Valsar av legerat stål för ugnar är värmebeständiga cylindriska komponenter installerade inuti kontinuerliga ugnar, glödgningslinjer, galvaniseringslinjer och värmebehandlingssystem för att transportera, stödja och styra stålband, plåt eller ämnen genom högtemperaturbearbetningszoner vid temperaturer från 700 grader Celsius till över 1 200 grader Celsius, där standardstål snabbt skulle oxidera och oxidera kolstål, där standardstål skulle krypa och snabbt misslyckas. Det korrekta valet av legeringssammansättning, tillverkningsmetod och ytbehandling avgör valsens livslängd, produktens ytkvalitet och ugnens drifttid - vilket alla direkt påverkar ekonomin för stål- och aluminiumbearbetningslinjer. Den här guiden förklarar hur ugnsvalsar av legerat stål fungerar, vilka legeringskvaliteter som används vid olika temperaturintervall, hur gjutnings- och tillverkningsmetoder jämförs och vilka fellägen man kan förutse och förhindra.
Varför standardstål inte kan användas för ugnsrullar
Standard kolstål förlorar strukturell integritet över cirka 450 grader Celsius och börjar snabb ytoxidation över 550 grader Celsius, vilket gör det helt olämpligt för ugnsvalsdrift där temperaturer rutinmässigt överstiger 900 till 1 100 grader Celsius i kontinuerliga glödgnings- och galvaniseringslinjer.
De utmaningar som ugnsvalsar måste övervinna skiljer sig fundamentalt från dem som alla andra roterande mekaniska komponenter i en stålfabrik står inför:
- Hög temperatur krypning: Vid förhöjda temperaturer deformeras metaller plastiskt under ihållande belastning även vid spänningar långt under deras rumstemperatursträckgräns. En rulle som arbetar vid 1 100 grader Celsius under vikten av stålband kommer att sjunka och förlora sin cylindriska geometri inom några veckor om legeringen inte är speciellt utformad för krypmotstånd. Legeringstillsatser av krom, nickel och volfram höjer temperaturen vid vilken krypningen blir betydande.
- Oxidation och fjällning: I luftatmosfärer över 600 grader Celsius bildar järn snabbt växande oxidfjäll som flagar av och förorenar bandytan. Kromtillsatser över 18 % bildar ett stabilt, vidhäftande kromoxidskikt (Cr2O3) som skyddar den underliggande metallen från ytterligare oxidation - detta är den grundläggande mekanismen bakom alla värmebeständiga legerade stål som används i ugnsvalsar.
- Termisk trötthet: Ugnsrullar upplever upprepade termiska cykler under produktionsstarter, stopp och bandavbrott. De termiska expansions- och kontraktionsspänningarna som genereras av temperaturfluktuationer på 200 till 400 grader Celsius kan initiera ytsprickor inom månader på dåligt utformade valsar. Legeringar med lägre värmeutvidgningskoefficienter och högre termisk utmattningsbeständighet är väsentliga i valsar som utsätts för frekvent cykling.
- Förkolning och nitrering: I vissa ugnsatmosfärer (väte, kväve-väteblandningar eller kolväterika skyddsgaser) kan kol och kväve från atmosfären diffundera in i valsens yta, förspröda det ytnära skiktet och initiera spjälkning. Legeringar med högt krom- och kiselinnehåll motstår uppkolning genom att bibehålla den skyddande oxidbarriären.
- Mekaniskt slitage och uppbyggnad: Direkt kontakt mellan valsytan och rörligt stålband genererar slitage och orsakar oxid- eller zinkuppbyggnad på valsytan som skapar ytdefekter på det bearbetade bandet. Rullytans hårdhet, grovhet och kemisk affinitet för bandmaterialet påverkar alla känsligheten för uppbyggnad.
Vilka legeringskvaliteter används för ugnsrullar?
Ugnsvalsar av legerat stål spänner över en sammansättning från austenitiska rostfria stålkvaliteter innehållande 18 till 25 % krom för applikationer med måttliga temperaturer upp till 900 grader Celsius, genom värmebeständiga nickel-kromlegeringar för 900 till 1 100 grader Celsius, till komplexa flerelementsapplikationer som överallt kräver 1,0 grader. Celsius.
