辊底炉炉辊结瘤现象及辊印控制

目 程术 技
辊底炉炉辊结瘤现象及辊印控制
江华 吴 启 明 北京京诚凤凰工 业炉工程技 术有 限公 司
皮积累叠加 ， 并在近乎热熔的柔软状态下发生高 射管。 温氧化而逐 步增 大的。 在高温状态下， 粘结 层状 在一定的温度 下采取 厚钢 板或专用拖炉板 氧化铁皮 和炉底辊黏 附碾压 更加 紧密突起 。 与炉辊不断摩擦可在一定程度上消除部分结瘤， 同 时在高温状态下钢板表 面软化， 较厚钢板在自身 Ｊ 可以保证在不停炉检修的情况下继续生产， 从而 提高热处理炉的作业率。 重量下压出辊印。 表ｌ按组份计算的结瘤物成份 （ ％ 、 ｗｔ ） ３２炉辊材质和制造工艺 ． 因此得到广泛地应用。 国内外相关研 究机构 认为， 炉辊 结瘤与炉 成份 ｓＯ Ｃ ２ ３ Ｍｎ Ｆ Ｏ Ｎ Ｏ ｕ ｉ２ ｒ０ Ｏ ｅ ｉ Ｃ Ｏ 当前在辊 底式 热处理炉生产过程中普遍反 辊材 质有很大关系 ， 瘤受 到炉 辊材 料和氧化 结 １ ７ １ Ｏ １ ６ ９ ． ３ ０． ２ ０ ４ 铁皮在高温下的相溶性、 ．６ ．５ ．３ ４ ５ ６ ．２ 炉辊表面硬度、 抗氧化 应因炉底辊结瘤 ， 导致钢 板下表面出现辊印， 造 成钢板大面积修磨， 甚至 因此而致 废， 严重影响 １ ５ ０ ８ ．０ ．７ １ Ｏ ９ ７ Ｏ ６ Ｏ ２ 性、 ．８ ５．０ ．０ ．５ 光洁度等的影响。 产品表面质量。 因此 ， 炉辊 的结瘤问题已经严重 含量 ｉ５ ０ ７ Ｉ １ ９ ． ｌ ０． ０ ２ 目 前用到 的炉辊 材质主要 有Ｃ ２ Ｎｉ５ ５ ３、 ｒ ．１ ．９ ．７ ５ ８ ５１ ． １ Ｃ ２ Ｎ ７ ｅ Ｃ ２ Ｎｉ 、 ｒ８ ４ Ｗ５ 其从 ｒ４ ｉ ＮＲ 、 ｒ５ ２ Ｃ ２Ｎｉ ０ ８ 等， 影 响正常生产， 也—直困扰 着工业炉公司及钢铁 １ ７ １ ０ １ ４ ９ ． Ｏ ０． ０ ０ ３ ．２ ．７ ．６ ４ ８ ６ ．４ 生产企业。 使用效果来看都难以避免结 瘤现象。 为此， 国内 ２ ２ ０ ９ ２ ０ ９ ． ３ ０． ２ ０ ４ ．６ ．８ ．３ ３ ３ ９ ．８ ２ 结瘤现象机 理分析 外各相关炉辊制造 厂家采用不同的方法来提高 平均值 １７ ０９ １４ ９ ．３ ．５ ．４ ．５ ．５ ．７ ４ ８ Ｏ ６ ０ ３ 针对辊底炉常见的炉辊结 瘤现象， 产生炉底辊表面结 些改善措施， 产厂家对此现象进行了 分析研究。 以期望延缓 结瘤 的时 间， 减少停炉 瘤， 一是有外来 氧化铁 皮带入炉内， 二是炉 内气 检修次数 ， 避免钢板划伤报废等重大损失。 氛波动所 致。 热轧 后的钢 板无论 如何处理， 始终 目前国内有厂家 开发 出堆焊 复合 炉辊 ， 其 存 在表面氧化铁皮 ， 即使经过抛丸处理 。 不能 采用自 的多种元素（ 也 制 主要包括铝 、 复合的焊 氮） 完全消除表面氧化铁皮。 随着装炉钢板装炉， 氧 丝， 利用埋弧焊 在铸 造基体上堆 焊一层复合金 化铁 皮不断 带入炉 内。 通常钢板 表面的 氧化 铁 属， 从而提 高炉辊使 用寿命 ， 到抗结 瘤的 效 起 皮从 外到里Ｆ ２ ３ Ｆ ３ ４ ｅ 三层， ｅ０ ， ｅ ０ ，Ｆ Ｏ 经过 抛 果。 其成 本是原有炉辊造 价的１ 倍， 前主要用 ． ３ 目 丸处理能够将最外层的氧化铁皮除 去， 但内层的 于旧炉辊的回收 改造再利用． 利旧后的造价为原 Ｆ 难以除干净， ｅ Ｏ 这也从结瘤物 中Ｆ 达到９ ％ 有炉辊的６ ％ 修复后使用寿命据称ｌ一 ８ 。 ｅ Ｏ ５ ０， ６ｌ 个月 得到验 证， 见表１ 。 该炉辊相 对于喷涂复合炉辊其焊接材料和基体 炉 内气氛对于结 瘤有很 大影响 ， 由于助燃 之间的结合更牢固， 但其焊接 存在 高温下两种材 在辐射 管金属外管 完 料膨胀系数不一致出现裂纹的可能性。 