما هي لفات الدرفلة؟

لفات الدرفلة عبارة عن أدوات أسطوانية مثبتة في أزواج أو مجموعات داخل حامل مطحنة الدرفلة. عندما تمر قطع العمل المعدنية بين البكرات الدوارة، فإن الفجوة بينها - والتي تسمى ممر اللف - تقلل من سمك المادة أو تشكل مقطعها العرضي. يجب أن تتحمل البكرات ضغوط الضغط الهائلة، والتدوير الحراري، والتآكل الكاشط في وقت واحد.

تتكون اللفة القياسية من ثلاثة أقسام رئيسية: برميل (سطح العمل الذي يتصل بالمعدن). الرقبة (منطقة الاتصال الحاملة) و المتذبذبون أو نهاية القيادة (حيث ينتقل عزم الدوران). تختلف أبعاد اللف بشكل كبير - بدءًا من لفات المطاحن العنقودية الصغيرة التي يقل قطرها عن 50 مم إلى بكرات التفتيت الكبيرة التي يتجاوز قطرها 1500 مم المستخدمة في مطاحن الشريط الساخن.

الأنواع الرئيسية من لفات الدرفلة

يتم تصنيف اللفات حسب موقعها في المطحنة، ووظيفتها، والمنتج الذي تقوم بمعالجته. يساعد فهم هذه الفئات في تحديد اللفة الصحيحة لكل تطبيق.

بواسطة موقف مطحنة

• رولات العمل: الاتصال مباشرة بالمعدن. تتطلب صلابة سطح عالية، عادةً 65-85 Shore C (HSC)، وسطح أملس.
• القوائم الاحتياطية: دعم بكرات العمل ومنع الانحراف تحت الحمل المتداول. أكبر في القطر، مع إعطاء الأولوية للصلابة على الصلابة.
• لفات المتوسطة: تستخدم في طواحين عنقودية ذات 6 أو 20 ارتفاعًا بين بكرات العمل والنسخ الاحتياطي لنقل القوة والتحكم في استواء الشريط.

بواسطة عملية المتداول

• لفات الدرفلة على الساخن: تعمل في درجات حرارة الشريط 900-1200 درجة مئوية. يجب أن يقاوم الصدمات الحرارية وقياس الأكسدة.
• رولز الباردة: تتطلب أسطح أسطوانية فائقة النعومة (Ra ≥ 0.1 ميكرومتر لمطاحن تمرير الجلد) وصلابة متسقة للحفاظ على دقة القياس.
• القسم ورود مطحنة رولز: تتميز بملامح أسطوانية محفورة لتشكيل القضبان أو قضبان الأسلاك أو القضبان أو الأقسام الهيكلية.

مواد اللف وخصائص أدائها

إن اختيار المواد اللازمة لدرفلة الدرفلة يحكم بشكل مباشر عمر التآكل، وجودة السطح المقدمة للمنتج، ومقاومة التعب الحراري والميكانيكي. يتم تلخيص مواد اللف الأكثر شيوعًا أدناه.

أصبحت لفات الفولاذ عالية السرعة هي الخيار السائد لحوامل التشطيب لمطحنة الشريط الساخن لأنها يمكن أن تصل إلى 3-5 أضعاف الحمولة لكل حملة مقارنةً بلفائف ICCI التقليدية، مما يقلل بشكل كبير من تكرار تغيير اللفة ووقت توقف المطحنة.