1. 310 rostfritt stål (25Cr-20Ni)
AISI 310 rostfritt stål, innehållande nominellt 25 % krom och 20 % nickel, är den mest använda legeringen för ugnsvalsar i intervallet 800 till 1 050 grader Celsius, och erbjuder en utmärkt kombination av oxidationsbeständighet, kryphållfasthet och kostnad i förhållande till mer höglegerade kvaliteter. Kromhalten på 25 % säkerställer en stabil, skyddande kromoxidbeläggning vid drifttemperatur, medan 20 % nickelhalten stabiliserar den austenitiska mikrostrukturen och ger motståndskraft mot termisk utmattning. De flesta kontinuerliga glödgningsugnar härdvalsar, ingångs- och utgångsvalsar och tränsvalsar i 850 till 1 000 grader Celsius-zonen är tillverkade av gjuten eller tillverkad 310-legering.
- Maximal kontinuerlig drifttemperatur: 1 050 grader Celsius i luften
- Densitet: 7,75 g/cm3
- Draghållfasthet vid 900 grader Celsius: Cirka 120 till 150 MPa
- Typiska tillämpningar: Kontinuerliga glödgningsugnar, normaliseringsugnar, lösningsglödgningslinjer
2. HK40 legering (25Cr-35Ni)
HK40, en centrifugalgjuten kvalitet som innehåller 25 % krom och 35 % nickel med kontrollerad koltillsats (0,35 till 0,45 %), är standardlegeringen för kraftiga härdvalsar i intervallet 1 000 till 1 150 grader Celsius, och erbjuder överlägsen kryphållfasthet över 310 graders nickelhalt och högre nickelhalt. förstärkningsmekanism. Den avsiktliga koltillsatsen i HK40 producerar krom- och nickelkarbider som fälls ut längs korngränserna och inom austenitmatrisen under värmebehandling, vilket skapar en mikrostrukturell förstärkning som avsevärt ökar krypmotståndet vid temperaturer där andra legeringar börjar sjunka under belastning. HK40 specificeras av ASTM A608 och är en av de mest grundligt karakteriserade värmebeständiga gjutlegeringarna i industriell användning.
- Maximal kontinuerlig drifttemperatur: 1 150 grader Celsius
- 100 000 timmars krypbrottstyrka vid 1 000 grader Celsius: Cirka 20 till 25 MPa
- Typiska tillämpningar: Gångbalksugnar, skjutugnar, återuppvärmningsugnar för ämne och platta
- Tillverkningsmetod: Centrifugalgjutning (rör och rullar), statisk gjutning (ändtappar och flänsar)
3. HP Modifierade legeringar (25Cr-35Ni med mikrolegering)
HP-modifierade legeringar representerar utvecklingen av HK40 med tillsatser av niob (0,5 till 1,5 %), volfram (1 till 3 %) eller titan (0,1 till 0,5 %) som förfinar karbidfördelningen och skapar ytterligare förstärkande utfällningar, vilket förlänger livslängden med 30 till 50 % jämfört med standard HK 40 grader Celsius, 50 grader Celsius. Niobtillsatser är särskilt effektiva eftersom de bildar fina NbC-karbider som är mer stabila vid höga temperaturer än de kromkarbider som förgrovs och tappar stärkande effekt i standard HK40 under långa bruksexponeringar. HP-Nb- och HP-W-kvaliteterna har till stor del ersatt standard HK40 i nya ugnsinstallationer där maximal drifttemperatur överstiger 1 050 grader Celsius.
- Maximal kontinuerlig drifttemperatur: 1 150 till 1 200 grader Celsius
- Livslängdsfördel jämfört med HK40: 30 till 50 % längre vid temperaturer över 1 050 grader Celsius
- Typiska tillämpningar: Zoner för direkta lågor i uppvärmningsugnar, blötläggningsgropar med hög temperatur
4. Nickelbaserade superlegeringar för extrem service
Vid den högsta temperaturen över 1 150 grader Celsius används nickelbaserade superlegeringar med krominnehåll på 20 till 30 % och ytterligare förstärkningselement inklusive aluminium, titan, kobolt och molybden för valsar i de svåraste ugnszonerna, dock till en kostnadspremie på tre till fem gånger högre än HK. Dessa legeringar bibehåller användbar hållfasthet vid temperaturer där järnbaserade legeringar väsentligen inte har något krypmotstånd. De specificeras vanligtvis endast för rullar i zoner med direkt flamma, strålningsrörsugnssektioner vid maximal effekt, eller i vakuumugnar och ugnar med kontrollerad atmosfär där det bearbetade materialet motiverar premiumkostnaden för rullmaterial med extrema temperaturer.
