Čo sú kotúče z legovanej ocele pre pece a ako si vyberiete správnu triedu?

Valce z legovanej ocele pre pece sú žiaruvzdorné valcové komponenty inštalované vo vnútri kontinuálnych pecí, žíhacích liniek, galvanizačných liniek a systémov tepelného spracovania na dopravu, podopretie a vedenie oceľových pásov, plechov alebo predvalkov cez vysokoteplotné spracovateľské zóny pri teplotách v rozsahu od 700 stupňov Celzia do viac ako 1200 stupňov Celzia, kde by štandardná uhlíková oceľ rýchlo oxidovala, tečie a zlyhá. Správny výber zloženia zliatiny, výrobnej metódy a povrchovej úpravy určuje životnosť valca, kvalitu povrchu produktu a prevádzkovú dobu prevádzky pece – to všetko priamo ovplyvňuje ekonomiku liniek na spracovanie ocele a hliníka. Táto príručka vysvetľuje, ako fungujú valce pre pece z legovanej ocele, aké druhy zliatin sa používajú v rôznych teplotných rozsahoch, ako sa porovnávajú metódy odlievania a výroby a aké režimy zlyhania je potrebné predvídať a predchádzať im.

Prečo nemožno použiť štandardnú oceľ na valce pece

Štandardná uhlíková oceľ stráca štrukturálnu integritu nad približne 450 stupňov Celzia a začína rýchlu povrchovú oxidáciu nad 550 stupňov Celzia, čo ju robí úplne nevhodnou pre prevádzku valcovacej pece, kde teploty bežne prekračujú 900 až 1 100 stupňov Celzia v nepretržitých žíhacích a galvanizačných linkách.

Výzvy, ktoré musia pecné valce prekonať, sa zásadne líšia od tých, ktorým čelia akékoľvek iné rotačné mechanické komponenty v oceliarni:

• Tečenie pri vysokej teplote: Pri zvýšených teplotách sa kovy pri trvalom zaťažení plasticky deformujú aj pri namáhaní hlboko pod ich medzou klzu pri izbovej teplote. Valec pracujúci pri 1 100 stupňoch Celzia pod váhou oceľového pásu sa v priebehu týždňov prehne a stratí svoju valcovú geometriu, ak zliatina nie je špeciálne navrhnutá na odolnosť proti tečeniu. Prídavky zliatiny chrómu, niklu a volfrámu zvyšujú teplotu, pri ktorej sa tečenie stáva významným.
• Oxidácia a tvorba vodného kameňa: Vo vzduchovej atmosfére nad 600 stupňov Celzia železo vytvára rýchlo rastúce oxidové šupiny, ktoré sa odlupujú a kontaminujú povrch pásu. Prídavky chrómu nad 18 % vytvárajú stabilnú priľnavú vrstvu oxidu chrómu (Cr2O3), ktorá chráni základný kov pred ďalšou oxidáciou – to je základný mechanizmus všetkých žiaruvzdorných legovaných ocelí používaných vo valcoch pecí.
• Tepelná únava: Valce pece zažívajú opakované tepelné cykly počas spúšťania, zastavovania a prerušovania výroby. Tepelná rozťažnosť a zmršťovacie napätie generované teplotnými výkyvmi 200 až 400 stupňov Celzia môže na zle navrhnutých valcoch iniciovať povrchové trhliny v priebehu niekoľkých mesiacov. Zliatiny s nižšími koeficientmi tepelnej rozťažnosti a vyššou odolnosťou voči tepelnej únave sú nevyhnutné vo valcoch, ktoré sú vystavené častému cyklovaniu.
• Nauhličovanie a nitridácia: V určitých prostrediach pecí (vodík, zmesi dusíka a vodíka alebo ochranné plyny bohaté na uhľovodík) môžu uhlík a dusík z atmosféry difundovať do povrchu valca, čím skrehnú povrchovú vrstvu a iniciujú odlupovanie. Zliatiny s vysokým obsahom chrómu a kremíka odolávajú nauhličovaniu udržiavaním ochrannej oxidovej bariéry.
• Mechanické opotrebovanie a nánosy: Priamy kontakt medzi povrchom valca a pohybujúcim sa oceľovým pásom vytvára opotrebenie a spôsobuje nahromadenie oxidu alebo zinku na povrchu valca, čo vytvára povrchové defekty na spracovávanom páse. Tvrdosť povrchu valca, drsnosť a chemická afinita k materiálu pásu ovplyvňujú náchylnosť na tvorbu nánosov.

