金属処理の分野では、ローリングプロセスは重要な形成方法であり、鋳鉄ロールはこのプロセスで不可欠な重要なコンポーネントです。 鋳鉄ロール 金属材料を形成し、製品の品質を確保し、生産効率を高める上で重要な役割を果たします。そのパフォーマンスの品質は、ロールされた製品の精度と表面の品質、ならびに生産プロセスの安定性と経済に直接影響します。したがって、鋳鉄製のロールの関連する知識を完全に理解することは、ローリングプロセスを最適化し、製品の競争力を高めるために非常に重要です。
鋳鉄製のロールの労働条件と課題
（1）厳しい温度環境
鋳鉄製のロールは、操作中に高温環境にあることが多く、一般的な作業温度は700〜800°Cに達します。一部の特別な場合、彼らが接触する丸い材料の温度は1200°Cに達することさえあります。連続高温は、ロール材料の熱安定性をテストするだけでなく、熱膨張や熱変形などの問題を引き起こし、ロールの寸法精度とロール製品の品質に影響します。
（2）強い機械的応力
ロールは、転がった材料からの強い圧力に耐える必要があります。この圧力は、ローリングプロセス中に継続的に作用し、ロールに疲労損傷を引き起こす傾向があります。一方、ローリングプロセス中に、ロールの表面とロールされた材料の間に強い摩擦力があり、ロール表面の摩耗を加速し、ロールのサービス寿命を減らします。
（3）熱疲労の脅威
ホットロール材料による連続加熱と冷却水による冷却により、ロールは短期間で大幅な温度変化を受け、重度の熱疲労を受けます。熱疲労は、ロールの表面に亀裂を引き起こす可能性があります。時間が経つにつれて、これらの亀裂が拡大する可能性があり、最終的にはロールの産卵と故障につながります。
2。鋳鉄製の主なタイプ
（1）冷やした鋳鉄ロール
作業原則：冷えた鋳鉄製のロールの作業層は、金属型の急速な冷却効果により、白い鋳造構造（炭化物マトリックス）を形成します。鋳造プロセス中、冷却速度を制御することにより、ローラーの表面を急速に冷却して、硬度と耐摩耗性が高い白い鋳造層を形成しますが、コアは、ローラーにある程度の靭性を確保するために比較的柔らかい灰色の鋳造またはピット構造を維持します。
特性：非常に高い表面硬度と優れた摩耗抵抗を特徴としており、ローリングプロセス中に効果的に摩耗に抵抗します。しかし、白い鋳鉄層の脆性が高いため、冷たく硬化した鋳鉄ロールの熱亀裂抵抗は比較的貧弱であり、大きな熱応力にさらされると亀裂が発生する傾向があります。
アプリケーションフィールド：薄いプレートやスチールストリップの精密なローリングなど、表面の品質要件が高く、比較的低いローリング圧力を備えたローリングプロセスでよく使用されます。
（2）無限に冷たく硬化した鋳鉄ロール
作業原則：溶融鉄に相当する炭素を適切に増加させることにより、ロールはノッチング構造（炭化物マトリックスグラファイト）を取得します。この構造により、ロールの冷却層には破壊面に明確な境界がなく、硬い表面からソフトコアへの遷移が明確な遷移ゾーンなしで段階的になることが保証されます。
特性：それは高い硬度と良い靭性を組み合わせています。グラファイトの存在は、ロールの熱亀裂抵抗と吐き方の性能を改善し、有意な熱応力と機械的応力を受けた場合でも、それらが良好な動作状態を維持できるようにします。冷たく硬化した鋳鉄ロールと比較して、無限に冷たく硬化した鋳鉄製のロールは、より長いサービス寿命を持ち、より広い範囲のローリング条件に適しています。
アプリケーションフィールド：鋼鉄のビレットの大まかなローリング、バーやワイヤーの中間ローリングなど、粗いローリング、中型ローリング、その他のプロセスで広く使用されています。これらのプロセスの中で、ロールはかなりのローリング力と熱負荷に耐える必要があります。無限に冷やされた鋳鉄製のロールのパフォーマンスは、要件をうまく満たすことができます。