5. Lägre legeringar för applikationer under 700 grader Celsius
För ugnsingångs- och utgångssektioner, förvärmningszoner och kylsektioner som arbetar under 700 grader Celsius, ger billiga legeringar inklusive AISI 304, 316 och 321 rostfria stål, eller till och med legerade stålkvaliteter med 9 till 12 % krominnehåll, adekvat materialbeständighet vid oxidation och avsevärt reducerad materialkostnad. Dessa kvaliteter används ofta i tillverkade valskonstruktioner (design med svetsad skal och ändlock) snarare än centrifugalgjutgods, vilket gör dem väl lämpade för valsar med stor diameter där gjutningskostnaderna skulle vara oöverkomliga.
Jämförelse av legeringskvalitet för ugnsrullar
Att välja rätt legeringskvalitet kräver matchning av valsens driftstemperatur, atmosfär, mekaniska belastning och förväntade livslängd till legeringens certifierade prestandadata - att använda en underspecificerad legering är den främsta orsaken till för tidigt ugnsvalsfel.
| Legeringskvalitet | Cr-Ni innehåll | Max temperatur (grader C) | Krypmotstånd | Oxidationsbeständighet | Relativ kostnad | Typisk tillämpning |
| 304/316 SS | 18-20Cr / 8-12Ni | 700 | Låg | Måttlig | Låg | In-/utgångszoner, kylsektioner |
| 310 SS | 25Cr / 20Ni | 1 050 | Medium | Bra | Låg-Medium | Glödgningsugnar, galvaniseringslinjer |
| HK40 | 25Cr / 35Ni | 1 150 | Hög | Mycket bra | Medium | Värm upp ugnar, ugnar med gångstråle |
| HP-Nb Modifierad | 25Cr / 35Ni Nb | 1 200 | Mycket hög | Utmärkt | Medium-Hög | Hög-temp soaking zones, direct flame |
| Ni-bas superlegering | 20-30Cr / 50-70Ni | 1 250 | Exceptionellt | Utmärkt | Mycket hög | Zoner med extrema temperaturer, vakuumugnar |
Tabell 1: Ugnsvalskvaliteter av legerat stål jämfört med sammansättning, maximal drifttemperatur, mekaniska egenskaper och typisk applikation.
Hur tillverkas ugnsrullar av legerat stål?
Valsar av legerat stål för ugnar tillverkas av tre huvudsakliga tillverkningsvägar - centrifugalgjutning, statisk gjutning med bearbetning och tillverkning av bearbetade legeringskomponenter - var och en erbjuder olika avvägningar i dimensionell noggrannhet, mikrostrukturell kvalitet, kostnad och lämplighet för specifika valsstorlekar och konfigurationer.
Centrifugalgjutning
Centrifugalgjutning är den föredragna tillverkningsmetoden för majoriteten av ugnsvalsskal av legerat stål, vilket ger en tät, segregationsfri mikrostruktur med överlägsna mekaniska egenskaper jämfört med statiska gjutgods av samma legeringssammansättning. Vid centrifugalgjutning hälls smält legering i en roterande cylindrisk form som roterar med 300 till 1 500 rpm. Centrifugalkraft (vanligtvis 50 till 100 gånger tyngdkraften) trycker den tätare metallen till ytterväggen och tvingar lättare föroreningar, gasporositet och slagginneslutningar mot hålet, där de sedan avlägsnas genom bearbetning. Den resulterande gjutningen har:
- Tät yttre hud: De yttersta 15 till 25 mm av ett centrifugalgjutgods har i huvudsak noll porositet, vilket ger valscylindern överlägsen ytintegritet och oxidationsbeständighet
- Finkornstruktur: Snabb stelning mot kallspinningsformen ger en finare kornstruktur än statisk gjutning, vilket förbättrar kryp- och utmattningsmotståndet
- Konsekvent väggtjocklek: Dimensionell kontroll av plus eller minus 2 till 3 mm på väggtjocklek är möjlig, vilket minimerar bearbetningstillägg
- Storleksintervall: Centrifugalgjutning är mest ekonomiskt för rullskal 100 till 600 mm i ytterdiameter och 500 till 4 000 mm i längd
Statisk gjutning med precisionsbearbetning
Statisk gjutning i sand eller keramiska formar används för ändtappar, flänsar och komplexa valsändgeometrier som inte kan produceras genom centrifugalgjutning, och används även för kompletta valsenheter med små diametrar eller där centrifugalgjutningsverktyg inte är tillgängliga för den specifika legering som krävs. Statiska gjutgods kräver större bearbetningsutrymme (vanligtvis 8 till 15 mm per yta) för att ta bort den segregerade yttre huden och säkerställa att den bearbetade ytan exponerar sund, defektfri metall. Inre porositet styrs av riseringsdesign och kontrollerad stelning, men statiska gjutgods har generellt lägre krypbrottstyrka än centrifugalgjutna ekvivalenter på grund av grövre kornstruktur och större segregation.
