Рулоны из легированной стали для печей: марки, производство и руководство по выбору

Валки из легированной стали для печей представляют собой жаропрочные цилиндрические детали, которые поддерживают и перемещают полосы, листы или заготовки через печи непрерывного действия, линии отжига и линии цинкования. Правильный сорт, процесс литья и обработка поверхности определяют срок службы валков и качество полосы. Для большинства высокотемпературных применений нержавеющая сталь 310, модифицированный сплав НК40 или HP обеспечивает наилучшее соотношение стоимости и срока службы; сплавы на основе никеля следует использовать для экстремальных условий.

Почему стандартную сталь нельзя использовать для печных валков

Стандартная углеродистая сталь теряет большую часть своей несущей способности при температуре примерно выше 400°C и быстро окисляется в атмосфере печи. Валки печи должны противостоять ползучести, термической усталости и окалине, выдерживая при этом нагрузки на полосы в течение тысяч часов.

• Температурная стойкость: температура поверхности валков часто достигает 700-1150°C, что значительно превышает полезный диапазон для простой углеродистой стали.
• Окисление: образование окалины изменяет диаметр рулона и может оставить следы на полосе.
• Ползучесть: длительная нагрузка при высокой температуре приводит к провисанию и изгибу.
• Термическая усталость: повторяющиеся циклы нагрева и охлаждения создают поверхностные трещины, которые со временем растут.

Какие марки сплавов используются для печных валков?

Выбор марки зависит от рабочей температуры, атмосферы и механической нагрузки. Более высокое содержание сплава обычно улучшает жаропрочность и стойкость к окислению, но также увеличивает стоимость и сложность обработки.

Нержавеющая сталь 310 (25Cr-20Ni)

Нержавеющая сталь 25Cr-20Ni устойчива к окислению примерно до 1050°C и подходит для умеренных температур и легких нагрузок. Его предел ползучести ниже, чем у литых марок HK или HP, поэтому в очень горячих печах может возникнуть провисание.

Сплав HK40 (25Кр-35Ни)

Литой сплав 25Cr-35Ni обеспечивает лучшую прочность на разрыв, чем 310. Его обычно выбирают для печных валков при температуре 950-1050°С, но его карбидная структура после длительной эксплуатации грубеет.

Модифицированные HP сплавы (25Cr-35Ni с микролегированием)

25Cr-35Ni с ниобием, титаном, вольфрамом или редкоземельными элементами повышает прочность при ползучести. Он предпочтителен для сильно нагруженных валков, температура которых превышает 1050°C, и обычно окупает более высокую стоимость за счет более длительного срока службы.

Суперсплавы на основе никеля для экстремальных условий эксплуатации

Сплавы на основе никеля выдерживают сильный перегрев, цементацию в атмосфере или температуру выше 1100°C, но они дороги и сложны в обработке.

Низколегированные марки для условий эксплуатации при температурах ниже 700°C

При температуре ниже примерно 700°C могут подойти стали с низким содержанием хрома, такие как 1,25Cr-0,5Mo, и их легче обрабатывать.

Как производятся валки печи из легированной стали?

Центробежное литье является предпочтительным способом изготовления печных валков, поскольку оно позволяет получать плотные цилиндрические отливки с хорошей концентричностью. Статическое литье и сборные конструкции являются альтернативой для изделий сложной геометрии, больших диаметров или ремонтных работ.

Центробежное литье

Расплавленный сплав заливается во вращающуюся стальную форму, а центробежная сила удаляет газ и пористость, создавая при этом плотное тело в форме трубы. Внешняя и внутренняя поверхности затем могут быть обработаны с жесткими допусками. Многие растения используют термостойкий ролик печи центробежного литья для опорных валков полосы, поскольку он сохраняет однородность стенки и выравнивание зернистой структуры.

Центробежное литье Heat-Resistant Rollers Supplier, Company Компания Xinghua Jinniu Machinery Manufacturing Co., Ltd. является китайским поставщиком и компанией термостойких роликов для центробежного литья, специализирующейся на... Посмотреть продукт →

Статическое литье с прецизионной обработкой

Отливка в песчаные формы или по выплавляемым моделям подходит для более коротких валков, сложной формы концов и уникальных конструкций. Поверхность отливки более шероховатая, поэтому обычно требуется чистовая обработка.

Изготовленная рулонная конструкция

Готовые валки собираются из литых или кованых труб, валов и фланцев. Оболочка часто запускается как термостойкая труба из нержавеющей стали обеспечивающий требуемые свойства ползучести и окисления; наплавка и послесварочная термообработка соединяют секции.

