Kekerasan vs Ketangguhan: Apa yang Benar-Benar Penting untuk Suku Cadang Pabrik Vertikal

Ketika lengan rol saya rusak lebih awal, saya biasa menyalahkan "kekerasan rendah" terlebih dahulu. Kemudian saya melihat roller yang sangat keras retak dalam beberapa bulan, sementara roller yang lebih lunak terkadang bertahan lebih lama. Saat itulah saya mulai mencermati ketangguhan, benturan, dan kondisi kerja yang sesungguhnya.

Kekerasan mengontrol seberapa cepat permukaan menjadi aus. Ketangguhan mengontrol seberapa cepat komponen tersebut patah. Untuk pabrik vertikal, masa pakai yang sebenarnya tergantung pada menemukan keseimbangan di antara keduanya, berdasarkan tingkat tumbukan, ukuran umpan, dan mode kegagalan yang dominan, bukan pada kekerasan saja.

% (一定要是百分比键，而不是感叹号)Kekerasan selongsong rol VRM vs ketangguhan

Saya ingin membahas pertanyaan-pertanyaan yang sering ditanyakan oleh banyak tim pabrik kepada saya di lokasi. Saya tidak hanya akan berbicara tentang angka laboratorium, tetapi juga bagaimana perilaku sleeve ketika mill bergetar, feed berubah, atau bola klinker besar jatuh ke dalam zona penggilingan. Saya harap ini dapat membantu Anda melihat kekerasan dan ketangguhan dengan cara yang lebih sederhana dan praktis.

Mengapa lengan rol VRM saya gagal meskipun kekerasannya tinggi?

Banyak insinyur yang mengatakan kepada saya, "Pemasok memberikan HRC 60, tetapi selongsongnya masih retak." Saya telah mendengar hal ini berkali-kali. Saya memahami rasa frustrasi tersebut, karena di atas kertas semuanya terlihat baik-baik saja.

Kekerasan yang tinggi saja tidak dapat menghentikan keretakan atau spalling. Jika struktur mikro rapuh atau ketangguhannya rendah, selongsong yang sangat keras dapat mengalami kegagalan lebih awal akibat benturan, getaran, atau tekanan lokal, meskipun nilai uji kekerasan terlihat mengesankan.

% (一定要是百分比键，而不是叹号)keretakan selongsong VRM dengan kekerasan tinggi

Apa yang disembunyikan oleh kekerasan tinggi

Ketika saya mengunjungi pabrik, saya sering melihat lengan baju:

Pemasok terkadang mendorong kandungan karbon dan paduan untuk mendapatkan kekerasan yang lebih tinggi, lalu mendinginkan pengecoran terlalu cepat. Alat uji kekerasan membaca HRC 60+, sehingga semua orang merasa aman. Tetapi matriks menjadi penuh dengan karbida besar dalam jaringan yang rapuh. Di bawah tekanan rolling dan benturan tiba-tiba dari umpan yang terlalu besar, retakan mikro dimulai dari titik-titik lemah ini. Mereka bergabung bersama dan menyebabkan bongkahan permukaan rontok. Dalam VRM, beban tidak statis. Tekanan berubah, ketebalan bed tidak konstan, dan roller tergelincir dan bergetar. Dalam lingkungan nyata ini, kekerasan yang sedikit lebih rendah dengan penyangga yang lebih ulet sering kali bekerja lebih baik daripada struktur yang "sangat keras tapi seperti kaca".

Bagaimana cara menyeimbangkan kekerasan dan ketangguhan untuk memperpanjang masa pakai roller sleeve saya?

Saya sering melihat pabrik berayun dari bahan yang "sangat keras" ke bahan yang "sangat keras" setelah satu kegagalan yang buruk. Kemudian mereka mendapati bahwa keausan menjadi terlalu cepat. Perubahan bolak-balik ini menghabiskan waktu, uang, dan kepercayaan di dalam pabrik.

Untuk menyeimbangkan kekerasan dan ketangguhan, pertama-tama saya melihat mode kegagalan utama. Jika keausan adalah batasnya, saya mendorong kekerasan lebih tinggi dengan ketangguhan yang aman. Jika keretakan adalah batasnya, saya menyesuaikan paduan dan perlakuan panas untuk meningkatkan ketangguhan, meskipun kekerasannya sedikit menurun.