Tillverkad rullkonstruktion
Tillverkade ugnsvalsar är sammansatta av smideslegeringsrör eller plåtsektioner svetsade till gjutna eller smidda ändtappar, vilket erbjuder fördelen av att använda högkvalitativ smideslegering för trumsektionen medan gjutna tappar ger den komplexa geometrin som behövs vid valsändarna. Tillverkade rullar är det mest ekonomiska alternativet för stora diametrar (över 600 mm) och används i stor utsträckning i galvaniserande ugnssektioner där rulldiametrar på 600 till 1 200 mm är vanliga. Svetsfogarna mellan cylindern och ändtapparna är ett kritiskt designelement - de måste tillverkas med matchande tillsatslegeringar, korrekt värmebehandlade för att lindra kvarvarande spänningar och oförstörande testade före installation för att förhindra sprickbildning i svetsningen.
Jämförelse av tillverkningsmetod
Valet av tillverkningsmetod påverkar avsevärt prestanda för ugnsvalsar av legerat stål, livslängd och kostnad - att förstå dessa avvägningar är avgörande för inköpsingenjörer som specificerar ersättnings- eller nybyggda ugnsvalsar.
| Faktor | Centrifugalgjutning | Statisk gjutning | Tillverkad (smidd) |
| Mikrostrukturkvalitet | Utmärkt (dense, fine grain) | Bra (coarser grain) | Utmärkt (wrought structure) |
| Krypstyrka | Hög | Medium | Hög |
| Porositetsrisk | Mycket låg (yttre zon) | Medium | Mycket låg |
| Bästa diameterintervall | 100-600 mm | Vilken storlek som helst | 300-1 200 mm |
| Komplex ändgeometri | Begränsad | Utmärkt | Bra (welded journals) |
| Relativ kostnad | Medium | Låg-Medium | Medium-Hög |
| Ledtid | 6-14 veckor | 8-16 veckor | 8-16 veckor |
Tabell 2: Tillverkningsmetoder för ugnsrullar av legerat stål jämfört med mikrostrukturkvalitet, styrka, storlekskapacitet och kostnad.
Hur ugnsrullens ytbehandlingar förlänger livslängden
Ytbehandlingar som appliceras på ugnsvalsar av legerat stål kan förlänga fatets livslängd med 50 till 200 % jämfört med gjutna eller maskinbearbetade ytor genom att förbättra slitstyrkan, minska zink- eller järnoxiduppbyggd vidhäftning och förbättra oxidationsbeständigheten under specifika ugnsatmosfärförhållanden.
Termisk spraybeläggning
Höghastighetssyrebränsle (HVOF) och plasmaspraybeläggningar av keramer inklusive aluminiumoxid (Al2O3), kromoxid (Cr2O3) och zirkoniumoxid (ZrO2) applicerade på ugnsvalsar av legerat stål förbättrar avsevärt slitstyrkan och minskar vidhäftningen av järnoxid och zinkoxid i ytskikt som orsakar ansamlingar av galvaniserande ytor i galvaniska linjer. HVOF-applicerade kromoxidbeläggningar, vanligtvis 0,2 till 0,4 mm tjocka, uppnår ythårdhetsvärden på 1 100 till 1 400 Vickers, jämfört med 150 till 250 Vickers för den underliggande legerade stålpipan. Denna hårdhetsskillnad minskar dramatiskt slitagehastigheten från slipande kontakt med stålbandet. Beläggningens porositet måste minimeras till under 1 % för att förhindra att beläggningen fungerar som en väg för oxiderande gaser att nå substratet av legerat stål.