（3）半冷却された硬い鋳鉄ロール
作業原則：鋳物コーティング付きの金属型を使用して鋳造が実行されます。成形砂の10〜20mmの層を金属型の内部にコーティングして、ローラーボディの冷却速度を減らし、ローラーボディの作業層にノッチの構造を取得します。この鋳造方法により、ロールの硬度分布が比較的均一になり、表面からコアにわずかな硬度が低下します。
特徴：半溶けた鋳鉄製のロールは、熱い亀裂、高強度、靭性に対して優れた抵抗を持っています。ローラーボディの表面硬度は一般にHS35-55であり、特定の耐摩耗性を確保しながら、熱疲労と機械的疲労に効果的に抵抗できます。その中で、半冷却された硬延た延性鉄ロールは、独自の球形グラファイト構造により、より優れた性能を持っています。
アプリケーションフィールド：主にビレットオープニングスタンドと中程度の小型のローリングミルの荒れ製造工場スタンドに適用されます。これらの場合、より複雑なローリング条件に対処するために、ロールは適切に包括的なパフォーマンスを持つ必要があります。
（4）延性鉄ロール
作業原理：延性鉄ロールは、球状化処理を受けた溶融鉄を型に注ぐことによって作られ、ロール構造のグラファイトが球形に沈むことによって作られます。球状のグラファイトの存在は、マトリックス上のフレークグラファイトの断片化効果を排除し、ロールの機械的特性を大幅に改善します。
特性：高強度、高強度、優れた耐摩耗性を特徴としています。熱亀裂と噴射に対する抵抗も顕著です。延性鉄ロールの硬度範囲は比較的広く、さまざまなアプリケーション要件に応じて調整でき、幅広いアプリケーションがあります。
アプリケーションフィールド：ラフローリング、ミディアムローリング、仕上げローリングプロセスなど、さまざまな種類のローリングミルで使用できます。ロールのパフォーマンスに高い要件を備えたいくつかの特別なローリングプロセスでは、延性鉄ロールも優れた性能を示すことができます。
3。鋳鉄ロールの性能に対する合金要素の影響
（1）炭素（c）
影響メカニズム：炭素は、鋳鉄ロールの性能に影響を与える重要な要素の1つです。一方では、高い炭素含有量がセメンタイトの沈殿を妨げ、同時に、形成されたグラファイトコアの数が増加するため、グラファイトを改良することができます。一方、炭素含有量が高すぎると、グラファイトが浮かび、ロールの性能に影響します。一定の冷却速度では、炭素含有量が適切に増加すると、白い鋳造層の深さが減少し、地表セメンタイトの量が増加します。
パフォーマンスへの影響：適切な量の炭素は、ロールの硬度と耐摩耗性を高めることができますが、過度に高い炭素含有量はロールの靭性を低下させ、亀裂形成のリスクを高めます。したがって、生産プロセス中に、ロールのさまざまな特性のバランスをとるために、炭素含有量を正確に制御する必要があります。
（2）シリコン
影響力のメカニズム：シリコンは、オーステナイトの炭素の溶解度を低下させることができます。これは、ユートコクトイドの変換温度を上げるだけでなく、ユートコクトイドの変換温度範囲を拡大し、真珠線とベイナイトのインキュベーション期間を短縮することもできます。特定の範囲内で、シリコンの含有量が増加すると、グラファイトボールの直径が減少し、ロールの構造と性能が向上します。
パフォーマンスへの影響：シリコンは、ロールの強度と硬さを高めることができ、同時に熱亀裂に対するロールの抵抗を改善するのに役立ちます。ただし、過度のシリコン含有量は、ロールの靭性の減少につながる可能性があるため、その内容を合理的に制御する必要があります。
（3）マンガン（MN）
