হাই-স্পিড স্টিল (এইচএসএস) রোলগুলি প্রচলিত ঢালাই লোহা এবং উচ্চ-নিকেল-ক্রোমিয়াম রোলগুলিকে ছাড়িয়ে যায় কারণ একটি মৌলিক সুবিধা রয়েছে: একটি সাবধানে ইঞ্জিনিয়ারড কার্বাইড সিস্টেম৷ মিশ্র উপাদানগুলি-কার্বন, ভ্যানাডিয়াম, টাংস্টেন, মলিবডেনাম, ক্রোমিয়াম এবং মাঝে মাঝে নিওবিয়াম-শুধু কঠোরতা বাড়ায় না। তারা নির্ধারণ করে যে কোন কার্বাইড পর্যায়ক্রমে বর্ধিত হয়, কীভাবে সেই কার্বাইডগুলি বিতরণ করা হয় এবং শেষ পর্যন্ত কতক্ষণ রোল মিলের উপর টিকে থাকে। সঠিক রসায়ন পাওয়া একটি রোলের মধ্যে পার্থক্য যা প্রদান করে প্রতি খাঁজে 3-5× স্টিলের থ্রুপুট এবং একটি যে অকালে আউট পরেন.
আমাদের উচ্চ গতির ইস্পাত রোলস (এইচএসএস) কার্বাইড ভলিউম ভগ্নাংশ সর্বাধিক করার জন্য সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রিত খাদ কম্পোজিশনের সাথে প্রকৌশলী করা হয় এবং রোলিং সময়সূচীর চাহিদার জন্য প্রয়োজনীয় কঠোরতা সংরক্ষণ করে।
এইচএসএস রোল মাইক্রোস্ট্রাকচারে, চারটি কার্বাইড পর্যায় ভারী উত্তোলন করে। তাদের কঠোরতা মান, ভিকার স্কেলে পরিমাপ করা হয়, পরিধান প্রতিরোধের জন্য একটি পরিষ্কার ক্রমানুসারে সেট করে:
| কার্বাইড টাইপ | প্রাথমিক গঠন উপাদান | কঠোরতা (HV) | মূল ভূমিকা |
|---|---|---|---|
| এমসি | V, Nb (VC, NbC) | ~3000 | প্রাথমিক পরিধান প্রতিরোধের |
| M7C3 | Cr | ~2500 | ইউটেকটিক কার্বাইড, কঠোরতা পরিধান করুন |
| M2C | মো, ডব্লিউ | ~2000 | ইউটেকটিক কার্বাইড, ফাটল প্রতিরোধের |
| M6C | মো, ডব্লিউ, Fe | ~1500-1800 | ম্যাট্রিক্স শক্তিশালীকরণ |
MC কার্বাইড - প্রধানত VC - হল সবচেয়ে কঠিন পর্যায় এবং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পরিধান প্রতিরোধে সবচেয়ে কার্যকর। M7C3 এবং M2C ইউটেটিক কার্বাইড, যখন ভালভাবে ছড়িয়ে পড়ে এবং অ-পরস্পর সংযুক্ত থাকে, উভয়ই ফাটল বিস্তারকে প্রতিরোধ করে। একটি ভাল ডিজাইন করা HSS গ্রেডে মোট কার্বাইড ভলিউম ভগ্নাংশ সাধারণত চারপাশে পৌঁছায় 15% , প্রচলিত রোল উপকরণ অনেক নিম্ন স্তরের তুলনায়.
কার্বন হল কার্বাইড গঠনের ভিত্তি। উচ্চতর কার্বন সামগ্রী সরাসরি কার্বাইড ভলিউম ভগ্নাংশ এবং কঠোরতা বাড়ায়। এইচএসএস রোলে ব্যবহৃত স্তরে (1.50-2.20%), কার্বন MC, M2C, এবং M7C3 পর্যায়গুলির সহ-বর্ষণকে সক্ষম করে। এই সীমার নীচে, কার্বাইডের ঘনত্ব অপর্যাপ্ত; এর উপরে, ভঙ্গুরতা তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়। ম্যাট্রিক্স কম্পোজিশন এবং তাপ চিকিত্সার প্রতিক্রিয়াও কার্বন-নির্ভর, সর্বোত্তম কঠোরতা সাধারণত প্রায় 1.0% দ্রবীভূত কার্বন নিভানোর আগে অস্টেনাইটে অর্জন করা হয়।
