Kore Ever-Power · Uygulama Mühendisliği Kılavuzu
Çelik Fabrikası Haddeleme ve İşleme için Sonsuz Dişli ve Sonsuz Dişli Çarkı
1150 derece Celsius sıcaklığındaki 25 tonluk çelik levha, 120 adet tahrikli silindirden oluşan bir masa üzerinde yuvarlanıyor. Her bir silindir tahrik sistemi – bir sonsuz dişli çifti – 300 mm yukarıdaki kızgın levhadan yayılan ısıyı emiyor, levha yüzeyinden düşen demir oksit tabakasını saptırıyor ve 180 bar basınçla püskürtülen yüksek basınçlı kireç çözücü suya dayanıyor. Ürün, düşmanca bir ortam oluşturuyor ve her 90 saniyede bir bu ortamdan geçiyor.
Çelik fabrikaları, silindir tabla tahrikleri, sarıcı mandrel tahrikleri, soğutma yatağı transferleri ve rulo aralığı vidalı sıkıştırma mekanizmaları için sonsuz dişli çiftleri kullanır; bunların tümü 200 ila 1200 santigrat derece arasındaki çelik ürününe yakın çalışır. Yüksek sıcaklık çelik işleme matrisi, tahrikleri hizmet verdikleri ürün sıcaklık bölgesine (sıcak, ılık, soğuk) göre sınıflandırır ve her bölgeyi tahrikteki ortam sıcaklığına, gerekli soğutma yöntemine, demir oksit tabakasına karşı sızdırmazlık korumasına ve malzeme özelliklerine eşler. Isı kaynağının statik olduğu (fırın, ocak) fırıncılık veya çimento uygulamalarının aksine, çelik fabrikası ısısı geçicidir; 1150 derecelik bir levha, her geçişte 2 ila 5 saniye boyunca silindir tabla tahriki üzerinden geçer ve standart sürekli maruz kalma sonsuz dişli özelliklerinin yakalayamadığı termal şok döngüleri oluşturur. Üründen dökülen pullar (800 derecenin üzerindeki demir oksit Fe₃O₄ pulları) aynı anda yüksek sıcaklıkta aşındırıcı ve kimyasal bir kirletici maddedir; bu da başka hiçbir sektörün toz koruma sisteminin sağlayamayacağı, korumalı labirentler gerektirir.
Çelik fabrikalarında sonsuz dişli tahrik sistemlerinin kullanıldığı yerlerde
Bir çelik haddehanesi, sıcak çeliği haddeleme tezgahları arasında, kireç çözme istasyonlarından, soğutma yataklarından geçirerek ve sarım makinelerine doğru taşıyan ve konumlandıran yüzlerce ayrı ayrı tahrik edilen silindir içerir. Her silindir, motor hızını (tipik olarak 1450 RPM) silindir hızına (değirmen bölümüne bağlı olarak 10 ila 200 RPM) dönüştüren bir sonsuz dişli tahrikine ihtiyaç duyar. Sonsuz dişli çiftleri, silindir tablalarında, çıkış tablalarında, soğutma yatağı tırmık tahriklerinde ve 90 derecelik motor yöneliminin dar silindir aralığına (silindir merkezleri arasında 300 ila 600 mm) uyduğu vidalı mekanizmalarda bu hız düşürme işlevini yerine getirir.
Ana haddeleme tezgahı tahrik sistemlerinde, sonsuz dişli çiftleri yerine yüksek güçlü helisel veya planet dişli kutuları kullanılır; bunun nedeni, helisel veya planet dişli kutularının aşırı güçlü olması (500 ila 5.000 kW) ve sonsuz dişli çiftleri için çok büyük olmalarıdır. Ancak, haddeleme tezgahlarında ve yardımcı ekipmanlarda bulunan her bir değirmendeki 50 ila 200 adet ayrı sonsuz dişli çifti tahrik sistemi, bu 30 makaleden oluşan serideki diğer herhangi bir uygulamadan daha büyük bir toplam ünite sayısını temsil etmektedir.
