首鋼金属3Dプリント技術が仕上げミルアーチの窓面修復に成功

出典：中国鉄鋼ニュース

最近、首鋼技術研究所の金属3Dプリント研究開発チームと北京首鋼機電有限公司のエンジニアリング製造チームが共同で問題に取り組み、金属3Dプリント再生技術を株式会社と京唐公司の熱間圧延生産ラインの圧延機アーチの窓表面修復作業に適用することに成功しました。これにより、設備の耐用年数が数倍に延び、グループ内で実験室研究開発から産業応用までの技術において新たなブレークスルーを達成しました。

インダストリー4.0の最も期待されている技術の一つである金属3Dプリント技術は、複雑な部品を直接印刷して製造できるだけでなく、部品を修理・改造して、廃棄部品に「新しい命」を与えることもできる。これは、製造業の革新とアップグレード、グリーンで持続可能な発展にとって大きな意義がある。「中国製造2025」では、3Dプリント技術を重点開発分野に挙げている。現在、金属3Dプリント技術は、航空宇宙、軍事産業、医療などのハイエンド製造分野で成功裏に応用されており、品質、効率、コストの面で独自の利点を示しています。しかし、鉄鋼分野での応用はまだまれです。鉄鋼業界のコストと効率に対する厳しい要件と過酷な使用環境は、金属3Dプリント技術が直面している主な課題です。
画像出典：インターネット鉄鋼業界の重要な設備の再製造に対する潜在的な需要に応えて、首鋼技術研究所の研究チームは、粉末の粒度分布、粒子の形状、材料特性、再製造プロセスにおけるエネルギー入力、組織相変化、応力分布、再製造プロセスにおける前処理と後処理技術など、金属3Dプリント再製造技術における重要な問題について体系的な研究を実施しました。研究室での研究開発は順調に進んでいますが、実際の応用における有効性はまだ実際にテストされていません。

当時、首鋼京堂公司は2250mm仕上げ圧延機のF3アーチを修理する必要があると提案し、技術研究所と機電公司で構成されたプロジェクトチームはすぐに研究と準備作業を開始しました。

圧延機のアーチを修理する従来の方法は、一般的に 2 つあります。1 つは機械加工で、これは一時的な対策にすぎません。修理後、しばらくすると、アーチ表面が腐食して摩耗し、破損します。また、機械加工と除去を何度も繰り返すと、アーチの強度と剛性に悪影響を及ぼします。もう 1 つはアークサーフェシングですが、剛性構造に大面積のアークサーフェシングを行うと、溶接残留応力によってアーチ構造が変形したり、割れが発生しやすくなったりする可能性があり、リスクが大きくなるため、ほとんど使用されません。現時点では、金属3Dプリントの利点が十分に実証されています。この新しい技術を使用すると、従来の修理方法の欠陥を完全に回避でき、修理プロセス全体で機器の外形寸法の正確な制御を実現できます。さらに驚くべきことは、使用されている特殊な粉末材料により、アーチの耐腐食性と耐摩耗性が大幅に向上することです。年間の腐食と摩耗量は0.1mm以内で、アーチのオンラインサイクルは8〜10年と長く、耐用年数は大幅に2倍になります。

金属 3D プリント再製造技術はアーチの修復において明らかな利点がありますが、その成功には多くの困難が伴います。この技術が生産ラインの主要設備とオンラインで組み合わされるのは今回が初めてです。また、基地の現場での生産作業が重いため、修理時間はわずか96時間です。この96時間の間に、現場でのエンジニアリング表面処理、現場でのレーザー再製造、現場での仕上げ、現場での検査とレビューなど、一連の手順を完了する必要があります。成功を確実にするために、プロジェクトチームは6か月間、最大限の準備作業を行いました。性能評価に基づく材料の選択、顕微鏡分析に基づく粉末サプライヤーの選択、アーチ材料に基づく再製造プロセスウィンドウの定義、オフラインスケールモデル修復ドリルの繰り返し、潜在的な問題の予測とソリューションの開発...繰り返しの検討と綿密な準備作業により、仕上げミルのF3アーチウィンドウ表面のオンライン修復が成功し、最終検収は予定より16時間早く完了しました。修復の結果は、現場のスタッフを大いに賞賛しました。

プロジェクトチームは経験を総括し、連携して協力し、継続的に補修効率を向上させ、補修コストを削減しました。その後、株式会社の2160mm圧延機、京唐社の1580mm圧延機など、複数の圧延機のアーチ窓表面の補修作業に成功しました。この技術の応用は、グループにコスト削減、効率向上、品質向上とアップグレードのための強力な革新的サポートを提供しました。

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