Ktoré triedy zliatin sa používajú na valce pece?

Pecné valce z legovanej ocele pokrývajú rozsah zloženia od tried austenitickej nehrdzavejúcej ocele s obsahom 18 až 25 % chrómu pre mierne teplotné aplikácie až do 900 stupňov Celzia, cez zliatiny niklu a chrómu odolné voči teplu pre 900 až 1 100 stupňov Celzia, až po komplexné viacprvkové superzliatiny pre najnáročnejšie aplikácie nad 10 stupňov Celzia.

1. 310 nehrdzavejúca oceľ (25Cr-20Ni)

Nerezová oceľ AISI 310, obsahujúca nominálne 25 % chrómu a 20 % niklu, je najrozšírenejšou zliatinou pre pecné valce v rozsahu 800 až 1 050 stupňov Celzia, ktorá ponúka vynikajúcu kombináciu odolnosti voči oxidácii, pevnosti pri tečení a nákladov v porovnaní s vysokolegovanými druhmi. 25% obsah chrómu zaisťuje stabilný ochranný povlak oxidu chrómu pri prevádzkovej teplote, zatiaľ čo obsah 20% niklu stabilizuje austenitickú mikroštruktúru a poskytuje odolnosť proti tepelnej únave. Väčšina valcov nísteje kontinuálnej žíhacej pece, vstupných a výstupných valcov a uzdiacich valcov v zóne 850 až 1000 stupňov Celzia je vyrobená z odliatej alebo vyrobenej zliatiny 310.

• Maximálna nepretržitá prevádzková teplota: 1050 stupňov Celzia vo vzduchu
• Hustota: 7,75 g/cm3
• Pevnosť v ťahu pri 900 stupňoch Celzia: Približne 120 až 150 MPa
• Typické aplikácie: Kontinuálne žíhacie pece, normalizačné pece, linky na roztokové žíhanie

2. Zliatina HK40 (25Cr-35Ni)

HK40, odstredivo odlievaná trieda obsahujúca 25 % chrómu a 35 % niklu s kontrolovaným prídavkom uhlíka (0,35 až 0,45 %), je štandardná zliatina pre vysokovýkonné nístejové valce v rozsahu 1 000 až 1 150 stupňov Celzia, ktorá ponúka vynikajúcu pevnosť pri tečení oproti nehrdzavejúcej 310 vďaka vyššiemu obsahu niklu a zrážaniu. Zámerné pridanie uhlíka v HK40 vytvára karbidy chrómu a niklu, ktoré sa zrážajú pozdĺž hraníc zŕn a v austenitovej matrici počas tepelného spracovania, čím sa vytvára mikroštrukturálne spevnenie, ktoré výrazne zvyšuje odolnosť proti tečeniu pri teplotách, keď sa iné zliatiny začínajú prehýbať pri zaťažení. HK40 je špecifikovaná normou ASTM A608 a je jednou z najdôkladnejšie charakterizovaných žiaruvzdorných odlievacích zliatin v priemyselnom použití.

