In metallverarbeitenden Industrien wie der Stahl- und Nichteisenmetallindustrie sind Walzwerke die Kernausrüstung für die plastische Verformung von Materialien. Unter anderem wirken sich die Auskleidungsplatten als wichtige Stütz- und Schutzkomponenten des Walzsystems des Walzwerks direkt auf die Walzgenauigkeit, die Produktqualität und die Betriebsstabilität der Ausrüstung aus. Unter den Arbeitsbedingungen, die langfristig enormen Rollkräften, hochfrequenten Stößen und Reibung ausgesetzt sind, ist Verschleiß ein unvermeidliches Phänomen. Das wissenschaftliche Verständnis des Verschleißes und die Anwendung effektiver Reparaturmethoden sind von großer Bedeutung für die Kontrolle der Produktionskosten und die Sicherstellung einer kontinuierlichen Produktion.
Ursachen und Auswirkungen des Verschleißes von Walzwerksauskleidungsplatten
Der Verschleiß der Linerplatte ist ein komplexer und umfassender Prozess, der hauptsächlich auf die folgenden Aspekte zurückzuführen ist:
1. Mechanischer Verschleiß: Dies ist die bedeutendste Form des Verschleißes. Während des Walzvorgangs üben die Walzen einen enormen Druck auf den Metallbarren aus, um ihn zu verformen. Diese Kraft wird über die Lagersitze auf die Auskleidungsplatten übertragen. Zwischen den Auskleidungsplatten und den Lagersitzen und Walzgerüstfenstern kommt es zu ständiger Mikroreibung und Stößen, was zu einem allmählichen Verlust von Oberflächenmaterial und einer Verschlechterung der Maßhaltigkeit führt.
2. Ermüdungsverschleiß: Die Arbeitsbelastung des Walzwerks ist durch periodische Zyklen gekennzeichnet. Unter der langfristigen Einwirkung von Wechselspannungen entstehen mikroskopisch kleine Risse in den Oberflächen- oder Untergrundschichten der Auskleidungsplatten. Diese Risse dehnen sich kontinuierlich aus und verbinden sich, was schließlich dazu führt, dass sich Material in Form dünner Flocken ablöst und Lochfraß oder Abplatzungen entstehen.
3. Schmierbedingungen: Obwohl es zwischen den Kontaktflächen der Laufplatten eine Schmierung gibt, ist es bei hoher Belastung und niedrigen{1}}Geschwindigkeitsbedingungen schwierig, einen vollständigen flüssigen Schmierfilm zu bilden, was oft zu Grenzschmierung oder sogar Trockenreibung führt, was Oberflächenkratzer und Verschleiß verschlimmert.
4. Installations- und Ausrichtungsgenauigkeit: Wenn die Auskleidungsplatten nicht ordnungsgemäß installiert sind oder das Walzensystem des Walzwerks schlecht ausgerichtet ist, führt dies zu einer ungleichmäßigen Lastverteilung und einer exzentrischen Belastung, was dazu führt, dass einige Auskleidungsplatten ungewöhnlich hohen Belastungen ausgesetzt sind, was ihren Verschleiß und ihre Beschädigung beschleunigt.
Zu den direkten Auswirkungen des Verschleißes der Auskleidungsplatte gehören: Verlust der axialen und radialen Positionierungsgenauigkeit der Walzen, was zu ungleichmäßiger Dicke und schlechter Form des gewalzten Bandes führt; Erhöhter Verschleißspielraum, der zu Vibrationen und Geräuschen der Ausrüstung führt und die Lebensdauer von Lagern und anderen zugehörigen Komponenten beeinträchtigt. und in schweren Fällen kann es zu einem Bruch der Auskleidungsplatte kommen, was zu ungeplanten Ausfallzeiten, Unterbrechungen der Produktionspläne und erheblichen wirtschaftlichen Verlusten führt. II. Traditionelle Antwort: Einschränkungen beim Ersetzen durch neue Liner
Bei Auskleidungsverschleiß besteht der direkteste herkömmliche Ansatz darin, die verschlissenen Auskleidungen durch neue Ersatzteile zu ersetzen. Diese Methode hat klare Vorteile: Neue Auskleidungen haben Standardabmessungen und eine gleichbleibende Leistung, und durch den Einbau wird die ursprüngliche Konstruktionsgenauigkeit der Ausrüstung schnell wiederhergestellt, was den Betrieb vereinfacht.
