바 생산을 위한 슬릿 압연

바 생산을 위한 슬릿 롤링

기존의 압연 방식을 사용하는 상업 봉 압연기에서 원형 및 철근(둘 모두 일반적으로 봉으로 알려짐)은 다중 스탠드 압연기를 통과하는 일련의 경로로 압연되는 빌렛에서 생산됩니다. 각 스탠드에는 원하는 모양의 패스를 제공하기 위해 둘레에 홈이 파인 두 개의 롤 세트가 있습니다. 빌릿의 단면은 최종 모양과 단면 크기가 얻어질 때까지 일련의 패스로 점차 줄어들고 모양이 지정됩니다.

상업 봉 압연기에서 봉을 압연하는 동안 직경이 작은 봉의 생산성은 일반적으로 직경이 큰 봉보다 낮습니다. 직경이 작은 봉재의 경우 압연기 생산성을 높은 수준으로 향상시키기 위해 최근 봉재 생산 분야에서 가장 중요한 발전 중 하나는 슬릿 압연입니다. 그림 1은 슬릿 압연에 의한 생산성 향상을 보여주고 있다. 슬릿 압연 기술은 특수 롤 패스 디자인과 지정된 가이드 장비를 결합하여 들어오는 빌렛을 두 개 이상의 개별 가닥으로 모양을 만들고 세로로 분리한 다음 추가로 최종 크기로 압연합니다. 원칙적으로 빌렛은 중간 압연기로의 기존 압연과 동일한 방식으로 압연됩니다. 여기에서 허용 가능한 섹션이 생성된 후 슬리팅 작업이 시작됩니다.

그림 1 슬릿 압연에 의한 생산성 향상

슬릿 압연은 가장 경제적인 압연 공정으로 작은 크기의 봉재에서도 높은 생산률을 달성하고 생산 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 슬릿 압연 공정을 통해 하나의 빌릿에서 2개, 3개, 4개 또는 5개의 막대를 생산할 수 있습니다. 슬리팅 공정은 특수 패스와 가이드를 사용하여 들어오는 재료를 준비하고 모양을 만들고 세로 방향으로 두 개 이상의 개별 가닥으로 분리한 다음 최종 크기로 추가 압연합니다. 이 압연 공정을 '다중 슬릿 압연'(MSR)이라고도 합니다. 슬릿 압연 공정은 하나의 빌렛에서 두 개 이상의 봉을 동시에 압연하는 것입니다. 기존의 단일 가닥 연속 압연과 비교할 때 MSR 공정 기술은 통과 횟수를 줄였습니다. MSR 공정 기술은 늑골이 있는 보강 철근을 롤링하는 동안 매우 자주 사용됩니다. 그림 2는 막대를 2, 3, 4, 5가닥으로 슬리팅 및 슬리팅하는 기술을 보여줍니다.

그림 2 슬리팅 및 멀티 슬릿 압연 기법

세로 슬리팅이 있는 바 압연의 경우 롤 패스 설계는 압연 공정의 마지막 단계에서 소위 컷인 패스라고 하는 특수 성형 패스의 적용을 기반으로 합니다. 이러한 패스에서 철도 차량은 기존의 신축 또는 성형 패스에서 발생하는 변형과 상당히 다른 변형을 받습니다. 다중 스트랜드 패스 압연은 상당한 투자 비용을 발생시키거나 특수 장비를 설치하지 않고도 기존 압연기에서 수행할 수 있습니다. 이를 통해 압연기의 생산 능력을 크게 높일 수 있습니다.

슬릿 압연의 분리 패스는 두 개 이상의 주요 섹션으로 구성되며 작은 조각의 재료로 함께 유지됩니다. 슬리팅 또는 분리 과정에서 이러한 섹션은 잘못된 라운드의 별도 막대로 나뉩니다. 또한 슬리팅 작업 중에 분할된 바는 슬릿 원형 스톡의 왼쪽, 오른쪽 또는 양쪽에 작은 핀 또는 재료 핀을 가지고 있습니다(그림 2). 슬릿 원형 스톡이 타원형으로 변형되는 동안 이 지느러미가 늘어납니다. 최종 제품의 롤인 핀은 표준에서 허용하는 깊이를 가지고 있습니다.