• Maximálna nepretržitá prevádzková teplota: 1 150 stupňov Celzia
• 100 000-hodinová pevnosť pri tečení pri 1 000 stupňoch Celzia: Približne 20 až 25 MPa
• Typické aplikácie: Kráčavé pece, posunovacie pece, ohrievacie pece na predvalky a bramy
• Spôsob výroby: Odstredivé liatie (rúrky a valce), statické liatie (koncové čapy a príruby)

3. Modifikované zliatiny HP (25Cr-35Ni s mikrolegovaním)

Modifikované zliatiny HP predstavujú evolúciu HK40 s prídavkami nióbu (0,5 až 1,5 %), volfrámu (1 až 3 %) alebo titánu (0,1 až 0,5 %), ktoré zdokonaľujú distribúciu karbidov a vytvárajú dodatočné spevňujúce zrazeniny, čím predlžujú životnosť o 30 až 50 % v porovnaní so štandardným HK40 pri teplotách nad 1 °C0. Prísady nióbu sú obzvlášť účinné, pretože tvoria jemné karbidy NbC, ktoré sú stabilnejšie pri vysokých teplotách ako karbidy chrómu, ktoré v štandardnom HK40 pri dlhej prevádzke hrubnú a strácajú spevňujúci účinok. Typy HP-Nb a HP-W vo veľkej miere nahradili štandard HK40 v nových zariadeniach pecí, kde maximálna prevádzková teplota presahuje 1 050 stupňov Celzia.

• Maximálna nepretržitá prevádzková teplota: 1 150 až 1 200 stupňov Celzia
• Výhoda životnosti oproti HK40: O 30 až 50 % dlhšie pri teplotách nad 1 050 stupňov Celzia
• Typické aplikácie: Zóny priameho dopadu plameňa v ohrievacích peciach, vysokoteplotné namáčacie jamy

4. Superzliatiny na báze niklu pre extrémne služby

Pri najvyššom teplotnom extréme nad 1 150 stupňov Celzia sa používajú superzliatiny na báze niklu s obsahom chrómu 20 až 30 % a ďalšie spevňujúce prvky vrátane hliníka, titánu, kobaltu a molybdénu pre valce v najnáročnejších zónach pecí, aj keď za cenu troj- až päťnásobku štandardnej HK40. Tieto zliatiny si zachovávajú užitočnú pevnosť pri teplotách, pri ktorých zliatiny na báze železa nemajú v podstate žiadnu odolnosť proti tečeniu. Typicky sú špecifikované len pre valce v zónach priameho plameňa, sekcie sálavých rúrových pecí pri maximálnom výkone alebo vo vákuových peciach a peciach s riadenou atmosférou, kde spracovaný materiál odôvodňuje prémiové náklady na materiály valcov s extrémnou teplotou.

5. Nižšie zliatiny pre aplikácie pod 700 stupňov Celzia

Pre vstupné a výstupné časti pece, predhrievacie zóny a chladiace časti pracujúce pod 700 stupňov Celzia poskytujú lacnejšie zliatiny vrátane nehrdzavejúcich ocelí AISI 304, 316 a 321 alebo dokonca legované ocele s obsahom 9 až 12 % chrómu primeranú odolnosť proti oxidácii a tečeniu pri podstatne znížených nákladoch na materiál. Tieto druhy sa často používajú v konštrukcii vyrobených valcov (konštrukcia zváraného plášťa a koncového uzáveru) namiesto odstredivých odliatkov, vďaka čomu sú vhodné pre valce s veľkým priemerom, kde by náklady na odlievanie boli príliš vysoké.

Porovnanie triedy zliatiny pre valce pece

Výber správnej triedy zliatiny vyžaduje, aby sa prevádzková teplota valca, atmosféra, mechanické zaťaženie a očakávaná životnosť zhodovali s certifikovanými výkonnostnými údajmi zliatiny – použitie nešpecifikovanej zliatiny je hlavnou príčinou predčasného zlyhania valca v peci.

Tabuľka 1: Porovnanie tried pecí z legovanej ocele podľa zloženia, maximálnej prevádzkovej teploty, mechanických vlastností a typickej aplikácie.