Yüksek sıcaklık çelik işleme matrisi — spesifikasyonu yönlendiren ürün bölgesi
Çelik fabrikası ısısı ile diğer yüksek sıcaklık uygulamaları (fırın A14, çimento A25) arasındaki kritik fark, çelik fabrikası ısısının ürün kaynaklı ve geçici olmasıdır. 1150 derecelik bir levha, 2 ila 5 saniye boyunca bir silindir tablası sonsuz dişli çiftinin üzerinden geçer, ardından bir sonraki levha 60 ila 120 saniye sonra gelir. Tahrik gövdesi sıcaklığı, her levha geçişinde dalgalanır; her geçişte 5 ila 15 derece Celsius yükselir, ardından geçişler arasında soğur. Bu termal döngü, fırınlarda veya çimento fabrikalarındaki sabit yüksek sıcaklığa göre sonsuz dişli contalarına ve yağına çok daha fazla zarar verir.
Matris, soğuk bölge ve sıcak bölge özelliklerinde 3 ila 5 katlık bir maliyet farkı olduğunu ortaya koymaktadır; bu fark esas olarak soğutma sisteminden (su ceketi veya yağ sirkülasyonu, tahrik başına 1.500 ila 4.000 ABD doları ekler) ve kireç korumasından (su yıkama halkası, basit labirent sistemine kıyasla 200 ila 500 ABD doları ekler) kaynaklanmaktadır. 120 silindirli tabla tahrikine sahip bir değirmende, 30'u sıcak bölgede, 40'ı ılık bölgede ve 50'si soğuk bölgede olabilir; 120 sonsuz dişli tahrikinin tamamını sıcak bölge seviyesinde belirtmek, soğuk bölge tahriklerinde yaklaşık 120.000 ABD doları gereksiz soğutma ekipmanı israfına yol açar.
Demir oksit kireci ve yüksek basınçlı kireç çözücü su
Kireç, eşsiz bir kirletici madde olarak. Sıcak çelik havayla temas ettiğinde, yüzey oksitlenerek demir oksit tabakası (Fe₃O₄) oluşturur; bu sert ve kırılgan tabaka, haddehaneden geçerken çelik yüzeyinden pul pul dökülür. 2 ila 10 mm boyutundaki pullar, 600 ila 1000 santigrat derece sıcaklıkta üründen düşerek aşağıdaki silindirli tabla tahrik sistemlerine iner. Bu sıcak pul, aynı anda yüksek sıcaklıkta bir mermi (temas halinde standart kauçuk contaları eritebilir), aşındırıcı bir madde (Mohs 6, çimento tozundan daha sert) ve kimyasal bir kirleticidir (soğutma suyunda çözünerek pH 3 ila 5 arasında asidik demir hidroksit bulamacı oluşturur). Başka hiçbir endüstri, bu üç hasar mekanizmasını birleştiren bir kirletici üretmez.
Sonsuz dişli çifti gövdeleri için kireçlenmeye karşı koruma. Sıcak bölge tahrik sistemlerinde, düşen kireci contalara temas etmeden önce yakalayan, gövdenin üstüne yerleştirilmiş çelik bir kireç saptırıcı kalkan gereklidir. Kalkan değiştirilebilir olmalı (tekrarlanan sıcak kireç darbelerinden dolayı aşınır) ve kireci şaft giriş noktasından uzaklaştıracak şekilde açılı olmalıdır. Kalkanın arkasında, suyla yıkama halkası sürekli olarak kireç parçacıklarını labirent contadan uzaklaştırarak, conta temas yüzeylerine aşınmaya neden olacak birikmeyi önler.