역사적 발전

단일 금속 빌릿에서 여러 섹션을 생산한 것은 연성 금속 시트에서 와이어를 생산하는 방법이 개발된 1910년으로 거슬러 올라갑니다. 이 초기 방법은 금속 조각을 개별 섹션으로 세로로 나누는 일반적인 개념을 제공했습니다. 이 방법은 강재의 높은 경도와 높은 압연온도 등 여러 문제로 인해 강재에 적합하지 않았다. 1934년에 빌릿에서 동시에 형성된 둘 이상의 단위로 금속 섹션을 압연하는 또 다른 방법이 개발되었습니다. 이 방법에서 섹션은 수직으로 배열된 롤을 사용하여 최종 패스에서 개별 단위로 분리되었습니다. 절단하여 단면을 연결하는 얇은 금속 웹을 자릅니다. 이 방법은 내부 및 외부 섹션 사이의 다른 인장 응력, 값비싼 절단 롤의 높은 마모, 속도 차이 등과 관련된 문제를 포함하는 많은 문제가 있었습니다. 1980년에 한 가지 방법이 더 제안되었습니다. 이 제안된 방법은 이중 및 삼중 연선만을 생산하기 위해 압연되는 빌렛의 슬리팅을 위한 것입니다. 이 방법은 특허를 받았지만 세 가닥으로 제한되었습니다.

다중 슬릿 압연 공정

슬릿 압연 공정은 특수 롤 패스와 가이드를 사용하여 들어오는 빌렛을 준비, 모양을 만들고 길이 방향으로 두 개 이상의 개별 가닥으로 분리하여 최종 크기로 추가 압연한다는 점에서 기존의 연속 압연과 다릅니다. 원칙적으로, 이 프로세스는 (i) 성형 스탠드에서 첫 번째 특수 성형 패스에 대해 허용 가능한 섹션을 생성하기 위해 황삭 및 중간 압연기 스탠드를 통해 빌릿을 통상적으로 감소시키고, (ii) 이 철도 차량을 일반적으로 개 뼈 모양의 대칭적인 '성형 섹션'을 형성하기 위해 축소되고 형성되는 성형 스탠드, (iii) 철도 차량이 축소되고 성형되는 분리 스탠드를 통해 개 뼈를 더욱 긴밀하게 안내하고 제어합니다. '슬릿 패스'로, 거짓 라운드의 두 개의 동일한 섹션으로 쉽게 분리되도록 설계되었으며, (v) 분리 스탠드의 전달 측면에 있는 특수 가이드는 바의 깨끗한 슬리팅을 보장하고 이제 동일한 섹션의 여러 가닥을 전달합니다. 각각의 결승선에. 2개, 3개, 4개 및 5개 가닥에 대한 막대 슬리팅의 일반적인 롤 패스 설계가 그림 3에 나와 있습니다.

그림 3 2개, 3개, 4개 및 5개 가닥에 대한 막대 슬리팅의 일반적인 롤 패스 디자인

다중 슬릿 압연 공정에서 롤 패스 설계는 특별한 주의가 필요합니다. 롤 패스 설계(그림 4는 압연 공정의 마지막 단계에서 특수 성형 패스(패스에서 절단 또는 슬리팅 패스)의 적용을 기반으로 합니다. 슬리팅 패스에서 롤링은 매우 중요합니다. 이러한 패스에서 철도 차량은 기존의 Stretching이나 성형 가공에서 발생하는 변형과는 상당히 다른 변형 다중 슬릿 압연 가공 패스 설계에서 가장 중요한 문제는 Dog Bone Pass와 Slit Pass라고 하는 홈의 형상 결정 나머지 가공 전과 후 슬리팅은 상업 바 밀에서 일반적으로 라운드 롤링에 사용되는 가장 흔히 표준 스트레칭 패스입니다. 첫 번째 성형 패스(도그 본 패스)의 구성은 상당히 큰 높이의 대칭 '나이프'가 특징입니다. 패스는 정사각형/직사각형/원형/타원형을 두 개의 동일한 부분으로 정밀하게 분할하는 것입니다. 패스에 막대를 정확하게 삽입하고 리그에 고정합니다. h 위치는 적절한 철도 차량 가이드 시스템의 적용으로 달성됩니다. 철도 차량 시스템은 후속 롤링 패스에서 비대칭 슬리팅과 같은 불규칙성을 수정할 수 없으며 거부로 이어지기 때문에 중요합니다.

그림 4 개 뼈와 슬릿 홈의 일반적인 디자인

슬릿 패스는 바를 두 가닥으로 나누는 최종 패스입니다. 패스의 축에는 매우 높고 좁은 칼날이 위치하며 그 사이의 최소 거리가 설정됩니다. 롤을 떠나는 재료는 최대 두께 1mm의 좁고 얇은 웹으로 서로 연결된 거의 완벽하게 동일한 두 부분으로 구성되어야 합니다. 이 가닥은 서로 분리되어 완성된 크기로 추가로 압연됩니다.