Ako sa vyrábajú valce pre pece z legovanej ocele?

Valce z legovanej ocele pre pece sa vyrábajú tromi hlavnými výrobnými cestami – odstredivé liatie, statické liatie s obrábaním a výroba z tvárnených zliatinových komponentov – z ktorých každý ponúka rôzne kompromisy v rozmerovej presnosti, mikroštruktúrnej kvalite, cene a vhodnosti pre špecifické veľkosti a konfigurácie valcov.

Odstredivé liatie

Odstredivé liatie je preferovanou výrobnou metódou pre väčšinu plášťov pecí z legovanej ocele, čím sa vytvára hustá mikroštruktúra bez segregácie s vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami v porovnaní so statickými odliatkami rovnakého zloženia zliatiny. Pri odstredivom liatí sa roztavená zliatina naleje do zvlákňovacej valcovej formy, ktorá sa otáča rýchlosťou 300 až 1 500 otáčok za minútu. Odstredivá sila (zvyčajne 50 až 100-násobok gravitácie) tlačí hutnejší kov k vonkajšej stene a tlačí ľahšie nečistoty, pórovitosť plynu a troskové inklúzie smerom k otvoru, kde sú následne odstránené opracovaním. Výsledný odliatok má:

• Hustá vonkajšia koža: Vonkajších 15 až 25 mm odstredivého odliatku má v podstate nulovú pórovitosť, čo dodáva valcu vynikajúcu povrchovú integritu a odolnosť proti oxidácii
• Jemnozrnná štruktúra: Rýchle tuhnutie proti studenej zvlákňovacej forme vytvára jemnejšiu štruktúru zrna ako statické odlievanie, čím sa zlepšuje odolnosť proti tečeniu a únave
• Konzistentná hrúbka steny: Je možné dosiahnuť rozmerovú kontrolu plus alebo mínus 2 až 3 mm na hrúbke steny, čím sa minimalizujú prídavky na obrábanie
• Rozsah veľkostí: Odstredivé liatie je najekonomickejšie pre plášte valcov s vonkajším priemerom 100 až 600 mm a dĺžkou 500 až 4 000 mm

Statické odlievanie s presným obrábaním

Statické odlievanie do pieskových alebo keramických foriem sa používa na koncové čapy, príruby a zložité geometrie koncov valcov, ktoré nemožno vyrobiť odstredivým liatím, a používa sa aj na kompletné zostavy valcov s malými priemermi alebo tam, kde nástroje na odstredivé odlievanie nie sú dostupné pre špecifickú požadovanú zliatinu. Statické odliatky vyžadujú väčšie prídavky na obrábanie (zvyčajne 8 až 15 mm na povrch), aby sa odstránila oddelená vonkajšia vrstva a zabezpečilo sa, že opracovaný povrch odkryje zdravý kov bez defektov. Vnútorná pórovitosť je riadená stúpajúcou konštrukciou a riadeným tuhnutím, ale statické odliatky majú vo všeobecnosti nižšiu medzu pevnosti pri tečení ako odstredivo liate ekvivalenty v dôsledku hrubšej štruktúry zŕn a väčšej segregácie.

Konštrukcia vyrobenej rolky

Vyrobené valce pece sú zostavené z rúrkových alebo doskových častí z tvárnej zliatiny privarených k odlievaným alebo kovaným koncovým čapom, čo ponúka výhodu použitia vysoko kvalitnej tvárnej zliatiny pre časť hlavne, zatiaľ čo liate čapy poskytujú zložitú geometriu potrebnú na koncoch valcov. Spracované valce sú najekonomickejšou možnosťou pre veľké priemery (nad 600 mm) a sú široko používané v sekciách pecí na galvanizačnej linke, kde sú bežné priemery valcov 600 až 1 200 mm. Zvarové spoje medzi valcom a koncovými čapmi sú kritickým konštrukčným prvkom – musia byť vyrobené zo zodpovedajúcich výplňových zliatin, riadne tepelne spracované, aby sa uvoľnili zvyškové napätia, a pred inštaláciou musia byť nedeštruktívne testované, aby sa zabránilo praskaniu zvarov počas prevádzky.

