Einführung
Walzwerkswalzensind unverzichtbare Werkzeuge in der Stahl- und Metallverarbeitungsindustrie. Diese Walzen spielen eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung des Querschnitts des zu walzenden Materials, egal ob für Profil- oder Flachprodukte. Sie sind hohen Belastungen, Verschleiß und extremen Belastungsbedingungen ausgesetzt. Trotz Fortschritten in der Walztechnologie sind Walzen immer die kritischste Komponente in Walzwerken geblieben. Das Verständnis der Metallurgie von Walzwerkswalzen ist der Schlüssel zur Optimierung ihrer Leistung und Langlebigkeit.
Zusammensetzung und Klassifizierung von Walzwerkswalzen
Walzwerkswalzenwerden je nach Anwendung und Leistungsanforderungen aus verschiedenen Materialien hergestellt. Zu den wichtigsten Rollentypen gehören:
1. Gusseiserne Brötchen
Walzen aus Hartgusseisen – Hohe Härte an der Außenfläche durch schnelle Abkühlung während des Gießens.
Unbestimmte Rollen aus gekühltem Gusseisen– Eine Mischung aus Härte und Zähigkeit, die häufig zum Walzen langer Produkte verwendet wird.
Walzen aus legiertem Gusseisen – Verbessert mit Elementen wie Chrom, Nickel und Molybdän zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit.
2. Walzen aus Sphäroguss
Rollen aus perlitischem Sphäroguss– Hervorragende Festigkeit und Verschleißfestigkeit.
Walzen aus bainitischem Sphäroguss– Höhere Zähigkeit mit überlegener Ermüdungsbeständigkeit.
Walzen aus Gusseisen mit hohem Chromgehalt – Außergewöhnliche Härte und Verschleißfestigkeit, ideal für Warmwalzanwendungen.
3. Stahlwalzen
Rollen aus geschmiedetem Stahl – werden in Umgebungen mit hoher Beanspruchung verwendet, in denen Festigkeit und Robustheit von entscheidender Bedeutung sind.
HRollen aus Schnellarbeitsstahl (HSS)– Bietet überragende Verschleißfestigkeit, Hochtemperaturfestigkeit und Langlebigkeit.
Wolframkarbid-Rollen– Hochverschleißfeste Walzen für Spezialanwendungen wie das Walzen von Walzdraht.
Aufbau und Konstruktion von Walzwerkswalzen
Walzwerkswalzen bestehen aus zwei Hauptteilen:
Walzenkörper – Der zentrale Arbeitsteil der Walze, der mit dem gewalzten Metall in Kontakt kommt.
Walzenzapfen – An beiden Enden der Walze angebracht, stützen sie die Walze und übertragen das Drehmoment.
Je nach Anwendung kann der Walzenkörper glatt (plan) zum Walzen von Blechen, Platten und Streifen oder geriffelt zum Walzen von geformten Materialien wie Betonstahl, Balken und Winkeln sein.
Wichtige metallurgische Eigenschaften von Walzen
Die Leistung von Walzwerkwalzen hängt von ihren metallurgischen Eigenschaften ab. Zu diesen zählen:
1. Härte und Verschleißfestigkeit
Rollen müssen eine harte Außenfläche haben, um dem Verschleiß bei ständigem Kontakt mit dem Werkstück standzuhalten.
Kohlenstoffreiche und legierte Materialien erhöhen die Härte der Rolle.
2. Stärke und Zähigkeit
Rollen sind extremen Druckkräften ausgesetzt. Aus diesem Grund ist eine hohe Festigkeit erforderlich, um Brüche zu verhindern.
Die Zähigkeit stellt sicher, dass die Rolle bei schwerer Belastung nicht reißt oder versagt.
3. Thermische Stabilität
Beim Walzen werden die Walzen extremer Hitze ausgesetzt und müssen bei hohen Temperaturen ihre strukturelle Integrität bewahren.
Walzen aus Schnellarbeitsstahl und Hartmetall sind für ihre hervorragende Wärmebeständigkeit bekannt.
Herstellungsverfahren für Walzwerkswalzen
Die Herstellung von Hochleistungswalzen umfasst mehrere metallurgische Techniken, darunter:
1. Schleuderguss
Wird zur Herstellung hochwertiger Brötchen mit harter Außenschicht und zähem Kern verwendet.
Sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Legierungselemente.
2. Statisches Gießen
Traditionelle Methode für große Rollen mit individueller Legierungszusammensetzung.
Produziert Brötchen mit hervorragender innerer Struktur.
3. Schmieden
Wird für Stahlwalzen verwendet, die überragende mechanische Eigenschaften und Schlagfestigkeit erfordern.
Verbessert die Kornstruktur und die allgemeine Haltbarkeit.
Häufige Ausfallarten von Rollen
Trotz ihrer robusten Konstruktion können Walzwerkswalzen aus folgenden Gründen versagen:
Verschleiß und Oberflächenermüdung – Verursacht durch dauerhaften Kontakt mit harten Materialien.
Thermische Rissbildung – Aufgrund großer Temperaturschwankungen bei Warmwalzanwendungen.
Mechanische Überlastung – Übermäßige Belastungen können zum Rollenbruch führen.
Abplatzen – Kleine Oberflächenrisse, die sich mit der Zeit zu größeren Brüchen entwickeln.
Abschluss
Walzwerkswalzensind entscheidende Komponenten in der Stahl- und Metallherstellung. Ihre Metallurgie, Materialzusammensetzung und Konstruktion wirken sich erheblich auf die Effizienz und Qualität des Walzprozesses aus. Durch Auswahl des geeigneten Walzentyps und Optimierung seiner metallurgischen Eigenschaften können Walzwerke die Produktivität steigern, Ausfallzeiten reduzieren und die Lebensdauer der Walzen verlängern. Da sich die Walztechnologie ständig weiterentwickelt, werden fortschrittliche Materialien und Herstellungsverfahren die Leistung von Walzwerkswalzen weiter verbessern.