ভ্যানডিয়াম পরিধান প্রতিরোধের জন্য একক সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। এটি প্রায় HV 3000-এর কঠোরতা সহ MC-টাইপ কার্বাইড (প্রাথমিকভাবে VC) গঠন করে - HSS-এর অন্য যেকোন কার্বাইড পর্বের চেয়ে কঠিন। এই সূক্ষ্ম, প্রাক-ইউটেকটিক MC কণাগুলি সমানভাবে বিতরণ করা হয় এবং অবিচ্ছিন্ন নেটওয়ার্ক গঠন করে না, যা কঠোরতা গ্রহণযোগ্য রাখে। গবেষণা নিশ্চিত করে যে প্রধানত MC কার্বাইড ধারণকারী নমুনাগুলি মিশ্র MC M2C কাঠামোর তুলনায় তুলনামূলক বা ভাল ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পরিধান প্রতিরোধের প্রদর্শন করে, যা ভ্যানাডিয়াম অপ্টিমাইজেশানকে রোল অ্যালয় ডিজাইনের কেন্দ্রীয় করে তোলে। রোল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রস্তাবিত ভ্যানডিয়াম সামগ্রী 5-6%।
মলিবডেনাম একটি দ্বৈত ফাংশন পরিবেশন করে। প্রথমত, এটি M2C এবং M6C কার্বাইড গঠনের প্রচার করে, মোট কার্বাইড ভলিউম ভগ্নাংশে যোগ করে। দ্বিতীয়, এবং সমালোচনামূলকভাবে, কার্বাইড কণার মধ্যে মলিবডেনাম সমৃদ্ধকরণ পরিষেবা লোডিং-এর অধীনে তাদের ক্র্যাকিং সংবেদনশীলতা হ্রাস করে - একটি প্রক্রিয়া যা সরাসরি রোল প্রচারের জীবনকে প্রসারিত করে। মলিবডেনাম 4-8% পরিসরে ধারণ করা হলে এই শক্তকরণের প্রভাব শীর্ষে ওঠে। সেই জানালার ওপারে, মোটা কার্বাইড আকার ধারণ করতে পারে। রোল অ্যালয়গুলির জন্য প্রস্তাবিত সামগ্রী 3-4%।
টংস্টেন লাল কঠোরতা-উন্নত ঘূর্ণায়মান তাপমাত্রায় কঠোরতা ধরে রাখতে অবদান রাখে-এবং মলিবডেনামের পাশাপাশি M2C এবং M6C কার্বাইড গঠনে অংশগ্রহণ করে। টংস্টেন এবং মলিবডেনাম আংশিকভাবে বিনিময়যোগ্য: মলিবডেনাম প্রায় অর্ধেক ওজন শতাংশে টংস্টেনের বিকল্প হতে পারে। আধুনিক এইচএসএস রোল কম্পোজিশনে, মলিবডেনাম প্রায়শই প্রাধান্য পায় তার অধিকতর অনুকূল কার্বাইড আকারবিদ্যা নিয়ন্ত্রণের কারণে, যার পরিপূরক সংযোজন হিসেবে টংস্টেন ব্যবহার করা হয়।
ক্রোমিয়াম কঠোরতা, অক্সিডেশন প্রতিরোধের এবং টেম্পারিং প্রতিক্রিয়া উন্নত করে। এটি M7C3 কার্বাইড (HV ~2500) এর প্রধান প্রাক্তন, যা প্রতিরোধের পরিধানে অর্থপূর্ণ অবদান রাখে এবং যখন ভালভাবে ছড়িয়ে দেওয়া হয়, ফাটল বিস্তারকে বাধা দেয়। ক্রোমিয়াম তাপ চিকিত্সার সময় অস্টেনাইটকে স্থিতিশীল করে। রোলগুলির জন্য সর্বোত্তম বিষয়বস্তু হল 5-7%, বড়, আন্তঃসংযুক্ত ক্রোমিয়াম কার্বাইড নেটওয়ার্কগুলির ঝুঁকির বিরুদ্ধে কার্বাইড গঠনের ভারসাম্য বজায় রাখে যা কঠোরতা হ্রাস করবে। প্রস্তাবিত বিষয়বস্তু 5-7%।
নিওবিয়াম, যোগ করা হলে, NbC গঠন করে — VC-এর মতো একটি MC-টাইপ কার্বাইড কিন্তু সামান্য উচ্চতর গলনাঙ্কের স্থায়িত্ব সহ। এটি সামগ্রিক কার্বাইড বিতরণকে পরিমার্জিত করে এবং আংশিকভাবে ভ্যানডিয়ামকে প্রতিস্থাপন করতে পারে। এইচএসএস রোলগুলিতে এর ব্যবহার বড় আকারের পরিবর্তে লক্ষ্য করা হয়েছে, তবে এটি কার্বাইড বিচ্ছুরণ অভিন্নতার পরিমাপযোগ্য উন্নতি প্রদান করে।
কার্বাইড ভলিউম ভগ্নাংশ (CVF) কেবল "আরও ভাল" নয়। একটি অত্যধিক উচ্চ সিভিএফ-বিশেষ করে যদি মোটা, আন্তঃসংযুক্ত ইউটেটিক কার্বাইডের মাধ্যমে অর্জন করা হয়-তাপীয় সাইকেল চালানোর অধীনে কঠোরতা হ্রাস করে এবং স্প্যালিংকে ত্বরান্বিত করে। লক্ষ্য হল প্রায় একটি নিয়ন্ত্রিত CVF স্ট্যান্ডার্ড HSS গ্রেডে 15% , সূক্ষ্ম, বিযুক্ত MC কণা এবং ভালভাবে বিচ্ছুরিত, অ-পরস্পর সংযুক্ত M2C এবং M7C3 ইউটেটিক কার্বাইড দ্বারা গঠিত।