Porovnanie výrobných metód

Výber výrobného postupu výrazne ovplyvňuje výkon valca pre pec z legovanej ocele, životnosť a náklady - pochopenie týchto kompromisov je nevyhnutné pre inžinierov obstarávania, ktorí špecifikujú náhradné alebo nové valce pre pece.

Tabuľka 2: Metódy výroby valcov z legovanej ocele v porovnaní s kvalitou mikroštruktúry, pevnosťou, veľkosťou a cenou.

Ako povrchové úpravy valcových pecí predlžujú životnosť

Povrchové úpravy aplikované na valce pece z legovanej ocele môžu predĺžiť životnosť valca o 50 až 200 % v porovnaní s odliatymi alebo opracovanými povrchmi zlepšením odolnosti proti opotrebovaniu, znížením priľnavosti nahromadených oxidov zinku alebo železa a zvýšením odolnosti voči oxidácii v špecifických podmienkach pece.

Tepelné nástreky

Vysokorýchlostné kyslíkové palivo (HVOF) a plazmové nástrekové povlaky keramiky vrátane oxidu hlinitého (Al2O3), oxidu chrómu (Cr2O3) a oxidu zirkoničitého (ZrO2) aplikované na valcové valce z legovanej ocele výrazne zlepšujú odolnosť proti opotrebovaniu a znižujú priľnavosť nánosov oxidu železa a oxidu zinočnatého, ktoré spôsobujú povrchové defekty pásu v galvanizačných linkách a anneal. Povlaky z oxidu chrómu aplikované HVOF, zvyčajne s hrúbkou 0,2 až 0,4 mm, dosahujú hodnoty povrchovej tvrdosti 1 100 až 1 400 Vickers v porovnaní so 150 až 250 Vickers pre základný sud z legovanej ocele. Tento rozdiel tvrdosti dramaticky znižuje mieru opotrebenia v dôsledku abrazívneho kontaktu s oceľovým pásom. Pórovitosť povlaku musí byť minimalizovaná pod 1 %, aby sa zabránilo tomu, že povlak bude pôsobiť ako cesta pre oxidačné plyny, aby sa dostali k substrátu z legovanej ocele.

Prekrytie zvaru (tvrdé obloženie)

Zvarové prekrytie vysoko legovaných materiálov vrátane stelitu, tvrdých zliatin niklu a chrómu alebo nánosov karbidu kobaltu a chrómu na povrchu valca poskytuje metalurgicky viazanú opotrebnú vrstvu, ktorá je oveľa priľnavejšia ako povlaky žiarovým striekaním a možno ju aplikovať na valce, ktoré sú už v prevádzke počas plánovaných odstávok údržby. Návary s hrúbkou 2 až 4 mm sa nanášajú procesom zvárania plazmovým prenosom (PTA) alebo zváraním pod tavivom a následne sa brúsia na konečné rozmery. Primárna aplikácia pre navarenie na pecných valcoch je vo valcoch zinkového kúpeľa a korekčných valcoch v linkách žiarového zinkovania, kde intermetalické zlúčeniny zinku a železa vytvárajú agresívne erózne podmienky pri 450 až 460 stupňoch Celzia.