Svetsöverlägg (hård yta)
Svetsbeläggning av höglegerade material inklusive stellit, nickel-krom-hårdlegeringar eller kobolt-kromkarbidavlagringar på valscylinderns yta ger ett metallurgiskt bundet slitlager som är mycket mer vidhäftande än termiska spraybeläggningar och kan appliceras på valsar som redan är i drift under schemalagda underhållsstopp. Svetsöverlägg med en tjocklek på 2 till 4 mm appliceras med plasmaöverförd bågsvetsning (PTA) eller nedsänkt bågsvetsning och slipas sedan till slutliga dimensioner. Den primära applikationen för svetsbeläggning på ugnsvalsar är i zinkbadrullar och korrigeringsvalsar i varmförzinkningslinjer, där zink-järn intermetalliska föreningar bildar aggressiva erosionsförhållanden vid 450 till 460 grader Celsius.
Diffusionsbeläggningar
Aluminisering och kromisering av ugnsvalsytor av legerat stål genom packcementering eller kemisk ångavsättning (CVD)-processer skapar ett diffusionsbundet ytskikt anrikat på aluminium eller krom som ger ökad oxidationsbeständighet jämfört med baslegeringen, särskilt under cykliska temperaturförhållanden där termisk expansionsfel överensstämmer med att termiska spraybeläggningar sprider sig. Aluminiserade beläggningar på 310 rostfria valsar har visat förbättringar av oxidationsbeständighet som motsvarar att gå till en högre legeringskvalitet till en bråkdel av kostnaden, särskilt i ugnszoner med snabb termisk cykling mellan 600 och 1 000 grader Celsius.
Vanliga fellägen för ugnsrullar av legerat stål och hur man förhindrar dem
Genom att förstå felmekanismerna hos ugnsvalsar av legerat stål kan underhållsingenjörer implementera riktade inspektionsprogram, driftsprocedurer och materialuppgraderingar som förlänger rullarnas livslängd och minskar oplanerade ugnsavbrott.
- Termisk sänkning (krypavböjning): Syns som en båge i rullpipan vid mätning vid underhåll. Orsakas av driftstemperatur över legeringens krypmotståndsgräns eller av långvarig exponering för lokal överhettning från brännarens kollision. Förebyggande: verifiera valslegeringskvaliteten mot den faktiska ugnens driftstemperatur (inte designtemperaturen), öka valsdiametern för att minska enhetsbelastningen eller uppgradera till en legering med högre kryphållfasthet.
- Ytoxidation och skalning: Progressiv förlust av rullcylinderdiameter från skalbildning och spjälkning. Accelereras av otillräcklig kromhalt för driftstemperaturen eller av ugnsatmosfär som innehåller överskott av fukt eller svavelföreningar. Förebyggande: specificera legering med minst 25 % krom för drift över 900 grader Celsius; övervaka ugnsatmosfärens sammansättning; minska daggpunkten i ugnar med väteatmosfär.
- Termisk trötthetssprickning: Omkrets- eller axiella ytsprickor som börjar vid ytdiskontinuiteter och fortplantar sig inåt under upprepad termisk cykling. Mest utbredd i rullar som utsätts för frekvent start av ugnen, bandbrott eller snabba temperaturförändringar. Förebyggande: implementera kontrollerade ugnsramphastigheter under uppstart; använd legeringar med lägre värmeutvidgningskoefficienter; applicera ytresttryckspänning genom kontrollerad kulblästring av nya rullar före installation.
- Uppbyggnad och upphämtning: Ansamling av järnoxid, zinkoxid eller zink-järn intermetalliska ämnen på valsens yta, vilket skapar ytklumpar som trycker defekter på remsan. Förebyggande för galvaniseringslinjer: använd rullar med svetsöverlägg eller termiska spraybeläggningar som har låg affinitet för zink; bibehålla zinkbadets kemi inom specificerade aluminiuminnehållsintervall; implementera regelbundna rullrengöringsprocedurer under schemalagda stopp.