Su ile kireç çözme etkileşimi. 150 ila 200 bar basınçtaki yüksek basınçlı kireç çözücü spreyler, haddeleme işleminden önce çelik yüzeydeki kireci temizler; bu işlem, silindir tablası tahrik mekanizmalarını saran sıcak su, buhar ve parçalanmış kireç parçacıklarından oluşan bir sis oluşturur. Sonsuz dişli çifti muhafazası bu ortama sürekli olarak dayanmalıdır; standart boya sistemleri 6 ila 12 ay içinde işlevini yitirir. Sıcak bölge muhafazaları, duvar kalınlığına dahil edilmiş korozyona karşı tolerans payı ile çıplak dökme demir veya çinko metalize kaplama (boya yok - boya termal döngüden dolayı soyulur) kullanır.
Yılda 3 milyon ton üretim yapan Koreli bir sıcak haddehane, son işlem standı ile sarıcı arasında bulunan 80 adet çıkış tablası silindir tahriki için sonsuz dişli çiftleri belirlemiştir. Çıkış tablası, sıcak bölgeye hizmet ediyordu (son işlem standı çıkışında ürün sıcaklığı 600 ila 850 santigrat derece, sarıcıda ise 500 ila 650 dereceye kadar soğutuluyordu). Tahrik ortam sıcaklığı: 80 ila 110 santigrat derece. Orijinal şartnamede, standart FKM dudak contaları ve kireç kalkanı olmadan, maliyet açısından rekabetçi bir seçenek olan mineral EP yağı (ISO VG 320, 90 santigrat dereceye kadar derecelendirilmiş) kullanılıyordu; bu seçenek tahrik başına 420 ABD dolarıydı. 18 ay içinde, 80 tahrikten 22'si arızalandı; mineral yağ termal döngü ortamında oksitlendi, dudak contaları kireç parçacıkları tarafından aşındırıldı ve kireç çamuru gövdelere girdi. Yeni spesifikasyona kireç önleyici kalkanlar (tanesi 180 USD), su tahliye halkaları (tanesi 250 USD), labirent contalar (dudak contalarının yerine, tanesi 85 USD ekleniyor) ve sentetik PAG yağı (dolum başına 45 USD ekleniyor) eklendi. Sürücü başına toplam yükseltme: 560 USD - birim maliyetini 420 USD'den 980 USD'ye çıkarıyor. 3. Yıldaki yükseltme sonrası inceleme: 80 sürücünün tamamında sıfır arıza. 80 sürücüye yapılan 560 USD'lik yükseltme (toplam 44.800 USD), yaklaşık 35.000 USD'lik yedek sürücü maliyetine ve silindir tablası bölümü kapanmaları nedeniyle 180.000 USD'lik üretim gecikmesine neden olan 22 erken arızayı önledi. Ders: İşleme matrisinden elde edilen minimum termal bölge spesifikasyonu, kireç korumasını içermelidir - kireç giriş yolunu ele almadan doğru yağı ve soğutmayı seçmek, yalnızca termal yönetimi yetersiz spesifikasyonla belirlemekle aynı arıza oranına neden olur.
Üç adet çelik fabrikası sonsuz dişli çifti spesifikasyon örneği
Örnek 1 — Kore yapımı sıcak şerit haddehanesi: 80 çıkış tablası tahrik sistemi, sıcak bölge, kireç korumalı.
Kore'de bulunan bir sıcak şerit haddehanesi (yukarıdaki Mühendislik Masası Notuna bakınız), son işlem standı ile sarıcı arasındaki çıkış tablası için 80 adet sonsuz dişli çift tahrik ünitesi belirlemiştir. Merdane hızı: 60 ila 180 RPM (şerit hızına göre değişken). Motor: 5,5 kW, 1450 RPM. Oran: 10:1 (2 başlangıçlı - merdane tablalarında kendiliğinden kilitleme gerekmez; motor durduğunda merdaneler serbestçe döner). Çıkış torku: Merdane başına 120 N·m. Düzeltilmiş özellik: 2 başlangıçlı, modül 3, merkez mesafesi 80 mm. Malzeme: Sertleştirilmiş alaşımlı çelik sonsuz dişli, fosfor bronz dişli. Kireç kalkanı + su tahliye halkası + labirent conta. Yağ: Sentetik PAG ISO VG 320, 10 tahrik ünitesinden oluşan gruplar arasında paylaşılan harici soğutucu ile yağ sirkülasyonu. Tahrik ünitesi başına maliyet (koruma dahil): 980 USD. 80 tahrik ünitesi için toplam: 78.400 USD. Fabrika, toptan satış fiyatı ton başına 90 ABD doları olan şerit kereste üretiyordu; üretim tablasının her bir saatlik arıza süresi, yaklaşık 27.000 ABD doları üretim kaybına neden oluyordu.
