Causes et prévention de la déformation due au retrait des bobines d'acier

Causes et prévention de la déformation due au retrait des bobines d'acier 

    Sans modifier le diamètre intérieur, bobine d'expansion et de contraction compatible, l'approche combinée du support interne amovible dans le four + isolation thermique de la section d'extrémité / contrôle de la température d'égalisation thermique + zonage de rugosité de surface (revêtement par pulvérisation h-BN mince dans la section médiane), le retrait permanent de la section médiane peut être réduit de manière stable d'environ 50 à 70 %, tout en améliorant considérablement la conservation de la rondeur. 

1.Contexte et problématique 

    Cas typique : Une bobine d'acier de 2 350 mm de long contient une bobine d'aluminium enroulée concentriquement (1 600 mm de large, poids de laminage : environ 15 t). Après les cycles de chauffage/recuit, il arrive fréquemment que le diamètre extérieur de la section médiane devienne inférieur à celui des extrémités et que la circularité se dégrade, ce qui réduit la durée de vie et affecte la qualité. 

2. Pourquoi le milieu se rétrécit-il davantage ? (Mécanismes clés) 

  · Plus chaud et plus long au niveau de la section médiane : les extrémités dissipent la chaleur rapidement, tandis que la section médiane reste à haute température plus longtemps, ramollissant le matériau et le rendant sujet à un effondrement induit par la compression. 

  ·Déséquilibre de dilatation thermique + frottement → pression radiale : l'aluminium se dilate plus que l'acier ; un glissement limité presse la bobine vers l'intérieur, atteignant un pic près du milieu de la portée. 

  · Structurellement plus souple : la section libre à mi-portée présente la rigidité la plus faible, subissant une ovalisation précoce et passant de la déformation élastique au retrait irréversible." 

3. Auto-vérification rapide 

  ·Dureté de la section médiane inférieure à celle des extrémités. 

  ·Dans des conditions de chauffage à vide (sans bobine), le retrait est négligeable ou considérablement atténué. 

  ·Plus sévère sous atmosphère N₂ (film d'oxyde mince, frottement élevé, glissement restreint). 

  ·Le diamètre extérieur de la section médiane diminue cycle après cycle ; les extrémités changent peu.

4. Stratégie globale (sans modifier le diamètre intérieur) 

5. Options et paramètres pratiques 

5.1 Support interne amovible dans le four(Pour une utilisation dans le four uniquement, retirer lors du retrait du four.) 

  ·Longueur de couverture : Couverture ≥ 1 600 mm + 50 à 100 mm par côté (1 700 à 1 800 mm au total). 

  · Tension et pression de contact : Expansion radiale 0,2 – 0,5 mm ; pression de contact cible 5–10 MPa ; faux-rond ≤ 0,05 mm. 

  · Matériau/Surface : Corps en acier allié : surface résistante à l'usure + lubrifiants solides haute température (h-BN/MoS₂). Sans bobines. 

  ·Processus d'utilisation : Insérer/développer avant de chauffer → maintenir à chaud/tremper/refroidir → dépressuriser < 150 °C et retirer. 

  ·Réduction attendue : ~40–70 % (stabilité améliorée avec superposition de contrôle de température/zonage). 

5.2 Isolation des extrémités + contrôle uniforme de la température (obligatoire). 

  ·Cibles : ΔT axial (section de bobine - partie d'extrémité) ≤ 30–40 °C ; ΔT à travers l'épaisseur ≤ 40 – 60 °C. 

  · Méthode d'essai : Procédure : Utiliser des panneaux de fibres céramiques de 25 à 50 mm avec des couches réfléchissantes métalliques aux sections terminales ; mettre en œuvre le chauffage/refroidissement à 2 à 4 ℃/min ; effectuer une période de chauffage de 10 à 20 min avant d'atteindre la température cible. 

  ·Surveillance : thermocouples fin/milieu/fin ; corriger si ΔT dépasse les limites. 

  ·Plage de réduction attendue : environ 15 à 30 %. 

5.3 Zonage de surface + h‑BN mince à mi-portée(Réduisez la valeur maximale de la pression d'extrusion de la section médiane.)

  ·Section médiane (largeur : 1200–1600 mm) : Ra 12–15 μm, Rpk≈2 μm ; finement revêtue de 5–15 μm de h-BN (haute pureté, résistance à la température >900 ℃). 

  ·Deux extrémités (200–300 mm chacune) : Ra 20–25 μm, Rpk 3–4 μm, offrant une adhérence pour éviter tout glissement général. 

  · Gestion du glissement : privilégier l'élargissement de la bande Rpk élevée ou augmenter légèrement Ra aux extrémités ; maintenir un faible frottement au milieu 

  ·Réduction attendue : environ 15 à 25 % (plus prononcée dans une atmosphère N₂). 

5.4 Amélioration facultative : rouleaux/selles de four internes/externes 

  ·Deux galets/selles résistants à la chaleur peuvent être disposés dans la zone sans bobine à l'extérieur du bord de la bobine pour partager la charge, réduisant ainsi le moment de flexion à mi-portée et l'ovalisation. 

  ·Réduction attendue d’environ 10 à 20 %. 

5.5 Mise à niveau à long terme : (diamètre intérieur inchangé) 

  ·L'augmentation de l'épaisseur de paroi de 30 à 35 mm améliore la stabilité et réduit le taux de fluage à haute température ; à combiner avec 5.1–5.3. 

  ·Il est nécessaire d’évaluer les impacts de l’augmentation du poids et du temps de chauffage sur le temps de cycle et la consommation d’énergie. 

5.6 Phase sur machine : Optimisation de la pression de tension pour les bobines extensibles/contractibles 

  · Dans le but de garantir des capacités de transmission de couple adéquates, utilisez la pression minimale nécessaire " (facteur de sécurité 1,3–1,5) pour réduire la contrainte de l'alésage interne. 

  ·Suggérez un étalonnage "couple-pression-glissement" pour générer des courbes de performance sur site. 

6. Feuille de route de mise en œuvre rapide 

7. Points saillants des SOP 

7.1 Support interne amovible dans le four 

  ·Inspecter → Insérer et aligner → Développer pour définir la position (≈6–8 MPa) → Maintenir pendant le chauffage/maintien/refroidissement → Dépressuriser en dessous de 150 °C après refroidissement → Extraire et inspecter. 

  ·Vérifier toutes les 100 à 200 h ; faux-rond ≤ 0,05 mm. 

7.2 Isolation et trempage des extrémités 

      Déflecteurs (panneau de fibres céramiques de 25 à 50 mm + surface réfléchissante métallique) solidement fixés ; chauffage/refroidissement de 2 à 4 °C/min ; trempage de 10 à 20 min ; alarme ΔT pour correction. 

7.3 Zonage de surface&h‑BN 

      Milieu : Ra 12–15 μm, Rpk ≈ 2 μm + pulvérisation fine de h-BN, durcissement à basse température ; Extrémités : Ra 20–25 μm, Rpk 3–4 μm 

8. Acceptation et suivi 

Soutien 

Courriel : guangwei@gwspool.com 

Entreprise : GW Precision Technology Co., Ltd. 

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