일반적으로 슬릿 파괴 시퀀스는 두 단계로 수행됩니다(그림 5). 여기에서 첫 번째 통과는 들어오는 공작물 모양(일반적으로 나쁜 타원형)을 8자 모양(개뼈) 반제품으로 조정하기 위해 수행됩니다. 그림 5는 또한 분할 패스의 개략도를 보여줍니다. 첫 번째 및 두 번째 패스에 포함된 롤은 상대적으로 유사한 홈을 가지고 있으며 중앙 돌출부가 있는 이중 원형 모양으로 구성되어 있어 공작물을 점진적으로 분리할 수 있습니다. 1차 패스에 포함된 롤에서 그림 5에 표시된 돌출부 'X'의 기울기는 강성을 높이기 위해 일반적으로 2차 패스의 기울기보다 훨씬 높습니다. 두 패스에 관련된 롤은 서로 다른 목표를 가지고 있습니다. 첫 번째 패스에서 롤 돌출부는 공작물에 롤링 압입 효과를 가하며 이는 깊은 롤 코이닝으로 가정할 수 있습니다. 두 번째 패스에서는 돌출부의 측면 모서리(꼭지점이 아닌)를 사용하여 원형 바 현상 시 작업 조각을 분리합니다. 슬릿 패스를 설계하기 위한 주요 설계 매개변수는 그림 5에 나와 있습니다. 알 수 있듯이 슬릿 패스는 로드 롤링에 사용되는 일반적인 오목 구경과 크게 다릅니다. 실제로, 슬릿 롤은 요철이 혼합된 구성을 초래하는 돌출부(코)가 특징입니다.

그림 5 일반적인 2패스 슬릿 분해 시퀀스 및 분할 패스 도식

슬릿 파괴 순서의 목적은 평행 분할이므로 일반적으로 롤의 최대 클리어런스는 홈의 높이가 들어오는 공작물의 높이와 거의 동일하도록 합니다. 그림 6과 같이 가능한 설계 오류를 보정하기 위해 롤 간격에 약간의 조정만 수행됩니다. 실제로 슬릿 패스의 잘못된 설계 또는 롤 간격의 부적절한 선택은 최종 작업에 약간의 영향을 줄 수 있습니다. 조각. 도 6a는 롤 클리어런스(C1)의 과도한 값(즉, 롤 홈이 들어오는 워크피스에 비해 오버사이즈됨)이 채택된 경우를 개략적으로 도시한다. 이 경우 압연된 봉재 제품은 후속 패스에 대한 원형도가 과도하게 부족하여 영향을 받을 수 있습니다. 반면에, 그림 6c에서와 같이 롤 클리어런스 C3의 지나치게 낮은 값(즉, 들어오는 공작물에 대한 롤 홈의 크기가 작아짐)은 측면 버의 생성을 충족시키는 과도한 롤 홈을 결정할 수 있습니다. 작업 조각 및 롤 분리력의 급격한 증가와 함께 다른 롤 손상 가능성이 있습니다.

그림 6 롤 홈에서 차량의 충전 거동

MSR 공정의 경우 도그 본 및 슬릿 패스 앞의 리더 섹션(정사각형, 직사각형, 원형 ​​또는 타원형)은 매우 정밀한 허용 오차를 가져야 합니다. 이는 (i) 롤의 정확한 패스 프로필, (ii) 과충진을 방지하기 위한 정확한 롤 간격, (iii) 상단 롤과 하단 롤 간의 정확한 패스 정렬, (iv) 건전한 롤 넥 베어링 및 포지티브 롤 위치를 통해 달성됩니다. 축류, (v) 강성 스크류 다운 및 롤 균형을 제공하는 강성 압연기 스탠드, (vi) 건전한 롤 품질 및 양호한 통과 조건, (vii) 철도 차량의 균일 온도

또한, 동일한 균형 스트랜드를 보장하기 위해 분리 스탠드의 성형 패스 및 분리 패스로 리더 섹션을 안내하는 것이 중요합니다. 리더 섹션의 적절한 안내에 필요한 기능에는 (i) 견고하고 견고한 가이드, (ii) 안전하고 견고한 레스트 바, (iii) 정확한 가이드 장비, (iv) 포지티브하고 조정 가능하고 안전한 정렬, (v) ) 스탠드에 가까운 바 가이드, (vi) 가이드를 올바르게 설정하고 유지 관리합니다. 다양한 바 섹션에 대한 도그 본 및 슬리팅 패스를 적용한 일반적인 롤 패스 디자인은 그림 7에 나와 있습니다.

그림 7 다양한 막대 섹션에 대한 일반적인 개 뼈 및 슬릿 패스 디자인

  슬릿 롤링의 장점

상업 봉 압연기에서 기존 압연에 비해 슬릿 압연의 다른 장점은 (i) 압연 스탠드의 수가 감소하고, (ii) 자본 비용이 감소하고, (iii) 특정 전력 소비, 특정 연료 소비가 감소한다는 것입니다. 및 특정 롤 소비, (iv) 압연 수율의 증가, (v) 생산 비용의 감소, 및 (vi) 압연기의 생산성 수준의 증가가 있다. 동일한 출력 압연 속도에서 스트랜드 수의 증가에 따라 생산성이 선형으로 증가합니다.