图ｌ 武钢轧板 厂２ 、 ＃热处理 炉炉底辊表 面 空 气是 通入辐射 管 内的 ， 图 好时， 其良好的密封性保证 了助燃空气不可能进 另外一些厂家针 对不锈钢热处理炉炉辊 结 １ ９ 年武钢 轧板厂热 处理 车间２ ９８ ＃辊底 炉 入炉膛 内。 然而在长期 高温下燃烧的辐射管， 瘤粘钢严重问题 进行了开发。 由 其在常规奥 氏体钢 有可能产生裂纹甚至烧穿， 就会使 中添加了 Ｃ ＡｌＳ 、 、 、 Ｚ 、 、 热处理调质的厚钢 板下表面首次发现辊印， 于使用的原因， 如图 、 、 ｉ Ｎｂ Ｍｏ Ｗ、 ｒ Ｂ 稀土 ｌ 所示。 分析认为， 炉辊表面显微组织为奥 氏体， 助燃空气从裂缝或 穿孔部位进入炉膛 内部而造 Ｃ 等元素， ｅ 同时在铸造完毕后， 进行了高温固溶 停 在晶界分布有碳化物 ， 未见晶间浸 蚀及裂纹。 故 成氧化气氛， 炉检查验 证了这一判断。 和时效热处 理。 其样品显示 新开发的材料相 对 综上所述， 炉辊结瘤主要是由于钢板 自 身带 传统耐热 钢具 有较 好的抗 高温 氧化性 ， ２ ＃热处理炉炉辊在长期的高温 条件下辊面并未 现场测 损坏 ， 从而排除了 炉底辊浸蚀形成凹凸不平辊面 入或在炉 内形成的 氧化铁皮 粘结 到炉辊上受压 试的室温下洛氏硬度达￣ ４ Ｈ ＲＣ 均 比传统耐 ］ ｉ８ ， 而产生辊印的可能。 逐渐积累而成 。 热钢要优异， 测试报告显示试样 的抗拉、 抗高 ３ 辊 印控制 、 通过对炉底辊表面及剥离下来的大量结瘤 温氧化性能得到提升。 ３１ ． 炉子操作 物 观察发 现， 炉底辊 表面有呈堆 积状 的氧化铁 国外 研究人员针对炉辊结 瘤现象也提出 了 各生产厂家在出现上述炉辊 结瘤问题后． 相关解决方案 ， 皮， 而剥离下来 的部分呈层状堆积 ， 厚的结瘤 最 其研制出复合炉辊。 即在炉辊表 避免 更大的经济损失 ， 都从炉子操作环节进 面采用传统奥 氏体耐热 钢中添加 了 、 Ｓ 、 物 由约１０ ０ 多层氧化铁 皮粘结而成， 如图２ 因此 为了 。 Ｃ Ａｌ ｉ 、 认 为炉底辊 表面结瘤是 由于钢 板带入的 氧化铁 行了改进和控制。 Ｍｏ Ｗ， ３ Ｂ Ｎｂ ｏ ． Ｍ１ ， 和ｃ 等元素 ， ． 、 提高了 材料 的 首先提高钢 板抛丸 质量， 少氧化 铁皮的 硬度 、 氧化 陛以及与氧化铁皮的不相溶性。 减 抗 但 带入。 一方面适当地提高抛丸机抛丸强度， 提高 该 材料晚性较 大 ， 在中厚 板等 冲击性较 大的热 钢板表面质量； 另一方面， 丸料的质量极大地影 处理炉上需 要复合使用， 以避免炉辊断裂现象。 响抛丸效 果， 因此 ， 选用硬 度和粒 度适 中的丸粒 ４ 结 论 ． 可保证清理效果 。 并通过合理安排装炉工艺来减 辊底式热处 理炉 炉辊结瘤严重影响生产， 缓炉辊节瘤时间。 其主要原因是 由于钢板 下表面带入和 在炉内高 武钢还增加 ２ ＃热处理 炉内气氛 在线监 测 温 氧化形成的氧化铁皮与炉辊材 料之 间的相溶 装 置， 使炉内气氛处 于受控状态。 一旦发现 炉内 性较 好， 在钢板的重压下逐渐粘附积累而成。 减 氧气含量突破临界 值时， 立即关停 对比检查并更 少辊印的方法主要是从炉 子操 作和炉辊材质及 换破损 辐射管。 该监测 设备远 行三年 来效 果很 制造工艺两个方面着手， 采用综合性措施 能够延 好， 有效地指导了平时破损辐射 管的更换工作 ， 长炉辊寿 命， 延缓结瘤 时间， 目前未见有完全 但 图２ ２ 、 ＃热处理炉炉底辊辊面节瘤物 其间四次停炉 检修时在炉 内未 发现一根破 损辐 根除该现象 的永久性措施。 １ 前言 ． 辊底式连续热处理炉适用于钢板、 钢管、 型 钢和线 材的退火、 正火、 高温回火及淬火等热处 理工艺。 由于辊底式炉处理的钢材质量 好、 产量 高、 成本低 ， 同时实现了机械化和自 动化操作， 比间断式生 产的热 处理炉具有明显的优越性 ，