العوامل الرئيسية التي تسبب تآكل اللفات وفشلها

إن تدهور اللفة أمر لا مفر منه، ولكن يمكن التحكم في معدل وطريقة التآكل. تشمل آليات التآكل الرئيسية في لفات الدرفلة ما يلي:

• ارتداء جلخ: ناجمة عن جزيئات صلبة مدمجة في المخزون المدرفل. شائع في الدرفلة على الساخن، حيث يمكن أن تصل قشور المطحنة إلى صلابة تصل إلى 1200 فولت.
• التعب الحراري (تكسير الحرائق): يؤدي التسخين والتبريد المتكرر لسطح اللفة إلى حدوث تشققات سطحية دقيقة، مما يؤدي في النهاية إلى التشظي. يعد عدم كفاية تدفق مياه التبريد هو السبب الرئيسي.
• التعب الميكانيكي: يؤدي إجهاد التلامس الدوري العالي، خاصة في اللفات الاحتياطية، إلى انتشار الشقوق تحت السطح. يمكن أن تتجاوز ضغوط التلامس في اللفات الاحتياطية الكبيرة لمطحنة الشريط الساخن 800 ميجا باسكال تحت الحمل المتداول الكامل.
• التآكل اللاصق (البيك اب): تلتصق المواد من المخزون المدلفن بسطح اللفة، مما يؤدي إلى تدهور جودة السطح. مشكلة خاصة في الدرفلة الباردة للألمنيوم.
• التشظي: الفقدان المفاجئ لشظايا السطح الكبيرة، غالبًا ما يكون نتيجة عيوب تحت السطح، أو طحن غير مناسب، أو تشغيل لفة تتجاوز حد التآكل الآمن.

وتشير بيانات الصناعة إلى ذلك تمثل حالات الفشل المرتبطة باللف 15-25% من فترات التوقف غير المخطط لها في مصانع الدرفلة الساخنة مما يجعل مراقبة حالة اللفة وإدارة اللفة المنضبطة أمرًا ضروريًا لإنتاجية المطحنة.

طحن اللفة: الحفاظ على جودة السطح والشكل الجانبي

بين حملات التدحرج، تتم إعادة طحن اللفات البالية في ورشة طحن اللفائف لاستعادة جودة السطح وتصحيح شكل البرميل. هذه واحدة من أهم عمليات الصيانة في أي مصنع درفلة.

بدل طحن ولفة الحياة

تحتوي كل لفة على حد أدنى محدد من القطر الآمن. بالنسبة للفة عمل مطحنة الشريط الساخن النموذجية بقطر أولي يبلغ 750 مم، قد يكون بدل الطحن القابل للاستخدام 75-100 مم، مما يسمح بـ 30-50 دورة طحن قبل إلغاء اللفة. يؤدي تقليل إزالة المخزون لكل عملية طحن - مع إزالة جميع الأضرار السطحية بالكامل - إلى إطالة عمر اللفة الإجمالي بشكل مباشر وتقليل التكلفة لكل طن ملفوف.

التحكم في التاج والملف الشخصي

يتم طحن ملف برميل اللفة (التاج) عمدًا في العمل والبكرات الاحتياطية للتعويض عن الانحراف المرن والتمدد الحراري أثناء التدحرج. قد يتم طحن لفة عمل طاحونة الشريط الساخن النموذجية بتاج إيجابي يبلغ 0.1-0.3 مم لضمان تسطيح الشريط الموحد عبر العرض. يعد طحن التاج غير الصحيح سببًا رئيسيًا لعيوب تسطيح الشريط وموجة الحافة.

كيفية اختيار القائمة المناسبة لتطبيقك

يجب أن يعتمد اختيار اللفات على تقييم منظم للعديد من متغيرات التشغيل. المعايير التالية هي الأكثر حسما:

1. درجة حرارة المتداول: يتطلب الدرفلة على الساخن فوق 700 درجة مئوية مواد ذات مقاومة عالية للصدمات الحرارية (على سبيل المثال، ICCI، HSS). يتطلب الدرفلة على البارد أقصى قدر من الصلابة والقدرة على تشطيب السطح.
2. المواد المتداولة: يتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ الصلب لفات أكثر صرامة من الألومنيوم الناعم. تتطلب المواد الكاشطة ذات الحجم السطحي درجات أعلى من مقاومة التآكل.
3. الحمل المتداول ونوع المطحنة: تحتاج المطاحن الترادفية ذات التحميل العالي إلى بكرات ذات قوة كلال عالية. تستخدم المطاحن العنقودية لفات ذات قطر صغير يجب أن تتمتع بصلابة شديدة لمقاومة الانحراف.
4. التشطيب السطحي المطلوب للمنتج: تتطلب مصانع تمرير الجلد والمزاج بكرات بقيم Ra أقل من 0.1 ميكرومتر للمنتجات النهائية اللامعة. تُستخدم اللفات المركبة (EDT أو السفع بالرصاص) في صفائح السيارات التي تتطلب خشونة معينة لالتصاق الطلاء.
5. طول الحملة وتكرار التغيير: عندما تكون الحملات الطويلة ضرورية للإنتاجية، يُفضل استخدام HSS أو لفات الكروم العالية على الرغم من ارتفاع التكلفة الأولية لأن تكلفتها الإجمالية للطن أقل.

معيار مفيد: في مصانع الشريط الساخن، يؤدي التحول من بكرات عمل ICCI إلى HSS عادةً إلى تقليل استهلاك اللفائف بنسبة 40-60% ويحسن جودة السطح على الشريط النهائي، مما يجعل الاستثمار فعالاً للغاية من حيث التكلفة في العمليات ذات الحجم الكبير.

أفضل ممارسات إدارة رول

حتى أفضل اللفات سيكون أداؤها ضعيفًا بدون وجود نظام منضبط لإدارة اللفات. تشمل الممارسات الرئيسية التي تتبعها المطاحن الرائدة ما يلي:

• تتبع سجل اللف إلكترونيًا - تسجيل كل حملة وطحن ونتائج فحص لتحديد أنماط التآكل وتحسين دورات الطحن.
• استخدام اختبار الموجات فوق الصوتية (UT) وفحص التيار الدوامي للكشف عن الشقوق تحت السطح قبل حدوث التشظي.
• الحفاظ على معدلات تدفق مياه التبريد وجودتها بشكل صارم - تعتبر مياه التبريد الملوثة أو غير الكافية هي المحرك الأساسي لتكسير الإجهاد الحراري في الدرفلة على الساخن.
• تعيين الحد الأقصى لحدود التآكل المسموح بها لكل حملة وإنفاذها — يؤدي تشغيل لفة عمل تتجاوز حد التآكل الآمن إلى زيادة مخاطر التشظي بشكل كبير.
• إقران البكرات بشكل صحيح: يجب أن يتم إقران بكرات العمل ذات القطر والصلابة المتطابقين لتجنب توزيع الحمل غير المتساوي والتآكل من جانب واحد.

عادةً ما تقوم المطاحن التي تنفذ برامج إدارة اللف المنظمة بالإبلاغ تخفيضات بنسبة 10-20% في تكلفة استهلاك اللفة وتحسينات قابلة للقياس في جودة سطح المنتج دون استثمار رأس المال في المعدات الجديدة.

الاستنتاج

إن بكرات الدرفلة هي أدوات دقيقة، وليست مواد استهلاكية بسيطة. إن المزيج الصحيح من المواد الملفوفة، وملف الصلابة، وممارسة الطحن، والإدارة التشغيلية يحدد كلاً من جودة المنتج وتكلفة اللف أكثر من أي متغير آخر تقريبًا في تشغيل المطحنة. تهيمن مكاوي HSS والمكاوي ذات الكروم العالي على التطبيقات الحديثة ذات المتطلبات العالية نظرًا لعمر التآكل الفائق، بينما يظل الفولاذ المطروق غير قابل للاستبدال عندما تكون المتانة ذات أهمية قصوى. إن الاستثمار في مواصفات اللفة المناسبة، والطحن المنضبط، والتتبع المنهجي لللفة يؤدي إلى تحقيق عوائد سريعة - عادةً في غضون أشهر في العمليات ذات الحجم الكبير.