OEM/ODM Поставщик жаропрочных труб из нержавеющей стали, Компания Являясь китайским поставщиком жаропрочных труб из нержавеющей стали и компанией OEM/ODM, компания Xinghua Jinniu профессионально изготавливает жаропрочные трубы из нержавеющей стали на заказ. Посмотреть продукт →

Как обработка поверхности валков печи продлевает срок службы

Срок службы валков часто зависит от поверхности, а не только от основного металла. Покрытие уменьшает окалину, износ и налипание полос.

Термические напыляемые покрытия

Покрытия из оксида алюминия или карбида хрома уменьшают износ и образование высокотемпературных отложений. Окончательная шероховатость поверхности должна соответствовать требованиям к качеству полосы.

Наплавка (наплавка)

Твердая наплавка более устойчивым к окислению сплавом эффективна для восстановленных валков, но необходимо контролировать разбавление основного металла, чтобы избежать растрескивания.

Диффузионные покрытия

Упаковка или химическая пародиффузия обогащают поверхность алюминием или хромом, улучшая стойкость к окислению без толстого механического покрытия.

Распространенные виды отказов валков печи из легированной стали и способы их предотвращения

Большинство отказов печных валков происходят по узнаваемым закономерностям; правильная марка, покрытие или изменение условий эксплуатации предотвращают их.

• Перегрев: работа при температуре выше расчетной ускоряет окисление и ползучесть. Контролируйте температуру зон и избегайте локальных горячих точек.
• Ползучее провисание: длительное напряжение при высокой температуре изгибает рулон. Используйте модифицированный сплав HP или уменьшите длину без опоры.
• Оксидные отложения: отрывное окисление уменьшает диаметр валка. Используйте сплав с более высоким содержанием Cr/Ni или защитное покрытие.
• Наращивание поверхности: конденсированные пары цинка, алюминия или оксидов прилипают к рулону. Используйте разделительное покрытие или установите чистящие валики.
• Термическая усталость: Повторное нагревание и охлаждение приводит к образованию трещин на поверхности. Минимизируйте перепады температуры и избегайте перепадов температуры.
• Износ и истирание: края полосы могут поцарапать поверхность рулона. Нанесите твердое покрытие или замените изношенную втулку до того, как повреждение станет глубоким.

Ключевые характеристики, которые необходимо определить при заказе валков печи из легированной стали

Полная спецификация предотвращает несоответствие материалов и нечеткие критерии приемки. В заказ на поставку или технический запрос включите следующие позиции:

1. Внешний диаметр рулона, толщина стенки, общая длина и размеры шейки.
2. Марка сплава и предполагаемая температура непрерывной эксплуатации.
3. Метод литья или формовки, включая все необходимые припуски на механическую обработку.
4. Чистота поверхности и допуски на поверхности корпуса валка и шейки.
5. Требования к покрытию или наплавке, включая материал и толщину покрытия.
6. Испытания качества и критерии приемки, такие как химический анализ, твердость, ультразвуковой контроль и отчет о размерах.

Часто задаваемые вопросы о валках из легированной стали для печей

В чем разница между модифицированными сплавами HK40 и HP для печных валков?

HK40 имеет более низкий предел ползучести и лучше всего подходит для более легких условий эксплуатации при температуре 950–1050°C. В модифицированные HP сплавы добавляются микролегирующие элементы для повышения прочности на разрыв, поэтому они могут работать при более высоких температурах и выдерживать более высокие нагрузки по более высокой цене.

Как часто следует заменять печные валки из легированной стали?

Фиксированного интервала нет. Замена зависит от измеренной потери диаметра, растрескивания, изгиба и качества полосы; типичный срок службы составляет от двух до пяти лет в непрерывных линиях.

Можно ли отремонтировать печные валки из легированной стали, а не заменить их?

Да, если оставшаяся толщина стены достаточна. Неглубокие трещины или износ можно устранить сваркой, повторно обработать и проверить перед повторным использованием.

Что вызывает накипь на валках печи и как ее удалить?

Отложения возникают из-за паров цинка, алюминия, оксидов или остатков, конденсирующихся на горячем валке. Его можно удалить шлифовкой, щеткой или химической очисткой в ​​зависимости от загрязнения и покрытия валика.

Какие испытания качества должны пройти печные валки из легированной стали перед поставкой?

Как минимум, предоставьте химический анализ, данные о твердости или растяжении, проверку размеров, а также ультразвуковой или проникающий контроль на критических участках.

Заключение

Определение рабочей температуры, атмосферы, диаметра валков и качества поверхности перед заказом позволяет вам выбрать марку и маршрут производства, соответствующие реальным условиям эксплуатации. Такой подход снижает вероятность выхода из строя валков, сохраняет поверхность полосы чистой и снижает общие эксплуатационные расходы печи.