Hvordan vurderer du kvaliteten på en legeringsstøpt stålrull?

Visuell og dimensjonell inspeksjon

Den første vurderingen av en ruller av legert støpt stål begynner med en grundig visuell og dimensjonell undersøkelse. Dette grunnleggende trinnet identifiserer overflatedefekter og sikrer at rullen oppfyller nøyaktige fysiske spesifikasjoner før mer avansert testing. Inspektører undersøker omhyggelig hele rulleoverflaten, inkludert tønnen og halsene, for tegn på støpeuregelmessigheter som sandinneslutninger, gassporøsitet, slaggflekker, kalde stenger eller sprekker. Tilstedeværelsen av slike defekter, selv om de er overfladiske, kan fungere som stresskonsentratorer og føre til katastrofal svikt under rullende last. Samtidig verifiseres kritiske dimensjoner ved hjelp av presisjonsinstrumenter som mikrometer, skyvelære og laserskannere. Tønnediameteren, lengden, halsdiametrene og konsentrisiteten kontrolleres mot produksjonstegningens toleranser. Ethvert avvik, spesielt ved utløp eller avsmalning, kan forårsake vibrasjoner under mølledrift, noe som fører til dårlig produktkvalitet og akselerert lagerslitasje.

Material- og mikrostrukturanalyse

Den iboende kvaliteten til en legert støpt stålvalse bestemmes av dens kjemiske sammensetning og interne mikrostruktur, som direkte styrer dens hardhet, styrke, seighet og slitestyrke. Denne analysen bekrefter at rullen er laget av riktig kvalitet og har blitt skikkelig varmebehandlet.

Verifikasjon av kjemisk sammensetning

Spektroskopisk analyse utføres, ofte ved bruk av optisk emisjonsspektrometri (OES), for å bekrefte prosentandelen av alle viktige legeringselementer. En typisk sjekk inkluderer:

• Karbon (C): Primær determinant for hardhet og styrke.
• Krom (Cr): Forbedrer hardhet, slitasje og oksidasjonsmotstand.
• Molybden (Mo): Øker herdbarhet og høy temperaturstyrke.
• Nikkel (Ni): Forbedrer seighet og slagfasthet.
• Vanadium (V) og niob (Nb): Forfin kornstrukturen og fremmer karbiddannelse.

Resultatene må samsvare strengt med det spesifiserte karakterområdet, da selv mindre avvik kan endre ytelsen betydelig.

Metallografisk undersøkelse

En prøveseksjon fra rullen (ofte fra den kasserte enden eller en spesialstøpt kupong) forberedes, poleres, etses og undersøkes under et mikroskop. Dette avslører mikrostrukturen. For en høykvalitets støpt stålvalse er den ønskede strukturen typisk en herdet martensitt- eller bainittmatrise med en jevn spredning av fine, harde karbider. Bedømmere ser etter:

• Kornstørrelse: En fin, jevn kornstruktur foretrekkes for overlegen seighet.
• Karbiddistribusjon: Karbider bør være jevnt fordelt, uten store klynger eller nettverk som kan initiere sprekker.
• Ikke-metalliske inneslutninger: Mengden, typen (f.eks. sulfider, oksider) og formen på inneslutninger er vurdert mot standarder som ASTM E45. Lavere inklusjonstall er avgjørende for utmattelseslivet.

Testing av mekaniske og fysiske egenskaper

Denne fasen kvantifiserer rullens ytelsesegenskaper under simulerte driftsforhold. Testing utføres på prøver maskinert fra rullelegemet eller vedlagte testblokker støpt fra samme varme.

Hardhetsmåling

Hardhet er den hyppigst kontrollerte egenskapen, noe som indikerer slitestyrke. Det måles på tvers av rulletønnens overflate og dybde ved bruk av standardiserte metoder:

En konsistent hardhetsprofil over tønnelengden og fra overflate til kjerne (innenfor spesifiserte grenser) er avgjørende for å sikre jevn slitasje og forhindre avskalling.

Ultralyd og ikke-destruktiv testing (NDT)

NDT er kritisk for å oppdage interne feil uten å skade rullen. Ultralydtesting (UT) er den primære metoden, der høyfrekvente lydbølger overføres inn i rullen. Refleksjoner fra interne diskontinuiteter som krympende hulrom, varme tårer eller ikke-fusjonssoner vises på en skjerm. En dyktig tekniker kartlegger plasseringen, størrelsen og orienteringen til enhver defekt. Aksepten eller avvisningen er basert på forhåndsdefinerte kriterier angående defektstørrelse, plassering (f.eks. undergrunn vs. dyp kjerne), og dens nærhet til kritiske stressområder som nakkefileten. Andre NDT-metoder som Magnetic Particle Inspection (MPI) kan brukes på overflateområder for å avdekke fine sprekker.

Ytelseshistorikk og overvåking under drift

For ruller som allerede er i bruk, skifter kvalitetsvurdering fra laboratorietester til operasjonelle ytelsesmålinger. Disse virkelige dataene er uvurderlige for å validere den første kvaliteten og veilede fremtidige kjøp. Nøkkelytelsesindikatorer (KPIer) spores omhyggelig for hvert rullsett, inkludert den totale tonnasjen som rulles før det kreves ny sliping, antall nyslipingssykluser oppnådd over levetiden, og årsakene til endelig fjerning fra drift (f.eks. slitasje, avskalling, svikt i halslager). Konsekvent, overlegen ytelse på tvers av flere kampanjer fra en spesifikk produsent eller smelte er en kraftig indikator på høy og konsistent kvalitet. Disse dataene samles ofte inn i et rullepass eller logg, og skaper en omfattende livshistorie som informerer vedlikeholdsplaner og valg av ruller for forskjellige møllestativer.

Leverandørrevisjon og sertifisering

Vurdering av rullekvalitet strekker seg utover det fysiske produktet til produsentens kapasitet og pålitelighet. En omfattende leverandørrevisjon evaluerer hele produksjonsprosessen. Dette inkluderer gjennomgang av deres sertifiseringer for kvalitetsstyringssystem (f.eks. ISO 9001), inspeksjon av støperipraksis, smelteprosesskontroll, varmebehandlingsanlegg og maskineringsevne. Gjennomgang av leverandørens testsertifikater (Material Test Certificates eller Mill Certificates) for kjemiske og mekaniske egenskaper er obligatorisk. En anerkjent leverandør gir full sporbarhet fra smeltevarmenummer til ferdig rulle. Å etablere et partnerskap med en teknisk dyktig leverandør som utfører strenge inspeksjoner under prosessen er ofte den mest effektive langsiktige strategien for å sikre konsistent rullekvalitet.