Örnek 2 — Japon tel çubuk haddehanesi: sarıcı mandrel tahriki, sıcak bölge, su soğutmalı gövde
Japonya'da bir tel çubuk fabrikası, 4 sarım mili tahriki için sonsuz dişli çiftleri belirlemiştir. Sarım makinesi, sıcak tel çubukları (5,5 ila 16 mm çapında) son işlem bloğunun çıkışında bobinler halinde sarıyordu. Sarım makinesindeki tel sıcaklığı: 900 ila 1050 santigrat derece. Mil tahriki, sarım noktasının hemen altında yer alıyordu - sarım sırasında ortam sıcaklığı 160 ila 190 santigrat derece olarak ölçüldü (bu 30 makalelik serideki en sıcak sonsuz dişli çifti ortamı). Sonsuz dişli çifti: tek başlangıçlı (sarım sırasında bobin gerilimini korumak için kendiliğinden kilitlenme gereklidir), modül 5, merkez mesafesi 125 mm, oran 30:1. Çıkış torku: 650 N·m (tel gerilimi × mil yarıçapı). Soğutma: sürekli soğutma suyu sirkülasyonlu su ceketli gövde (180 derecelik ortam sıcaklığına rağmen gövde 85 santigrat derecede tutulmaktadır). Yağ: PFPE perfloroeter (250 santigrat dereceye kadar dayanıklı - soğutma sistemindeki herhangi bir kesintiye karşı son derece yüksek güvenlik payı sağlar). Kireçlenmeye karşı koruma: Tahrik mekanizmasını tamamen saran çelik muhafaza ve muhafaza açıklığında su püskürtme perdesi. Su ceketli sonsuz dişli çifti başına maliyet: 4.200 USD. PFPE yağ dolumu: 380 USD. Gözat endüstriyel sonsuz dişli redüktör Çelik fabrikası silindir tablası ve sarıcı uygulamaları için seçenekler.
Vaka 3 — Vietnam demir çubuk fabrikası: soğutma yatağı tırmık tahriki, soğuk bölge, standart özellikler
Vietnam'da bulunan bir inşaat demiri haddehanesi, 8 soğutma yatağı tırmık tahriki için sonsuz dişli çiftleri belirlemiştir. Soğutma yatağı, 600 ila 800 santigrat derece sıcaklıktaki işlenmiş inşaat demirini alıyor ve demir soğuyup demetleme için 100 santigrat derecenin altına düşene kadar, karşılıklı hareket eden tırmıklar kullanılarak yatak boyunca yanal olarak aktarıyordu. Tırmık tahrikleri, soğutma yatağı ızgarasının altında yer alıyordu; artık radyant ısıyı alıyorlardı ancak ürünle doğrudan temasları yoktu. Tırmık tahrikindeki ortam sıcaklığı: 45 ila 65 santigrat derece (soğuk bölge - inşaat demiri, tırmık konumuna ulaşmadan önce sıcak bölgeden soğumuştu). Sonsuz dişli çifti: tek başlangıçlı, modül 4, merkez mesafesi 100 mm, oran 40:1. Çıkış torku: 800 N·m (tırmık kütlesi × sürtünme). Soğutma: doğal konveksiyon (65 santigrat derece ortam sıcaklığında yeterli). Kireç koruması: hava tahliyeli labirent conta (gevşek kireç parçacıkları soğutma yatağı ızgarasından tahriklerin üzerine düşer). Yağ: mineral EP ISO VG 320. Çift başına maliyet: 480 USD. 8 tahrik ünitesi için toplam: 3.840 USD. Bu örnek, tüm çelik fabrikası tahrik ünitelerinin sıcak bölge spesifikasyonuna ihtiyaç duymadığını göstermektedir; soğutma yatağının soğuk bölgesi, kireç koruması eklenmesiyle standart endüstriyel ortamlara benzer koşullarda çalışmaktadır.