Allerdings birgt der ausschließliche Austausch durch Neuteile erhebliche Einschränkungen:
Hohe Kosten: Auskleidungen für große Walzwerke werden normalerweise aus hochwertigem legiertem Stahl geschmiedet und jede Einheit ist teuer. Häufiger Austausch stellt einen enormen Ersatzteilaufwand dar.
Logistischer Druck: Von der Ersatzteilbeschaffung und dem Transport bis zur Bestandsverwaltung sind erhebliche Kapital- und Lagerressourcen erforderlich. Wenn ein plötzlicher und starker Verschleiß auftritt und der Lagerbestand nicht ausreicht, kann das Warten auf die Ankunft neuer Teile zu längeren Ausfallzeiten führen.
Materialverschwendung: Der Verschleiß konzentriert sich oft auf lokalisierte Arbeitsbereiche. Der Austausch des gesamten Liners bedeutet den Verzicht auf eine große Menge an noch funktionsfähigem Material, was dem Grundsatz der Ressourcenschonung widerspricht.
Eingeschränkte Anpassungsfähigkeit: Das Material und die Leistung standardmäßiger neuer Auskleidungen sind festgelegt und können nicht „angepasst“ werden, um sie an spezifische Verschleißbedingungen bestimmter Walzgerüste und Produkte anzupassen.
Reparaturtechnologie für abgenutzte Liner: Nutzen und Ansätze
Im Vergleich zum kompletten Austausch wird die Reparatur und Wiederverwendung verschlissener Liner zu einer wirtschaftlicheren und technisch gezielteren Option. Die Kernidee der Reparatur besteht darin, die Größe und Form der abgenutzten Linerbasis wiederherzustellen und ihre lokale Leistung durch additive Fertigung und andere Methoden zu verbessern.
Zu den derzeit wichtigsten Ansätzen der Reparaturtechnik gehören:
1. Oberflächenreparatur: Dies ist die am weitesten verbreitete Technologie. Dabei werden eine oder mehrere Schichten legierten Schweißmaterials auf die verschlissene Oberfläche der Auskleidung aufgetragen, wobei Methoden wie Lichtbogenschweißen und Schutzgasschweißen zum Einsatz kommen. Der Schlüssel zum Reparaturprozess ist:
Materialabstimmung: Wählen Sie basierend auf der chemischen Zusammensetzung des Liner-Grundmaterials und den Arbeitsbedingungen (z. B. Druck, Schlag und Temperatur) passende oder hochwertige Schweißdrähte/-elektroden aus, um eine starke Verbindung zwischen der Reparaturschicht und dem Grundmaterial sicherzustellen und sicherzustellen, dass Härte, Verschleißfestigkeit und Rissbeständigkeit den Anforderungen entsprechen.
Prozesskontrolle: Es sind strenge Schweißverfahren erforderlich, um die Vorwärmtemperatur, die Zwischenlagentemperatur, den Schweißstrom und die Schweißspannung sowie Maßnahmen zur langsamen Abkühlung nach dem Schweißen zu kontrollieren, um zu verhindern, dass übermäßige Schweißspannungen zu Verformungen oder Rissen führen. Bearbeitung: Nach Abschluss des Auftragsschweißens werden vielfältige mechanische Bearbeitungsverfahren wie Fräsen und Schleifen eingesetzt, um die Maßhaltigkeit und Oberflächenbeschaffenheit des reparierten Liners wieder den Anforderungen der Konstruktionszeichnungen anzupassen.