- Journallagerfel: Fastsättning eller accelererat slitage i axeltappslagren, ofta orsakat av otillräckligt kylvattenflöde till vattenkylda axeltappar eller av tappfel i ugnens lagerhus. Förebyggande: implementera kylvattenflödesövervakning med automatiska larm; utföra inriktningskontroller vid varje rullbyte; specificera tapplagerspel som är lämpliga för den termiska expansionen av valsenheten vid driftstemperatur.
Nyckelspecifikationer att definiera vid beställning av ugnsrullar av legerat stål
En fullständig ugnsvalsspecifikation måste definiera minst åtta tekniska parametrar för att säkerställa att den levererade rullen uppfyller ugnsdriftskraven och passar befintliga lagerhus och drivsystem utan modifiering.
| Parameter | Beskrivning | Typiskt intervall | Varför det spelar roll |
| Legeringskvalitet | ASTM, DIN eller egen beteckning | 310, HK40, HP-Nb | Bestämmer temperaturkapacitet och livslängd |
| Pipans diameter och längd | OD x ansiktslängd i mm | 150-1 200 mm OD | Måste matcha befintliga ugnshusdimensioner |
| Väggtjocklek | Fatskalsvägg i mm | 15-60 mm | Bestämmer lastkapacitet och termisk massa |
| Journalens diameter och längd | Journal OD x sittlängd | Per lagerhus | Måste passa befintliga lagerhus |
| Driftstemperatur | Maximal och kontinuerlig servicetemp | 700-1 200 grader C | Bestämmer krav på legeringskvalitet |
| Ugnsatmosfär | Luft, HNx, H2, uppkolning, zinkånga | Applikationsspecifik | Påverkar val av legering och beläggning |
| Ytbehandling | Beläggningstyp, tjocklek, finish | Maskinbearbetad till HVOF-keramik | Bestämmer uppbyggnadsmotstånd och remskvalitet |
| Intyg om kemisk sammansättning | Brukscert med värmeanalys | Krävs för alla kritiska rullar | Verifierar överensstämmelse av legeringskvalitet |
Tabell 3: Nyckeltekniska parametrar som krävs i en komplett ugnsvalsspecifikation av legerat stål, med typiska intervall och specifikationsmotiv.
Vanliga frågor om legerade stålrullar för ugnar
Vad är skillnaden mellan HK40 och HP modifierade legeringar för ugnsvalsar?
HK40 och HP modifierade legeringar delar samma bassammansättning på cirka 25 % krom och 35 % nickel, men HP modifierade kvaliteter inkluderar mikrolegeringstillsatser av niob, volfram eller titan som avsevärt förbättrar krypbrottstyrkan vid temperaturer över 1 050 grader Celsius och förlänger livslängden med 30 till 50 % högtemperaturzoner. För rullar som arbetar under 1 000 grader Celsius är standard HK40 tillräcklig och mer kostnadseffektiv. För valsar i de högsta temperaturzonerna av återuppvärmnings- och blötläggningsugnar, motiveras specificering av HP-Nb eller HP-W modifierad legering vanligtvis av den förlängda livslängden och minskade valsbytesfrekvensen, även vid en materialkostnadspremie på 15 till 25 % jämfört med standard HK40.
Hur ofta ska ugnsvalsar av legerat stål bytas ut?
Livslängden för ugnsvalsar av legerat stål varierar från 1 till 5 år beroende på legeringskvalitet, driftstemperatur, ugnsatmosfär, bandspänningsbelastning och termisk cyklisk frekvens, med härdvalsar i kontinuerligt arbetande glödgningslinjer som vanligtvis varar 18 till 36 månader innan de behöver bytas ut. Rullar bör inspekteras under varje planerat underhållsavstängning med hjälp av dimensionskontroller (diametermätning vid flera punkter längs cylindern för att upptäcka hängning eller slitage), visuell inspektion för ytsprickor och oxidationsskador och oförstörande testning (inspektion av magnetiska partiklar eller färgämnespenetrant) på axeltappar och svetszoner. Byte bör schemaläggas innan diameterförlusten överstiger 1 till 2 % av den ursprungliga cylinderdiametern för att förhindra bandspårning och problem med spänningskontroll.
Kan ugnsrullar av legerat stål repareras och renoveras istället för att ersättas?