Sıkça sorulan sorular
S: Çelik fabrikası silindir tablası tahrik sistemlerinde neden 2 başlangıçlı sonsuz dişli çiftleri kullanılır?
Makaralı tabla tahrik sistemlerinde kendiliğinden kilitleme gerekmez çünkü motor durduğunda makaralar güvenli bir şekilde serbestçe dönebilir; sıcak çelik levha, hasar görmeden serbestçe dönen makaralar üzerinde ilerler. 2-start özelliği, verimliliği -48'den (tek-start) -72'ye (2-start) çıkararak motor ısısını azaltır ve zaten sıcak olan ortamda yağ ömrünü uzatır. Fabrika başına 80 ila 120 makaralı tabla tahrik sisteminde, verimlilik artışı toplamda 50 ila 150 kW güç tasarrufu sağlar; bu da yılda 6.000+ saatlik çalışma süresinde önemli bir işletme maliyeti düşüşü anlamına gelir. İstisna: Sarma mili tahrik sistemleri ve vidalı mekanizmalar, sırasıyla kendiliğinden kilitlemeli gerilim tutma ve konum tutma için tek-start olmalıdır.
S: Termal şok döngüsü, sabit yüksek sıcaklık durumundan nasıl farklıdır?
Sabit yüksek sıcaklık (fırın, çimento) tüm sonsuz dişli tertibatının termal dengeye ulaşmasını sağlar; tüm bileşenler eşit şekilde genleşir. Termal şok döngüsü (çelik fabrikası levha geçişi) gövdenin üst yüzeyini hızla ısıtırken alt kısmı daha soğuk kalır; bu da gövde içinde farklı termal genleşmeye neden olan bir sıcaklık gradyanı oluşturur. Bu farklı genleşme, her döngüde conta temas yüzeylerini farklı şekilde zorlar (sıcak taraf genleşir ve contayı sıkıştırır, soğuk taraf statik kalır). Günde binlerce levha geçişi boyunca, döngüsel conta sıkıştırması, standart kauçuk conta malzemelerinde hızlandırılmış yorulmaya neden olur; bu nedenle çelik fabrikası sonsuz dişli çift contaları, dudak contaları (temaslı, yorulmaya eğilimli) yerine labirent contalardır (temassız, yorulma yok).
S: Su tahliye halkası olmadan kireçlenme hasarı önlenebilir mi?
Sıcak ve soğuk bölgelerde, labirent contasında kireç birikmesini önlemek için genellikle basınçlı hava (0,3 ila 0,5 bar) ile temizleme yeterlidir. Sıcak bölgede ise, sıcak kireç parçacıkları (600 ila 1000 santigrat derece) labirent geçitlerinde eriyip hava akışını engelleyen sert bir kabuk oluşturabileceğinden, sadece hava ile temizleme yetersiz kalır. Su yıkama halkası, kireç parçacıklarını yumuşama noktalarının altına soğutur ve birikmeden önce onları uzaklaştırır. Su akış hızı düşüktür (her sürüş için dakikada 2 ila 5 litre) ve su, silindir tablasının altındaki aynı kireç toplama kanallarından akar.
S: Çelik fabrikası sonsuz dişli tahrik sistemleri için yağ değişim aralığı nedir?