% (一定要是百分比键，而不是叹号)bagan keseimbangan ketangguhan kekerasan

Cara sederhana yang saya pikirkan tentang keseimbangan

Saya menyukai meja yang sangat sederhana ketika saya berbicara dengan tim:

Untuk mengatur keseimbangan yang tepat, kami menggunakan desain paduan dan perlakuan panas. Sebagai contoh, kami dapat menyempurnakan karbida, menghindari jaringan yang rapuh secara terus menerus, dan mempertahankan matriks yang kuat namun lebih ulet. Dengan desain komposit logam-keramik, saya dapat menempatkan zona yang sangat keras di mana keausan geser paling tinggi, dan baja yang lebih keras di daerah yang mengalami benturan dan tekukan. Dalam praktiknya, saya tidak mengejar satu nilai kekerasan ajaib. Saya menentukan rentang kekerasan bersama dengan target ketangguhan benturan (seperti nilai Charpy) yang sesuai dengan jenis pabrik, tekanan, dan umpan. Perpaduan ini memberikan umur yang jauh lebih stabil daripada kekerasan saja.

Mengapa komponen aus saya saat ini retak karena beban benturan?

Banyak pengguna yang memberi tahu saya, bahwa selongsongnya terlihat baik-baik saja pada awalnya. Tetapi setelah berhenti dengan keras atau ada potongan logam besar yang melewatinya, mereka menemukan retakan di permukaannya. Kadang-kadang gilingan tersandung karena getaran yang tinggi terlebih dahulu.

Retak di bawah beban benturan biasanya berarti material tidak dapat menyerap energi kejut. Matriksnya terlalu rapuh, desainnya menciptakan konsentrasi tegangan, atau pengecoran dan perlakuan panas meninggalkan cacat tersembunyi yang tumbuh ketika terjadi benturan.

% (一定要是百分比键，而不是叹号)roller vrm retak benturan

Dampak apa yang sebenarnya terjadi di dalam selongsong

Saya ingin membagi masalah ini menjadi tiga bagian:

Satu tumbukan yang berat akan mengirimkan gelombang tegangan melalui selongsong. Jika strukturnya penuh dengan karbida kasar dalam jaringan yang lemah, retakan dimulai pada titik-titik ini. Jika cacat pengecoran seperti porositas atau penyusutan berada di bawah permukaan, tumbukan dapat mengubahnya menjadi retakan makro. Tepi yang tajam dan penampang yang tipis juga meningkatkan tekanan lokal. Saya telah melihat selongsong dengan laporan kekerasan yang sempurna tetapi dengan data ketangguhan benturan nol. Dalam pekerjaan kami, kami selalu meminta uji benturan, uji tekukan, dan terkadang bahkan analisis fraktur setelah kegagalan. Dengan cara ini kami dapat menilai apakah selongsong gagal karena material tidak dapat menekuk dan pulih di bawah guncangan yang nyata.

Bagaimana rol komposit logam-keramik meningkatkan ketangguhan sistem VRM saya?

Ketika saya pertama kali memperkenalkan selongsong komposit logam-keramik pada sebuah pabrik, orang-orang mencemaskan bahwa keramik akan membuat selongsong menjadi lebih rapuh. Mereka mengira bahwa "keramik" berarti "rapuh seperti kaca". Hasil di lapangan mengejutkan mereka.

Rol komposit logam-keramik menggunakan zona keramik yang sangat keras yang tertanam dalam matriks logam yang tangguh. Mereka meningkatkan ketangguhan sistem karena matriksnya tahan benturan dan tekukan, sementara keramiknya menahan sebagian besar abrasi di permukaan.