Die Vorteile der Auftragsschweißreparatur liegen in der großen Dicke der Reparaturschicht und der hohen Haftfestigkeit, die einen flexiblen Materialnachschub entsprechend den Verschleißbedingungen ermöglichen. Zu den Herausforderungen gehören die hohen technischen Anforderungen an die Bediener, das Risiko von Defekten aufgrund unsachgemäßer Prozesse und die Möglichkeit, dass die Wärmeeinflusszone die lokalen Eigenschaften des Grundmaterials verändert.
2. Reparatur durch thermisches Spritzen: Bei dieser Technologie werden geschmolzene oder halbgeschmolzene Beschichtungsmaterialien (z. B. Metalllegierungen, Keramik oder Metall-{2}}Keramik-Verbundwerkstoffe) mithilfe eines Gasstroms mit hoher Geschwindigkeit auf die vor-behandelte Auskleidungsoberfläche gesprüht, um eine Beschichtung zu bilden. Zu den häufig verwendeten Methoden gehören Lichtbogenspritzen, Flammspritzen und Plasmaspritzen.
Zu den Vorteilen gehören eine relativ niedrige Arbeitstemperatur, ein geringer Wärmeeintrag in das Liner-Grundmaterial und ein geringes Verformungsrisiko; Es kann verschiedene Hochleistungsmaterialien sprühen und so die Oberflächenverschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit erheblich verbessern. und die Beschichtungsdicke ist kontrollierbar.
Zu den Einschränkungen gehört, dass die Bindung zwischen der Beschichtung und dem Grundmaterial hauptsächlich mechanisch ist (einige Prozesse können eine metallurgische Bindung erreichen) und die Bindungsfestigkeit möglicherweise geringer ist als die der Oberflächenschicht, wenn sie großen Stoßbelastungen ausgesetzt wird; Die Beschichtung ist in der Regel dünn und nicht für die Reparatur von starkem Verschleiß geeignet.
3. Verbundwerkstoff-Reparaturtechnologie: In praktischen Anwendungen werden Verbundwerkstofftechnologien häufig eingesetzt, um ihre Stärken zu nutzen und ihre Schwächen abzuschwächen. Beispielsweise wird bei stark verschlissenen Bereichen der Bereich zunächst durch Auftragschweißen aufgefüllt und dann eine Schicht aus verschleißfesterem Spezialmaterial auf die Oberfläche aufgesprüht; oder es kommt die Laserauftragstechnologie zum Einsatz, die eine metallurgische Verbindung von Pulvermaterialien mit dem Grundmaterial mit einer sehr geringen Verdünnungsrate erreichen kann, was zu einer geringeren thermischen Verformung und einer dichteren Struktur führt, aber die Investitionen in die Ausrüstung und die Kosten sind höher.
Vergleichende Analyse von Reparatur und Ersatz
Die Wahl zwischen Reparatur und Ersatz erfordert eine umfassende Beurteilung auf der Grundlage technischer und wirtschaftlicher Faktoren:
Was die Kosten betrifft: Die Reparaturkosten betragen in der Regel nur 30–60 % der Anschaffungskosten für Neuteile, was einen erheblichen Vorteil darstellt. Dies gilt insbesondere für große und teure Liner, bei denen die Einsparungen besonders groß sind.
In Bezug auf die Zykluszeit: Der Reparaturzyklus ist im Allgemeinen kürzer als der Beschaffungs- und Herstellungszyklus neuer Teile, insbesondere für Unternehmen mit -Reparaturmöglichkeiten vor Ort oder Reparaturpartnern vor Ort, wodurch Ausfallzeiten erheblich reduziert werden können.
Was die Leistung betrifft: Die Reparaturtechnik bietet die Möglichkeit von „Leistungssteigerungen“. Durch den Einsatz verschleißfester-und schlagfester-Reparaturmaterialien können bisher verschleißanfällige Schwachstellen verstärkt werden und die Lebensdauer des reparierten Bauteils kann sogar die des ursprünglichen Neuteils übertreffen. Die Leistung eines neuen Teils ist jedoch festgelegt.