Difúzne nátery

Hliníkovanie a chrómovanie povrchov valcov z legovanej ocele procesom cementácie v prášku alebo chemického vylučovania z plynnej fázy (CVD) vytvára difúzne viazanú povrchovú vrstvu obohatenú o hliník alebo chróm, ktorá poskytuje zvýšenú odolnosť voči oxidácii v porovnaní so základnou zliatinou, najmä v podmienkach cyklických teplôt, kde nesúlad pri tepelnej rozťažnosti spôsobuje praskanie povlakov tepelným nástrekom. Hliníkové povlaky na nerezových valcoch 310 preukázali zlepšenie odolnosti voči oxidácii ekvivalentné prechodu na vyššiu zliatinu za zlomok nákladov, najmä v pecných zónach s rýchlym tepelným cyklom medzi 600 a 1 000 stupňami Celzia.

Bežné spôsoby zlyhania valcov z legovanej ocele a ako im predchádzať

Pochopenie mechanizmov zlyhania valcov pecí z legovanej ocele umožňuje technikom údržby implementovať cielené kontrolné programy, kontroly prevádzkových postupov a modernizácie materiálu, ktoré predlžujú životnosť valcov a znižujú neplánované prestoje pece.

• Tepelný priehyb (tečenie): Viditeľné ako luk v valci pri meraní počas údržby. Spôsobené prevádzkovou teplotou nad limitom odolnosti zliatiny voči tečeniu alebo dlhodobým vystavením lokálnemu prehriatiu vplyvom nárazu horáka. Prevencia: overte triedu zliatiny valca oproti skutočnej prevádzkovej teplote pece (nie projektovanej teplote), zväčšite priemer valca, aby sa znížilo zaťaženie jednotky, alebo prejdite na zliatinu s vyššou pevnosťou pri tečení.
• Oxidácia povrchu a tvorba vodného kameňa: Postupná strata priemeru valca v dôsledku tvorby vodného kameňa a odlupovania. Urýchlené neadekvátnym obsahom chrómu pre prevádzkovú teplotu alebo atmosférou pece s prebytočnou vlhkosťou alebo zlúčeninami síry. Prevencia: špecifikujte zliatinu s minimálne 25 % chrómu pre prevádzku nad 900 stupňov Celzia; monitorovať zloženie atmosféry pece; znížiť rosný bod v peciach s vodíkovou atmosférou.
• Prasknutie tepelnou únavou: Obvodové alebo axiálne povrchové trhliny vznikajúce pri povrchových diskontinuitách a šíriace sa dovnútra pri opakovanom tepelnom cyklovaní. Najrozšírenejšie vo valcoch, ktoré sú vystavené častému spúšťaniu pece, pretrhnutiu pásu alebo rýchlym zmenám teploty. Prevencia: implementujte riadenú rýchlosť nábehu pece počas spúšťania; používať zliatiny s nižšími koeficientmi tepelnej rozťažnosti; aplikujte pred inštaláciou povrchové zvyškové tlakové napätie riadeným otryskávaním nových zvitkov.
• Zostavenie a vyzdvihnutie: Hromadenie oxidu železitého, oxidu zinočnatého alebo intermetalických látok zinok-železo na povrchu kotúča, čím sa vytvárajú povrchové hrbole, ktoré tlačia chyby na pás. Prevencia pri galvanizačných linkách: používajte kotúče s prekryvným zvarom alebo tepelným nástrekom, ktoré majú nízku afinitu k zinku; udržiavať chémiu zinkového kúpeľa v rámci špecifikovaných rozsahov obsahu hliníka; vykonávať pravidelné postupy čistenia kotúčov počas plánovaných zastávok.
• Porucha otočného ložiska: Zadretie alebo zrýchlené opotrebovanie ložísk čapu valcov, často spôsobené neadekvátnym prietokom chladiacej vody k vodou chladeným čapom alebo nesúosovosťou čapu v krytoch ložísk pece. Prevencia: implementujte monitorovanie prietoku chladiacej vody s automatickými alarmmi; vykonávať kontroly zarovnania pri každej výmene kotúča; špecifikovať vôle radiálnych ložísk vhodné pre tepelnú rozťažnosť zostavy valca pri prevádzkovej teplote.