% (一定要是百分比键，而不是叹号)rol vrm komposit keramik logam

Bagaimana struktur komposit bekerja

Saya biasanya menjelaskan strukturnya seperti ini:

Dalam desain komposit Dafang-Casting, kami menempatkan keramik pada permukaan yang aus di mana material meluncur dan digiling. Matriks di sekelilingnya adalah baja paduan yang dirancang khusus dengan kekerasan terkontrol dan ketahanan benturan yang baik. Kombinasi ini berarti keramik melindungi dari keausan, sementara baja mencegah kegagalan rapuh. Kuncinya adalah ikatan. Kami menggunakan proses komposit sentrifugal sehingga keramik dan logam menyatu dengan baik dan tidak terpisah saat digunakan. Ketika roller bertemu dengan klinker besar atau gelandangan logam, bagian logam menyerap sebagian besar guncangan. Hal ini membuat keramik tidak pecah dan menjaga agar selongsong secara keseluruhan tidak retak. Jadi dalam praktiknya, desain komposit dapat meningkatkan usia pakai dan ketangguhan sistem jika direkayasa dengan benar.

Tingkat kekerasan apa yang sebenarnya cocok untuk kondisi semen atau raw mill saya?

Saya sering ditanya tentang "nomor HRC yang ideal" di telepon. Orang-orang menginginkan jawaban yang sederhana seperti "gunakan HRC 60 untuk semuanya". Tetapi saya telah melihat bahwa hal ini tidak berlaku di berbagai pabrik dan feed yang berbeda.

Kekerasan yang sesuai tergantung pada jenis material, ukuran partikel, tekanan, dan tingkat benturan. Pabrik mentah sering kali menggunakan kekerasan yang sedikit lebih rendah dengan ketangguhan yang lebih tinggi, sementara pabrik semen jadi dan pabrik terak dapat menggunakan kekerasan yang lebih tinggi jika tumbukan terkendali.

% (一定要是百分比键，而不是叹号)kisaran kekerasan pabrik mentah semen

Kisaran kekerasan tipikal yang saya gunakan sebagai titik awal

Ini adalah tabel awal sederhana yang saya gunakan dalam pembicaraan (nilai adalah kisaran umum, desain nyata membutuhkan lebih banyak detail):

Di pabrik mentah, batu kapur lunak yang besar mengetuk rol di bawah tekanan tinggi. Saya lebih suka kekerasan yang sedikit lebih rendah tetapi matriks yang kuat dan tangguh di sini. Pada pabrik akhir semen, klinker lebih abrasif, sehingga kekerasan yang lebih tinggi membantu selama desainnya mencegah terjadinya benturan yang besar. Untuk terak, materialnya sangat abrasif, sehingga komposit keramik atau paduan dengan kekerasan yang lebih tinggi masuk akal, tetapi sekali lagi dengan ketangguhan yang aman. Pabrik batu bara sering kali melihat benda asing seperti batu atau logam; di sini ketangguhan di bagian tepinya sangat penting. Nilai-nilai ini bukanlah aturan tetap. Saya selalu memeriksa ulang dengan mode kegagalan utama dan perilaku selongsong sebelumnya sebelum memberikan target kekerasan akhir.

Bagaimana cara mengurangi spalling dan keretakan pada selongsong roller pabrik batu bara saya?

Pabrik batu bara sering kali memberikan masalah yang paling memusingkan. Saya telah melihat lengan mematahkan bongkahan di dekat tepinya dan menyebabkan getaran yang serius. Banyak pabrik yang menerima hal ini sebagai hal yang "normal", namun tidak harus seperti itu.

Untuk mengurangi spalling dan keretakan pada selongsong pabrik batu bara, saya berfokus pada paduan yang lebih keras, desain tepi yang lebih baik, kontrol kualitas pengecoran yang ketat, dan praktik pengoperasian yang membatasi masuknya logam dan batu serta perubahan beban yang tiba-tiba.

% (一定要是百分比键，而不是叹号)spalling roller pabrik batu bara

Kunci-kunci yang saya periksa dalam kotak pabrik batu bara

Berikut ini adalah cara saya menyusun pemeriksaan saya:

Batu bara tidak terlalu abrasif dibandingkan klinker, jadi kami tidak membutuhkan kekerasan yang ekstrem. Namun, kami harus menghadapi benturan keras dari batu dan benda asing. Saya biasanya memilih material dalam kisaran HRC 48-56 dengan ketangguhan benturan yang lebih tinggi dan ketahanan retak yang baik. Kami juga mengubah bentuk tepi untuk menghindari sudut tajam dan bibir tipis yang mudah patah. Kualitas pengecoran sangat penting di sini. Cacat tersembunyi menjadi pemicu retakan saat terjadi benturan. Jadi, kami mendorong pengujian non-destruktif yang ketat pada komponen komposit dan paduan. Di sisi operasi, saya mengingatkan tim untuk menggunakan detektor logam, magnet, dan penyaringan sederhana. Saya telah melihat peningkatan besar dalam usia pakai sleeve hanya dengan menghentikan batu dan logam besar memasuki pabrik.