পর্যাপ্ত দৃঢ়তা সহ সর্বাধিক পরিধান প্রতিরোধের জন্য মূল মাইক্রোস্ট্রাকচারাল লক্ষ্যগুলি হল:
শুধুমাত্র কার্বন এবং ক্রোমিয়াম কন্টেন্ট বৃদ্ধি CVF বাড়ায় কিন্তু পরিধানের ক্ষতিকে রৈখিকভাবে উন্নত করে না—পরিষেবার চাপে মোটা কার্বাইড ক্র্যাক হয়। মলিবডেনামের নিয়ন্ত্রিত সংযোজন কার্বাইডের ভলিউমকে কার্বাইড ফ্র্যাকচার রোধ করে প্রকৃত পরিধান কর্মক্ষমতাতে অনুবাদ করে।
বিভিন্ন ঘূর্ণায়মান অবস্থানের জন্য বিভিন্ন খাদ ব্যালেন্স প্রয়োজন। ফিনিশিং স্ট্যান্ডের চাহিদা সর্বোচ্চ কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধের; রুক্ষ স্ট্যান্ড বৃহত্তর কঠোরতা প্রয়োজন. নিচের টেবিলে স্ট্যান্ডার্ড এইচএসএস এবং সেমি-হাই স্পিড স্টিল (এস-এইচএসএস) রোলের জন্য ব্যবহৃত কম্পোজিশন উইন্ডোগুলির সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেওয়া হয়েছে:
| গ্রেড | গ % | কোটি % | মো % | V % | W% | কঠোরতা (এইচএসডি) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HSS | 1.50-2.20 | 3.00-8.00 | 2.00-8.00 | 2.00-9.00 | 0–8.00 | 75-95 |
| S-HSS | 0.60-1.20 | 3.00-9.00 | 2.00-5.00 | 0.40-3.00 | 0-3.00 | 75-98 |
HSS গ্রেডগুলি উচ্চতর ভ্যানাডিয়াম এবং কার্বন বহন করে যাতে অ্যাপ্লিকেশনগুলি শেষ করার জন্য MC কার্বাইডের ঘনত্ব সর্বাধিক হয়। S-HSS গ্রেডগুলি হট স্ট্রিপ মিলগুলিতে কাজের রোল অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য তাপীয় ক্লান্তি প্রতিরোধের অগ্রাধিকার দিতে এই উপাদানগুলিকে পরিমিত করে। উভয় আমাদের উপলব্ধ কাস্ট স্টিল রোল পরিসীমা, নির্দিষ্ট ঘূর্ণায়মান সময়সূচী এবং স্ট্যান্ড অবস্থানে প্রকৌশলী।
যখন খাদ রচনা এবং কার্বাইড ভলিউম ভগ্নাংশ সঠিকভাবে অপ্টিমাইজ করা হয়, তখন অপারেশনাল ফলাফল পরিমাপযোগ্য। HSS রোলস অর্জন প্রতি খাঁজে 3-5× উচ্চতর ইস্পাত থ্রুপুট ঢালাই আয়রন রোল, এবং মোট সেবা জীবন অন্তত 4× দীর্ঘ তুলনায়. পাস প্রোফাইলগুলি বর্ধিত প্রচারাভিযানের জন্য স্থিতিশীল থাকে কারণ উচ্চ-কঠোরতা MC কার্বাইড পৃষ্ঠ খাঁজ পরিধানকে প্রতিরোধ করে, ঘন ঘন রিগ্রাইন্ডিং ছাড়াই পণ্যের মাত্রিক নির্ভুলতা বজায় রাখে। তাপীয় ক্লান্তি প্রতিরোধের সংরক্ষিত হয় কারণ অ-আন্তঃসংযুক্ত কার্বাইড স্থাপত্য ঘূর্ণায়মান যোগাযোগ অঞ্চলের চক্রাকার উত্তাপ এবং নিভে যাওয়ার অধীনে ক্র্যাক শুরু এবং বংশবিস্তারকে সীমাবদ্ধ করে।
এই পারফরম্যান্স লাভগুলি সরাসরি কম রোল পরিবর্তন, হ্রাস ডাউনটাইম, এবং কম প্রতি-টন রোলিং খরচে অনুবাদ করে—যার কারণেই সঠিকভাবে নির্দিষ্ট করা HSS রোলগুলি বিশ্বব্যাপী বার, তারের রড এবং সেকশন স্টিল ফিনিশিং স্ট্যান্ডের জন্য পছন্দের উপাদান হিসেবে রয়ে গেছে।