鋼鐵生產(chǎn)中的碳化鎢噴涂!
連鑄工藝輥張力輥,爐輥,
成千上萬的軋輥用于鋼鐵的生產(chǎn)和加工。 軋輥的耐磨性和耐腐蝕性主要由軋輥的表面決定,軋輥的表面質(zhì)量對鋼的表面光潔度和質(zhì)量有重要影響。 因此,使用了很多油漆來保護(hù)輥子的表面
在不同的應(yīng)用環(huán)境中需要不同的涂料解決方案。以下主要介紹為滿足張力輥表面粗糙度的要求并適應(yīng)爐輥的高溫磨損和腐蝕挑戰(zhàn)而開發(fā)的技術(shù)服務(wù)。
1張緊輪
張緊輥用于控制鋼帶的張力,主要用于連續(xù)酸洗線,退火線和鍍鋅線。為了控制帶材的張力,軋輥的表面必須具有足夠的粗糙度以防止軋輥與鋼板之間打滑,并且軋輥的粗糙度也不能使軋輥的表面具有明顯的表面紋理。另外,輥的表面必須是耐磨的,以便在較長的使用壽命內(nèi)保持這種合適的表面粗糙度。
過去,經(jīng)常使用鍍鉻工藝。由于超音速噴涂碳化鎢噴涂層的優(yōu)異耐磨性,硬鉻鍍層已被碳化鎢涂層所取代。鍍鉻過程中涂層的平均粗糙度為Ra =6μm。這種粗糙度可以確保在帶鋼和輥之間保持足夠的摩擦,并且同時不影響帶鋼的表面質(zhì)量。超音速火焰噴涂后的表面粗糙度通常大于鍍鉻層的粗糙度,并且需要進(jìn)一步的研磨和加工技術(shù)以確保噴涂涂層的粗糙度,以避免在使用過程中造成各種損壞。
涂有碳化鎢和鈷涂層的張緊輥的使用壽命大大超過了傳統(tǒng)的鍍鉻輥。在連續(xù)退火生產(chǎn)線上進(jìn)行的工業(yè)測試表明,鍍鉻輥的Ra在8個月后從6μm降低到2μm,而爆炸噴涂的碳化鎢-鈷涂層的粗糙度在36個月后才從6μm降低到3μm。使用數(shù)月。與鍍鉻輥相比,導(dǎo)輥噴涂了碳化鎢-鈷涂層,并具有相似的測試結(jié)果。
2爐輥
軋制大多數(shù)冷軋鋼需要在連續(xù)退火線上進(jìn)行熱處理,以提高鋼板的延展性。鋼板沿水平或垂直方向穿過熱處理爐的各個部分,如圖4所示。在水平連續(xù)退火生產(chǎn)線中,支撐鋼板的輥子的直徑通常為100-150 mm;在垂直連續(xù)退火生產(chǎn)線中,為了避免鋼板的高表面應(yīng)力,輥直徑為900-1600mm。該爐由快速加熱區(qū),保溫區(qū),冷卻區(qū)和老化區(qū)組成。加熱氣氛使N2-5%H2還原,溫度由鋼的成分和板的厚度決定。大多數(shù)冷軋鋼的退火溫度為730?830℃。特殊熱處理可達(dá)到1200℃。
軋輥必須能夠承受高溫還原條件下的腐蝕,并且能夠承受多次熱循環(huán)而不會發(fā)生故障。該表面是耐磨的,可以保持所需的**小表面粗糙度,以避免鋼板在輥子表面上滑動或擠壓。由于生產(chǎn)效率的提高和帶材運行速度的提高,帶材運動的控制變得越來越重要。**后,輥子必須能夠抵抗由于外來顆粒/氧化物的粘附和積累而形成的表面結(jié)塊。當(dāng)輥的表面光滑時,輥的表面上的平均負(fù)載相對較低。然而,由于形成了附著物,輥表面上的局部負(fù)荷增加,從而在熱軟化的鋼帶的表面上引起凹陷和刮擦。這些缺陷將隨之而來。在流平過程中很難消除。輥表面上的凹槽和磨損痕跡等缺陷會促進(jìn)附著物的形成,并影響鋼板的表面質(zhì)量。