Haruskah saya memprioritaskan ketahanan benturan atau kekerasan permukaan untuk material operasi saya?

Ketika saya bergabung dalam rapat dengan tim proses dan pemeliharaan, satu pihak sering kali menginginkan lebih banyak kekerasan dan pihak lain menginginkan lebih banyak ketangguhan. Keduanya memiliki alasan yang bagus berdasarkan rasa sakit yang mereka alami sehari-hari.

Jika masalah utama Anda adalah keausan seragam yang cepat, prioritaskan kekerasan. Jika masalah utama Anda adalah pengelupasan, pengelupasan, atau keretakan, prioritaskan ketahanan terhadap benturan. Pada sebagian besar VRM, kami menetapkan kekerasan terlebih dahulu, kemudian memastikan ketangguhannya cukup tinggi agar tidak gagal.

% (一定要是百分比键，而不是叹号)prioritas benturan vs kekerasan

Logika keputusan sederhana yang saya gunakan

Saya sering menggambar tabel kecil di papan tulis:

Kita tidak perlu memilih salah satu dan melupakan yang lain. Sebagai gantinya, kami memutuskan yang mana yang memimpin desain. Untuk jalur gerinda terak dengan bed yang stabil dan kontrol proses yang baik, saya merasa aman untuk mendorong kekerasan yang tinggi, bahkan dengan zona keramik. Untuk lini yang sering mengalami ketebalan bed yang tidak stabil atau benda asing, saya memberi tahu tim bahwa ketahanan benturan harus memimpin. Di Dafang-Casting, pendekatan teknik gaya wenetting kami selalu dimulai dari mode kegagalan, bukan dari angka kekerasan katalog.

Mengapa ketangguhan lebih penting ketika pabrik saya menangani klinker atau material berdampak tinggi?

Banyak orang mengira penggilingan klinker hanya membutuhkan kekerasan yang tinggi karena klinker sangat abrasif. Namun pada kenyataannya, klinker juga dapat berperilaku seperti palu yang keras ketika gumpalan besar memasuki pabrik.

Ketangguhan sangat penting dalam penggilingan klinker karena bongkahan dan cincin klinker yang besar menghasilkan benturan lokal yang kuat dan beban lentur. Tanpa ketangguhan yang cukup, rol dengan kekerasan tinggi dapat pecah di bagian tepi dan terlepas di bawah beban kejut ini.

% (一定要是百分比键，而不是叹号)ketangguhan benturan klinker

Apa yang sebenarnya terjadi dalam VRM klinker

Pada VRM klinker, saya melihat dua pola:

Kekerasan yang tinggi membantu mengurangi keausan geser normal pada permukaan. Tetapi ketika bola klinker besar lewat di bawah roller, energi tumbukan masuk ke area kontak yang kecil. Jika material tidak dapat berubah bentuk sedikit dan pulih, akan terbentuk retakan mikro dan kemudian menjadi serpihan yang terlihat. Pelapis dan cincin di atas meja juga dapat mengangkat roller dan menciptakan tekanan lentur pada selongsong. Ketangguhan memungkinkan material untuk menangani peristiwa ini tanpa patah tiba-tiba. Itulah mengapa saya lebih memilih keseimbangan kekerasan-ketangguhan untuk klinker, bukan strategi "kekerasan saja". Komposit logam-keramik membantu di sini karena matriks baja masih memberikan keuletan di sekitar zona yang sangat keras.

Bagaimana cara memverifikasi kinerja ketangguhan kekerasan yang sesungguhnya dari lengan rol yang saya beli?

