Износостойкая наплавка валков непрерывной разливки стали
Принцип непрерывной разливки состоит в том, что расплавленная сталь, вылитая из
ковша в качающуюся литейную форму (катализатор), попадает в дуговой
участок, в котором постойнно движутся стальные слябы или блюмы. Слябы
перемещаются при помощи тянущих роликов (валков), они охлаждаются и в конце
дугового участка разрезаются на нужные размеры.
Валки дугового участка являются наиболее подверженными интенсивному воздействию
компонентами установки. В начале процесса разливки валки подвергаются очень
интенсивным чередующимся механическому, коррозионному и термическому воздействиям, что приводит к существенному износу.
Экономический аспект машин непрерывной разливки очень сильно зависит от срока
службы вальцов. Несмотря на множество усилий, которые были потрачены на
совершенствование базового материала, срок службы вальцов не получил существенных
изменений. Только благодаря разработке наплавки вальцов их срок службы значительно
улучшился, что сформировало сегодняшний успех применения технологии непрерывной
разливки стали.
Валки работают в сложных трибологических условиях. Их поверхность поддается
воздействию горячих слябов (контактная температура ~900°C) и пара. Циклическая
нагрузка вращения роликов, кратковременное охлаждение поверхности от
примерно 900°C до примерно 150°C. Эти постоянные изменения температуры имеют
тяжелые последствия, сказывающиеся на целостности (стойкости к растяжению и
сжиманию) роликов. После истощения пластических характеристик, начинают
проявляться механизмы усталости металла. Это приводит к формированию
микротрещин сквозь транскристаллитную или межкристаллитную структуру, что
распространяется вертикально по поверхности.
В коррозионной среде, это распространение увеличивается в геометрической
прогрессии. Наличие хлора (Cl-1) в охлаждающей среде также увеличивает рост
трещин.
В критической точке из-за коррозии, трещин из-за усталости и /или из-за налипания
/ абразивного износа, испарение воды увеличивается в объемах и является более
концентрированным в других частях валка, что существенно увеличивает его износ.
В дополнение к этому результату износа, оставшаяся разливочная пыль в установке
также способствует последующему росту трещин от усталости и коррозии.
Для наплавки валков непрерывной разливки стали, в зависимости от имеющегося оборудования, могут быть применены два процесса.
1. дуговая сварка (OPEN-ARC) открытой дугой с применением порошковых проволок.
Для получения этого мягкого мартенситного стойкого к коррозии армированного покрытия первый слой производится при помощи CORODUR 4015 OA, а второй и следующие с CORODUR 4351 N OA.
2. твердосплавная наплавка (Submerged Arc ) дугой под флюсом мягкого мартенситного Cr-Ni-Mo сплава.
Порошковая проволока: CORODUR 356 UP
Наплавочный порошок: COROFLUX 200
На практике было установлено, что наплавка указанным выше мягко
мартенситным Cr-Ni-Mo материалом увеличивает срок службы валков
непрерывного литья в 2 – 4 раза по сравнению с не наплавленными.
Эффективность наплавленных валков может быть подытожена в следующем
соотношении, потеля 1 мм диаметра означает, что 1 миллион тон литья был
произведен. Эта эффективность показывает лучшие показатели, чем средние
значения для большинства типов валков.
