스틸 스풀 수축 변형의 원인 및 예방

스틸 스풀 수축 변형의 원인 및 예방 

    내경을 변경하지 않고도 호환 팽창 및 수축 스풀은 제거 가능한 노 내부 지지대 + 단면 단열/열 균등화 온도 제어 + 표면 거칠기 구역화(중간 부분의 얇은 h‑비엔 분무 코팅)의 결합된 접근 방식으로 중간 부분의 영구 수축을 약 50~70%까지 안정적으로 줄이는 동시에 진원도 유지력을 크게 개선할 수 있습니다. 

1. 배경 및 문제점 

    일반적인 사례: 길이 2350mm의 강철 스풀에 동심원 형태로 감긴 알루미늄 코일(폭 1600mm, 압연 중량 약 15톤)이 고정되어 있습니다. 가열/어닐링 사이클 후, 중간 부분의 외경이 끝부분보다 작아지고 진원도가 저하되어 서비스 수명이 단축되고 품질에 영향을 미치는 경우가 많습니다. 

2. 왜 중간 부분이 더 수축하는가? (핵심 메커니즘) 

  · 중간 부분이 더 뜨겁고 길다: 끝부분은 열을 빠르게 발산하는 반면, 중간 부분은 더 오랫동안 고온을 유지하여 소재를 부드럽게 만들고 압축으로 인한 붕괴가 발생하기 쉽다. 

  ·열팽창 불일치 + 마찰 → 반경 방향 압력: 알루미늄은 강철보다 더 많이 팽창합니다. 제한된 슬라이딩으로 인해 스풀이 안쪽으로 눌리며 중간 스팬 근처에서 정점에 도달합니다. 

  · 구조적으로 더 부드럽습니다. 자유 중간 스팬 섹션은 가장 낮은 강성을 보이며 조기 타원화를 겪고 탄성 변형에서 돌이킬 수 없는 수축으로 전환됩니다.으아아아 

3. 빠른 자기 점검 

  ·중간 부분의 경도가 끝부분보다 낮습니다. 

  ·무부하 가열 조건(코일 없음)에서는 수축이 무시할 수 있거나 상당히 완화됩니다. 

  ·N₂ 분위기에서는 더욱 심각함(산화막이 얇고 마찰이 높으며 미끄러짐이 제한됨). 

  ·중간 부분의 OD는 주기마다 감소하고 끝부분은 거의 변하지 않습니다.

4. 전반적인 전략 (내경 변경 없음) 

5. 실용적인 옵션 및 매개변수 

5.1 제거 가능한 용광로 내부 지지대(로 내에서만 사용하세요.로에서 꺼낼 때 제거하세요.) 

  ·커버리지 길이:커버리지 ≥1600mm + 측면당 50–100mm(전체 1700–1800mm). 

  · 인장 및 접촉 압력: 반경 방향 팽창 0.2~0.5 mm; 목표 접촉 압력 5~10 엠파; 흔들림 ≤0.05 mm. 

  · 재질/표면: 합금강 본체: 내마모성 표면 + 고온 고체 윤활제(h-비엔/모성₂). 코일 없음. 

  ·사용 방법: 가열 전 삽입/팽창 → 가열/담금/냉각을 통해 보관 → 150°C 미만으로 감압 후 제거. 

  ·예상 감소율: ~40–70% (온도/구역 제어 오버레이로 안정성 향상) 

5.2 끝단 단열 + 균일한 온도 제어(필수). 

  ·목표: 축ΔT(코일 단면 - 끝 부분)≤30–40°C; 두께 ΔT ≤40 –60 °C. 

  ·시험 방법: 절차: 단자부에 금속 반사층이 있는 25~50mm 세라믹 섬유판을 사용합니다. 2~4℃/분으로 가열/냉각을 시행합니다. 목표 온도에 도달하기 전에 10~20분 동안 가열 기간을 실시합니다. 

  ·모니터링: 끝/중간/끝 열전대; ΔT가 한계를 초과하면 수정합니다. 

  ·예상 감소 범위: 약 15~30%. 

5.3 표면 구역화 + 중간 스팬의 얇은 h‑비엔(중간단면 압출압력의 피크값을 낮춥니다.)

  ·중간부(폭: 1200~1600mm): 라 12~15μm, Rpk≈2μm; 5~15μm h-비엔(고순도, 내열온도 쉿900℃)으로 얇게 코팅됨. 

  ·두 끝(각각 200~300mm): 라 20~25μm, Rpk 3~4μm, 전체 미끄러짐을 방지하기 위한 그립을 제공합니다. 

  ·슬립 처리: 높은 Rpk 밴드를 넓히거나 끝부분의 Ra를 약간 증가시키는 것을 우선시하고 중간부분에서는 낮은 마찰을 유지하십시오. 

  ·예상 감소율: ~15–25% (N₂ 분위기에서 더욱 두드러짐). 

5.4 선택적 향상: 내부/외부 퍼니스 아이들러/새들 

  ·내열성 아이들러/새들 2개를 코일 가장자리 바깥쪽의 비코일 영역에 배치하여 하중을 공유하고, 중간 스팬 굽힘 모멘트와 타원화를 줄일 수 있습니다. 

  ·예상 감소율 ~10–20%. 

5.5 장기 업그레이드:(내경 변경 없음) 

  ·벽 두께를 30mm에서 35mm로 늘리면 안정성이 향상되고 고온 크리프율이 감소합니다. 5.1~5.3과 결합합니다. 

  ·중량 증가와 가열시간 증가가 사이클 시간과 에너지 소비에 미치는 영향을 평가할 필요가 있다. 

5.6 기계 단계: 확장/수축 릴의 장력 압력 최적화 

  · 적절한 토크 전달 능력을 확보한다는 전제 하에, 최소 필요 압력(안전 계수 1.3~1.5)을 사용하여 내부 보어 응력을 감소시킵니다. 

  ·현장 성능 곡선을 생성하기 위해 "토크-압력-슬립" 보정을 제안합니다. 

6. 빠른 구현 로드맵 

7. 예규 하이라이트 

7.1 제거 가능한 용광로 내부 지지대 

  ·검사 → 삽입 및 정렬 → 설정 위치까지 확장(≈6–8 엠파) → 가열/유지/냉각 중 유지 → 냉각 후 150 °C 이하로 감압 → 추출 및 검사. 

  ·100~200시간마다 점검하세요. 흔들림 ≤0.05mm. 

7.2 단부 단열 및 침투 

      방수판(25~50mm 세라믹 섬유판 + 금속 반사 표면)을 단단히 고정하고, 분당 2~4°C로 가열/냉각하고, 10~20분간 담가두고, ΔT 알람으로 교정합니다. 

7.3 표면 구역 지정&h‑비엔 

      중간: 라 12–15 μm, Rpk≈2 μm + 얇은 h-비엔 분무, 저온 경화; 끝: 라 20–25 μm, Rpk 3–4 μm 

8. 수용 및 모니터링 

지원하다 

이메일: 광웨이@gwspool.닷컴 

회사명 : GW정밀기술주식회사 

목록