Ja, ugnsvalsar av legerat stål med lokal skada, slitna axeltappar eller förlust av ytoxidation kan ofta renoveras genom att bearbeta cylindern till en ny diameter inom dimensionstolerans, belägga ytan igen, byta ut ändtappar och bearbeta till slutliga dimensioner, vilket förlänger valskroppens livslängd med 30 till 50 % av kostnaden för en ny vals. Renovering är ekonomiskt lönsam när den återstående trumtjockleken är tillräcklig för spänningskraven vid driftstemperatur och när kärnlegeringen inte visar några tecken på sigma-fasförsprödning eller kraftig uppkolning. Rullar med sprickor genom väggen, överdriven hängning eller legeringsförsämring från exponering för övertemperatur bör bytas ut snarare än renoveras, eftersom svetsreparationer på kraftigt nedbrutna värmebeständiga legeringar har dålig tillförlitlighet vid högtemperaturdrift.
Vad orsakar ansamling på ugnsrullar och hur tas det bort?
Ansamling på ugnsvalsar orsakas av att järnoxidpartiklar spjälkas från bandytan som fäster vid och sintrar på valsens yta vid förhöjd temperatur, och i galvaniseringslinjer av zink-järn intermetalliska föreningar som fälls ut från zinkbadet på nedsänkta valsar vid zinkbadstemperaturen på 450 till 460 grader Celsius. I glödgnings- och värmebehandlingsugnar avlägsnas järnoxidansamlingar under underhållsstopp genom mekanisk slipning eller sandblästring av den kylda valscylindern, följt av inspektion för ytdefekter som ansamlingen har skymt. I galvaniseringslinjer kontrolleras intermetallisk uppbyggnad av zink-järn genom badkemihantering (att bibehålla 0,13 till 0,20 % aluminium i zinkbadet förhindrar intermetallisk bildning) och genom att använda valsar med ytbeläggningar som har låg affinitet för zink-järn-intermetallerna.
Vilka kvalitetstester bör ugnsrullar av legerat stål klara före leverans?
Ett komplett kvalitetsgodkännandeprogram för ugnsvalsar av legerat stål bör inkludera analys av kemisk sammansättning (spektrometeranalys av ett testprov från samma värme som valsgjutningen), dimensionsinspektion mot rittoleranserna, radiografisk eller ultraljudstestning för inre defekter, ythårdhetsmätning och hydraulisk tryckprovning av vattenkylda axelkanaler där så är tillämpligt. För kritiska valsar i kontinuerliga bearbetningslinjer där ett valsfel orsakar betydande produktionsförluster, kan ytterligare kvalifikationskrav inkludera kryptestdata för den faktiska värmen hos tillförd legering, metallografisk undersökning av ett provstycke från samma gjutgods och fullängdsmätning av rakhet för att verifiera pipans utlopp inom den specificerade toleransen (vanligtvis 0,2 till 0,5 mm i cylinderns längd av den totala längden).
Slutsats: Matcha rullar av legerat stål till dina ugnskrav
Att välja rätt legeringsstålvalsar för ugnar är ett beslut som direkt bestämmer ugnens drifttid, bandytkvalitet och den totala ägandekostnaden för valsinventeringen under ugnens kampanjlivslängd. Den grundläggande vallogiken är okomplicerad: matcha legeringskvalitetens certifierade kontinuerliga servicetemperatur till den faktiska maximala driftstemperaturen i valszonen med minst en marginal på 50 grader Celsius, specificera centrifugalgjutning för trumsektionen när det är möjligt för densitet och egenskapsfördelar, definiera ytbehandlingskrav baserat på den specifika uppbyggnads- och slitage-spårmekanismen i din pälsningsprogram och despektering av rullningsprogram för att möjliggöra planerade byten snarare än nödbyten.
När bearbetningslinjerna går mot högre bandhastigheter, bredare bandbredder och mer aggressiva ugnsatmosfärer i jakten på produktivitet och produktkvalitetsmål, ugnsvalsteknik av legerat stål fortsätter att utvecklas genom mer sofistikerade mikrolegerade kompositioner, förbättrade gjutmetoder och avancerad ytteknik för att möta kraven på nästa generations ugnsdriftsförhållanden på ett säkert och ekonomiskt sätt.