メカニズムに影響を与える：マンガンの元素は、ユートコクトの変換温度を低下させ、真珠の安定化と精製に役割を果たします。ロールの強度と硬度を高めることができます。ただし、マンガンの含有量が高すぎると、重度の分離が発生し、ネットワーク炭化物が鋳造状態の粒界に沿って沈殿し、ロールの靭性が低下します。
パフォーマンスへの影響：適切な量のマンガンは、ロールの全体的なパフォーマンスを向上させるのに役立ちますが、ネットワークカービドの分離と降水によるロールのパフォーマンスへの悪影響を避けるために、その内容を厳密に制御する必要があります。
（4）クロム（CR）
影響メカニズム：クロムは、冷たく硬化した鋳鉄ロールの白い鋳鉄層の深さを増やすための最も効果的な要素であり、シリコンの悪影響を大幅に打ち消すことができ、真珠の構造の形成を助長します。合金乳酸鉄では、クロムを適切に添加すると、微細構造にいくつかの遊離炭化物が現れる可能性があります。これは、硬度と耐摩耗性を改善するのに役立ちます。
パフォーマンスへの影響：クロムの添加により、表面の硬さを効果的に向上させ、ロールの耐摩耗性を高め、熱疲労に対する耐性を改善できます。ただし、過度のクロムは、ロールの靭性の減少につながる可能性があります。したがって、クロム含有量は、ロールの特定の使用要件に従って正確に制御する必要があります。
（5）モリブデン
影響メカニズム：モリブデンは、パーライトを安定させる要素として、冷たく硬化した鋳鉄の白い鋳造層構造を改良し、材料強度を高め、ロールの熱強度を改善できます。合金産卵鉄のロールでは、モリブデンの含有量を適切に増加させると、パーライト構造の形成を促進し、真珠の分散を増やすことができます。モリブデンはまた、オーステナイトの分解を阻害する可能性があり、ベイナイト構造の形成を助長します。ただし、モリブデンは分離しやすいため、そのコンテンツが高すぎるべきではありません。
パフォーマンスへの影響：適切な量のモリブデンは、ロールの包括的なパフォーマンス、特に高温環境でのパフォーマンスの安定性を高めることができます。ただし、モリブデンの分離傾向により、ロールパフォーマンスの均一性を確保するために、ロールでのその分布を厳密に制御する必要があります。
4。鋳鉄製のロールの製造プロセス
（1）キャストプロセス
金属型鋳造：冷たく硬化した鋳鉄ロールと無限に冷たく硬化した鋳鉄ロールは、金属型鋳造によって鋳造されることがよくあります。鋳造プロセス中、金属型の迅速な冷却効果により、ロールの表面が急速に冷却され、必要な白いキャストまたはピット構造が形成されます。金属型の温度、コーティングの厚さ、溶融鉄の注ぐ温度と速度などのパラメーターを制御することにより、ロールの作動層の微細構造と特性を正確に制御できます。
砂の鋳造：表面の硬さのための比較的低い要件を持ついくつかのロールの場合、半溶けた鋳鉄製のロール、砂の鋳造など、より高い靭性を採用することができます。適切な量の成形砂と鉄鉄を砂型に追加すると、ロールのさまざまな部分の冷却速度を調整すると、ロールが適切な硬度分布と微細構造を実現できるようになります。
複合鋳造：複合鋳鉄製の鋳鉄製のロールの製造には、複合鋳造プロセスが使用されます。異なる組成で溶融鉄を連続的に注ぐことにより、ロールには異なる特性を持つ作業層とコアがあります。たとえば、最初にコア材料を注ぎ、次に作業層材料を高い硬度とその表面に耐摩耗性で注ぎ、ロールには良好な靭性と表面特性の両方があります。
（2）熱処理プロセス
アニーリング治療：アニーリング治療は、ロールの鋳造プロセス中に生成された内部応力を排除し、ロールの微細構造と特性を改善することができます。ローラーを一定期間適切な温度に保持することにより、内部構造が均質になり、硬度が低下し、靭性が改善され、その後の処理と使用のために準備が行われます。