Sıcak bölge: 3 ila 6 ayda bir (termal döngü, sentetik yağa rağmen yağ oksidasyonunu hızlandırır). Ilık bölge: 6 ila 12 ayda bir. Soğuk bölge: 12 ila 18 ayda bir. Bu aralıklar, yağ analizi izlemesini varsayar; asit sayısı 2,0 mgKOH/g'yi aşarsa, su içeriği %0,5'i aşarsa (kireç çözme suyu girişinden dolayı) veya demir içeriği 100 ppm'yi aşarsa (kireç kirlenmesini veya hızlanmış dişli aşınmasını gösterir) hemen değiştirin. Merkezi sonsuz dişli yağ sirkülasyon sistemlerine sahip çelik fabrikaları (10 ila 20 tahrik ünitesine hizmet veren bir soğutucu), büyük yağ hacmi kirleticileri daha yavaş seyrelttiği için aralıkları ila oranında uzatabilir.
S: Bir çelik fabrikası sonsuz dişli çiftinin tipik kullanım ömrü ne kadardır?
Doğru sıcaklık bölgesi spesifikasyonu ve kireç koruması ile: sıcak bölge 3 ila 5 yıl, ılık bölge 5 ila 8 yıl, soğuk bölge 8 ila 12 yıl. Çelik sonsuz dişli ömrü: tüm bölgelerde 6 ila 15 yıl (sonsuz dişli, bronz çarktan daha sert ve korozyona daha dayanıklıdır). Sıcak bölge sonsuz dişli tahriklerinde ömrü sınırlayan faktör, bronz çarkın termal döngü yorgunluğudur; tekrarlanan ısıtma ve soğutma, 15.000 ila 30.000 termal döngüden sonra diş yan yüzeylerinde mikro çatlaklara neden olur. Ilık ve soğuk bölgelerde sınır, kireç kirlenmesinden kaynaklanan aşındırıcı aşınmadır; bu, labirent conta ve yıkama halkası bakımı ile yönetilir.
Çelik fabrikalarındaki sonsuz dişli çiftleri, herhangi bir endüstriyel uygulamada termal şok, aşındırıcı kirlenme ve kimyasal maruziyetin en aşırı kombinasyonuyla karşı karşıyadır. Yüksek sıcaklık işleme matrisi, ürün sıcaklık bölgelerini (sıcak, ılık, soğuk) tahrikteki ortam sıcaklığına, soğutma yöntemine, kireç korumasına ve yağlayıcı spesifikasyonuna göre eşleştirir; bu da hem yetersiz spesifikasyonu (sıcak bölgede erken arıza) hem de aşırı spesifikasyonu (soğuk bölgede gereksiz maliyet) önleyen bölge başına optimizasyonu sağlar. Çelik fabrikalarına özgü bir kirletici olan kireç, başka hiçbir endüstrinin toz veya partikül korumasının yerini alamayacağı, sıcak bölgede suyla yıkanan korumalı labirent contalar gerektirir. Sıcak ürünün geçişinden kaynaklanan geçici termal şok, sabit durum sıcaklık spesifikasyonlarının ele almadığı conta yorgunluğuna neden olur; labirent contalar, tüm çelik fabrikası sonsuz dişli çifti kurulumları için zorunlu sonsuz dişli konfigürasyonu olarak dudak contalarının yerini alır.
Çelik fabrikası ekipman tedarikçileri ve tesis mühendisleri için, mühendislik masamız ürün sıcaklık bölgesini sınıflandırır ve eksiksiz tahrik spesifikasyonunu önerir. Standart katalog ağır hizmet tipi sonsuz dişli takımları 63 ila 200 mm merkez mesafesine sahip çelik fabrikası boyutlarını, kireçlenmeye karşı koruma seçenekleriyle kaplayın. Bir talep gönderin. çelik fabrikası tahrik sistemi özellikleri Ürün sıcaklığı, değirmen bölümü, tahrik konumu ve ölçek maruz kalma seviyesi ile birlikte.
Çelik fabrikası silindir tablaları veya işleme ekipmanları için sonsuz dişli çiftleri mi belirtiyorsunuz?
Ürün sıcaklığını, öğütme bölümünü, tahrik sayısını, merdane hız aralığını ve kireçlenme seviyesini gönderin. Sıcaklık bölgesini sınıflandıracağız ve her tahrik pozisyonu için soğutma, sızdırmazlık ve kireçlenme önleme paketini önereceğiz.
Editör: Cxm