Banyak pembeli yang hanya menerima lembar uji kekerasan dan analisis kimia dasar. Ini tidak cukup untuk menilai kinerja yang sebenarnya. Saya selalu mendorong pabrik untuk meminta data yang lebih nyata.

Untuk memverifikasi performa ketangguhan kekerasan, saya meminta laporan pengujian lengkap: kekerasan di seluruh bagian, nilai ketangguhan impak, foto struktur mikro, laporan NDT, dan jika memungkinkan, analisis komponen yang aus setelah servis.

% (一定要是百分比键，而不是叹号)verifikasi kualitas ketangguhan kekerasan

Apa yang saya minta dari pemasok (dan berikan kepada klien saya)

Berikut ini adalah daftar periksa yang saya gunakan:

Kekerasan seharusnya tidak hanya menjadi satu titik di permukaan. Profil dari permukaan ke inti memberi tahu kita apakah selongsong akan stabil di bawah beban. Nilai impak Charpy pada suhu kamar dan suhu tinggi memberikan gambaran tentang bagaimana material berperilaku dalam kondisi pengoperasian yang sebenarnya. Gambar struktur mikro menunjukkan apakah karbida halus dan terdistribusi dengan baik atau ada jaringan yang rapuh. Uji non-destruktif seperti ultrasonik, sinar-X, dan pemeriksaan partikel magnetik menemukan penyusutan dan retakan sebelum pengiriman. Setelah beberapa waktu servis, saya suka memotong roller yang aus untuk dianalisis. Hal ini menutup lingkaran antara uji lab dan perilaku keausan yang sebenarnya dan membantu kami menyesuaikan pesanan di masa mendatang.

Bagaimana cara memilih material komposit yang tepat untuk material gilingan dan pakan yang spesifik?

Dengan begitu banyak pilihan komposit di pasaran, banyak pabrik yang merasa bingung. Mereka mendengar kata-kata seperti "bimetal", "logam-keramik", "bertabur", dan "dibalut", tetapi mereka tidak tahu yang mana yang cocok dengan pabrik mereka.

Saya memilih material komposit dengan melihat jenis penggilingan, kekerasan material, ukuran partikel, tingkat benturan, dan riwayat kegagalan di masa lalu. Kemudian saya mencocokkannya dengan struktur komposit yang berbeda dan rentang kekerasan-ketangguhan.

% (一定要是百分比键，而不是叹号)pilih bahan vrm komposit

Bagaimana saya menyesuaikan jenis komposit dengan kondisi pabrik

Saya sering menggunakan tabel pilihan sederhana sebagai filter pertama:

Di Dafang-Casting, kami mendesain bentuk, jarak, dan kedalaman keramik berdasarkan ukuran umpan dan distribusi tekanan. Untuk umpan yang lembut tetapi besar, kami menghindari terlalu banyak keramik yang terbuka untuk mengurangi chipping. Untuk material yang sangat abrasif tetapi halus, kami mengekspos lebih banyak keramik untuk memaksimalkan masa pakai. Komposisi matriks logam dan kekerasan juga dapat disetel untuk setiap kasus. Saya selalu mengaitkan pilihan akhir dengan apa yang dilihat pengguna sebelumnya: keausan yang cepat, tepi yang terkelupas, atau spalling yang besar. Pilihan komposit yang tepat adalah yang menghilangkan mode kegagalan yang dominan, bukan yang memiliki nomor katalog paling agresif.

Kesimpulan

Dalam pekerjaan saya dengan pabrik vertikal, saya telah belajar bahwa angka kekerasan saja tidak pernah menceritakan keseluruhan cerita. Kehidupan nyata di pabrik selalu memadukan abrasi dan benturan, jadi kita harus mendesain kekerasan dan ketangguhan secara bersamaan. Jika Anda ingin membantu memilih rol komposit logam-keramik atau suku cadang aus lainnya dengan keseimbangan yang tepat, tim Dafang-Casting kami dan dukungan teknik gaya wenetting kami dapat bekerja sama dengan tim pabrik Anda untuk memperpanjang usia pakai, mengurangi waktu henti, dan menjaga agar VRM, pabrik mentah, dan pabrik batu bara Anda tetap berjalan dengan aman dan lancar.