治療の正常化：治療を正常化すると、ロールの粒子が洗練され、強度と硬さが向上します。ロールを臨界温度の上に加熱し、一定期間保持し、空中で冷却してロール用の均一なパーライトまたはベイナイト構造を取得し、それによって全体的なパフォーマンスを向上させます。
クエンチングおよび焼き戻し治療：より高い硬度と耐摩耗性を必要とするいくつかのロールの場合、クエンチングと焼き戻し治療を実施できます。クエンチングは、ロールの表面にマルテンサイト構造を与え、硬度を大幅に向上させます。ただし、マルテンサイト構造は比較的脆いため、硬度と靭性のバランスを調整し、クエンチストレスを排除し、ロールのサービス寿命を延ばすために、温度処理が必要です。
5。鋳鉄製のロールのメンテナンスとケア
（1）毎日の検査
表面検査：ロールの表面に、亀裂、スポール、摩耗などの欠陥があることを定期的に確認してください。目視検査と超音波欠陥検出器や磁気粒子の欠陥検出器などの非破壊試験装置の使用により、潜在的な問題をタイムリーに特定でき、それらを修復または交換するために対応する測定値を取ることができます。
寸法検査：ロールの直径、円柱、その他の寸法パラメーターを測定して、指定された許容範囲内にあることを確認します。過度の寸法偏差は、巻き製品の精度に影響を与える可能性があります。したがって、次元の異常が検出されると、タイムリーな調整または修理を行う必要があります。
（2）潤滑と冷却
潤滑：ローリングプロセス中に、ロールとローリング材料の間の摩擦を減らし、摩耗を最小化するには、適切な潤滑剤を使用する必要があります。良好な潤滑性能、極度の圧力耐性、酸化抵抗を備えた潤滑剤を選択し、ロールの表面に均等に分布するようにします。潤滑剤の供給システムを定期的に検査して、通常の動作を確認します。
冷却：ロールの温度を低下させ、熱疲労を防ぐためには、効果的な冷却が重要です。冷却システムの通常の動作を確認し、冷却水パイプラインの汚れと不純物を迅速にきれいにし、冷却水の流量と温度が要件を満たしていることを保証します。一方、冷却水のスプレー角と位置は、ロールの表面の均一な冷却を確保するために合理的に調整する必要があります。
（3）ストレージと取り扱い
ストレージ：ロールを乾燥した換気の良い環境に保管して、湿らせたり錆びたりするのを防ぎます。長い間使用されていないロールの場合、アンチラストオイルの塗布やアンチラスト紙での包装など、アンチラスト治療を実施する必要があります。同時に、ロールが絞られたり衝突したりしないように、ストレージ方法に注意を払う必要があります。
取り扱い：ロールを処理するときは、クレーンやフォークリフトなどの専用の取り扱い機器を使用する必要があり、機器の負荷容量が十分であることを確認する必要があります。取り扱いプロセス中に、ローラーが他のオブジェクトと衝突するのを避けるために注意して処理し、表面の損傷と内部構造的損傷を防ぎます。
6。結論
鋳鉄ロールは、ローリングプロセスのコアコンポーネントとして、その性能は、巻き上げ製品の品質と生産効率に直接関係しています。さまざまな種類の鋳鉄ロールの特性、パフォーマンス、製造プロセス、メンテナンス方法に対する合金要素の影響を理解することにより、鋳鉄製のロールをよりよく選択および使用し、その利点を完全にプレイし、ローリングプロセスの全体的なレベルを改善することができます。テクノロジーの継続的な進歩により、鋳鉄製のロールのパフォーマンスと品質も常に改善されています。将来的には、それらはより広い範囲の分野に適用され、金属加工業界の開発に大きな貢献をすることが期待されています。
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