Kľúčové špecifikácie, ktoré je potrebné definovať pri objednávaní valcov z legovanej ocele

Kompletná špecifikácia pecného valca musí definovať minimálne osem technických parametrov, aby sa zabezpečilo, že dodaný valec spĺňa prevádzkové požiadavky pece a pasuje na existujúce ložiskové puzdrá a pohonné systémy bez úprav.

Tabuľka 3: Kľúčové technické parametre požadované v kompletnej špecifikácii pece z legovanej ocele s typickými rozsahmi a zdôvodnením špecifikácie.

Často kladené otázky o kotúčoch z legovanej ocele pre pece

Aký je rozdiel medzi modifikovanými zliatinami HK40 a HP pre pecné valce?

Modifikované zliatiny HK40 a HP majú rovnaké základné zloženie približne 25 % chrómu a 35 % niklu, ale modifikované triedy HP obsahujú mikrolegované prísady nióbu, volfrámu alebo titánu, ktoré výrazne zlepšujú medzu pevnosti pri tečení pri teplotách nad 1 050 stupňov Celzia a predlžujú životnosť o 30 až 50 % vo vysokoteplotných zónach. Pre kotúče pracujúce pod 1 000 stupňov Celzia je adekvátna a cenovo výhodnejšia štandardná HK40. Pre valce v zónach s najvyššou teplotou ohrievacích a prehrievacích pecí je špecifikácia modifikovanej zliatiny HP-Nb alebo HP-W zvyčajne odôvodnená predĺženou životnosťou a zníženou frekvenciou výmeny valcov, a to aj pri vyššej cene materiálu o 15 až 25 % oproti štandardnej HK40.

Ako často by sa mali valce pece z legovanej ocele vymieňať?

Životnosť valcov pre pece z legovanej ocele sa pohybuje od 1 do 5 rokov v závislosti od triedy zliatiny, prevádzkovej teploty, atmosféry pece, zaťaženia v páse a frekvencie tepelných cyklov, pričom valce nísteje v nepretržite pracujúcich žíhacích linkách zvyčajne trvajú 18 až 36 mesiacov, kým si vyžadujú výmenu. Kotúče by sa mali kontrolovať počas každej plánovanej odstávky v rámci údržby pomocou rozmerových kontrol (meranie priemeru vo viacerých bodoch pozdĺž valca, aby sa zistilo prehýbanie alebo opotrebovanie), vizuálnej kontroly povrchových prasklín a poškodenia oxidáciou a nedeštruktívneho testovania (kontrola magnetickými časticami alebo penetračným činidlom farbiva) na čapoch a zvarových zónach. Výmena by sa mala naplánovať skôr, ako strata priemeru presiahne 1 až 2 % pôvodného priemeru valca, aby sa predišlo problémom so sledovaním pásu a kontrolou napätia.

Dajú sa valce pece z legovanej ocele opraviť a renovovať, a nie vymeniť?

Áno, valce pece z legovanej ocele s lokalizovaným poškodením, opotrebovanými čapmi alebo stratou povrchovej oxidácie môžu byť často renovované opracovaním valca na nový priemer v rámci rozmerovej tolerancie, opätovným potiahnutím povrchu, výmenou koncových čapov a opätovným opracovaním na konečné rozmery, čím sa predĺži životnosť tela valca o 30 až 50 % nákladov na nový valec. Renovácia je ekonomicky životaschopná, keď je zostávajúca hrúbka steny valca dostatočná pre požiadavky na namáhanie pri prevádzkovej teplote a keď zliatina jadra nevykazuje žiadne známky krehnutia sigma fázy alebo silného nauhličovania. Kotúče s prasklinami cez stenu, nadmerným priehybom alebo degradáciou zliatiny v dôsledku vystavenia nadmernej teplote by sa mali radšej vymeniť ako renovovať, pretože opravy zvarov na silne degradovaných zliatinách odolných voči teplu majú nízku spoľahlivosť pri vysokoteplotnej prevádzke.