2.1在爐輥上形成堆積物。
輥表面上的粘合劑由兩種機理形成,一種是輥與鋼板之間的滑動機理,另一種是鋼板與輥表面上的氧化物之間的反應(yīng)機理。
由于鋼帶和輥的表面速度不匹配,將發(fā)生滑動累積現(xiàn)象。這種機制在水平和垂直連續(xù)退火線中都存在,并且在水平退火線中更常見。鋼板上的碎屑會留在或粘附在輥子表面上,從而導(dǎo)致堆積。一旦形成堆積物,由于鋼板和輥子之間的速度不匹配,粘附的堆積物的大小將在高負(fù)載線處迅速增加。
生產(chǎn)中的許多反應(yīng)過程將導(dǎo)致在輥表面上形成堆積。鋼板表面上的氧化鐵在爐內(nèi)氣氛中被還原,并且這些化合物與鐵粉一起在輥表面上造成結(jié)垢。清潔過程中殘留的氫氧化鈉將與板上的氧化物反應(yīng),形成附著在滾筒表面的低熔點氧化物。
堆積和粘附的**嚴(yán)重問題是高強度鋼的加工。高強度鋼包含錳和硅。這些元素將在退火過程中被選擇性氧化。這些氧化物從薄板轉(zhuǎn)移到輥子表面,并與輥子表面的Al2O3或Cr2O3反應(yīng),形成高度脆性的尖晶石,從而增強了輥子的強度。表面粘附的發(fā)生導(dǎo)致輥的表面狀況的惡化,并且導(dǎo)致鋼板的質(zhì)量降低。
2.2錳含量低的鋼的爐輥涂
低錳鋼輥通常涂有碳化鉻金屬陶瓷。高溫或長期使用后,這些涂層會因熱循環(huán)而脫落。由內(nèi)部氧化相變化引起的涂層體積膨脹而引起的內(nèi)部壓應(yīng)力,在冷卻過程中涂層翹曲和剝離。混合的Cr3C2 / NiCr粉末會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。使用團(tuán)聚的涂層Cr3C2-NiCr粉末會改變涂層的微觀結(jié)構(gòu),并改善涂層在高溫下的反應(yīng)。使用附聚的粉末作為原料,將改善通過等離子噴涂制備的碳化鉻涂層的抗顆粒積聚。爐輥材料的積累基本上發(fā)生在鎳鉻合金上。精細(xì)結(jié)構(gòu)的鎳鉻合金和涂層粉末涂層有助于提高其耐腐蝕性。
在1100℃的工作環(huán)境中,通常使用氧化物陶瓷或硼化物金屬陶瓷。典型的材料包括MCrAlY + Al2O3,NiCrAlY + 50%ZrB / CrB / TiB,CoCrAlY + CrB2 / Y2O3。高溫合金被氧化形成薄的氧化層,從而提高了涂層的抗累積性。金屬陶瓷涂層和爐輥材料在預(yù)氧化或使用期間形成擴(kuò)散結(jié)合,這顯著提高了涂層的結(jié)合強度并使熱循環(huán)過程中的剝離**小化。
在較高溫度下,例如在對不銹鋼鋼板進(jìn)行退火處理時,有必要在合金底部使用氧化物陶瓷層。典型的涂層包括Cr2O3-Al2O3,ZrO2SiO2,TiO2-Al2O3,Cr2O3,SiO2 + ZrO2 +穩(wěn)定氧化物和ZrO2 +(Y2O3或CeO2)。涂層和底輥材料之間的熱膨脹不匹配要求廣泛使用MCrAlY粘結(jié)涂層,以引起開裂和剝離。由于輥的高表面負(fù)荷,蠕變發(fā)生在低于理論值的溫度下。
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