Čo spôsobuje nánosy na valcoch pece a ako sa to odstraňuje?

Usadzovanie na valcoch pece je spôsobené časticami oxidu železa, ktoré sa odlupujú z povrchu pásu, priľnú a spekajú sa na povrchu valca pri zvýšenej teplote a v galvanizačných linkách intermetalickými zlúčeninami zinku a železa, ktoré sa vyzrážajú zo zinkového kúpeľa na ponorené valce pri teplote zinkového kúpeľa 450 až 460 stupňov Celzia. V peciach na žíhanie a tepelné spracovanie sa nános oxidu železa počas odstávok údržby odstraňuje mechanickým brúsením alebo otryskaním ochladzovaného valcového valca, po čom nasleduje kontrola povrchových defektov, ktoré nánosy zakryli. V galvanizačných linkách je intermetalické hromadenie zinku a železa kontrolované riadením chémie kúpeľa (udržiavanie 0,13 až 0,20 % hliníka v zinkovom kúpeli inhibuje tvorbu intermetalov) a použitím valcov s povrchovými povlakmi, ktoré majú nízku afinitu k intermetalickým zinkom a železom.

Aké testy kvality by mali pred dodaním prejsť pece z legovanej ocele?

Kompletný program akceptácie kvality pre valce z legovanej ocele by mal zahŕňať analýzu chemického zloženia (spektrometrickú analýzu skúšobnej vzorky z rovnakého tepla ako odlievanie valcov), rozmerovú kontrolu vzhľadom na tolerancie ťahania, rádiografické alebo ultrazvukové testovanie vnútorných defektov, meranie povrchovej tvrdosti a prípadne hydraulické tlakové testovanie vodou chladených čapíkových kanálov. Pre kritické valce v linkách na kontinuálne spracovanie, kde zlyhanie valca spôsobuje značnú stratu výroby, môžu dodatočné kvalifikačné požiadavky zahŕňať údaje zo skúšky tečenia pre skutočné teplo dodanej zliatiny, metalografickú kontrolu skúšobného kusu z rovnakého odliatku a meranie priamosti po celej dĺžke na overenie hádzania valca v rámci špecifikovanej tolerancie (zvyčajne 0,2 až 0,5 mm celkového odčítania indikátora po celej dĺžke valca).

Záver: Prispôsobenie kotúčov z legovanej ocele požiadavkám vašej pece

Výber správnych valcov z legovanej ocele pre pece je rozhodnutím, ktoré priamo určuje dobu prevádzky pece, kvalitu povrchu pásu a celkové náklady na vlastníctvo zásob valcov počas životnosti pece. Základná logika výberu je priamočiara: prispôsobte certifikovanú nepretržitú prevádzkovú teplotu zliatiny skutočnej maximálnej prevádzkovej teplote v zóne valcovania s rezervou aspoň 50 stupňov Celzia, špecifikujte odstredivé liatie pre časť valca všade tam, kde je to možné pre výhody hustoty a vlastností, definujte požiadavky na povrchovú úpravu na základe špecifických mechanizmov nahromadenia a opotrebovania v atmosfére vašej pece a implementujte program systematickej kontroly, ktorý umožní skôr plánovanú zmenu odvalenia než degradáciu rolovania.

Keďže spracovateľské linky smerujú k vyšším rýchlostiam pásu, väčším šírkam pásu a agresívnejšej atmosfére pece v snahe dosiahnuť ciele v oblasti produktivity a kvality produktov, Technológia pece z legovanej ocele sa naďalej vyvíja prostredníctvom sofistikovanejších mikrolegovaných kompozícií, vylepšených postupov odlievania a pokročilého povrchového inžinierstva, aby bezpečne a ekonomicky spĺňala požiadavky prevádzkových podmienok pecí novej generácie.