Cuộn thép hợp kim dùng cho lò nung: Hướng dẫn phân loại, sản xuất và lựa chọn

Cuộn thép hợp kim dùng cho lò nung là các bộ phận hình trụ chịu nhiệt hỗ trợ và di chuyển dải, tấm hoặc phôi thông qua các lò nung liên tục, dây chuyền ủ và dây chuyền mạ kẽm. Cấp độ phù hợp, quy trình đúc và xử lý bề mặt quyết định tuổi thọ cuộn và chất lượng dải. Đối với hầu hết các ứng dụng nhiệt độ cao, thép không gỉ 310, hợp kim HK40 hoặc HP cải tiến mang lại sự cân bằng tốt nhất về chi phí và tuổi thọ sử dụng; hợp kim gốc niken nên được dành riêng cho các điều kiện khắc nghiệt.

Tại sao thép tiêu chuẩn không thể được sử dụng cho cuộn lò

Thép carbon tiêu chuẩn mất phần lớn khả năng chịu tải ở nhiệt độ trên khoảng 400°C và bị oxy hóa nhanh chóng trong môi trường lò nung. Các cuộn lò phải chống rão, mỏi nhiệt và đóng cặn trong khi hỗ trợ tải dải trong hàng nghìn giờ.

• Khả năng chịu nhiệt độ: bề mặt cuộn thường đạt tới 700-1150°C, vượt xa phạm vi hữu ích của thép cacbon trơn.
• Quá trình oxy hóa: sự hình thành cặn làm thay đổi đường kính cuộn và có thể đánh dấu dải.
• Creep: tải kéo dài ở nhiệt độ cao gây ra hiện tượng võng và uốn cong.
• Mệt mỏi do nhiệt: chu trình làm nóng và làm mát lặp đi lặp lại tạo ra các vết nứt bề mặt ngày càng lớn theo thời gian.

Những loại hợp kim nào được sử dụng cho cuộn lò?

Việc lựa chọn cấp độ phụ thuộc vào nhiệt độ vận hành, không khí và tải trọng cơ học. Hàm lượng hợp kim cao hơn thường cải thiện độ bền nhiệt độ cao và khả năng chống oxy hóa, nhưng nó cũng làm tăng chi phí và độ khó gia công.

Thép không gỉ 310 (25Cr-20Ni)

Thép không gỉ 25Cr-20Ni chống oxy hóa ở nhiệt độ khoảng 1050°C và phù hợp với nhiệt độ vừa phải và tải trọng nhẹ. Độ bền rão của nó thấp hơn so với loại đúc HK hoặc HP, do đó độ võng có thể xảy ra trong lò nung rất nóng.

Hợp kim HK40 (25Cr-35Ni)

Hợp kim đúc 25Cr-35Ni cung cấp độ bền đứt tốt hơn 310. Đây là lựa chọn phổ biến cho các cuộn lò ở nhiệt độ 950-1050°C, nhưng cấu trúc cacbua của nó sẽ thô hơn sau thời gian dài sử dụng.

Hợp kim được sửa đổi HP (25Cr-35Ni với hợp kim vi mô)

25Cr-35Ni với niobi, titan, vonfram hoặc đất hiếm giúp cải thiện độ bền đứt của dây leo. Nó được ưu tiên sử dụng cho các cuộn chịu tải nặng trên 1050°C và thường mang lại chi phí cao hơn thông qua tuổi thọ dài hơn.

Siêu hợp kim gốc niken cho dịch vụ cực cao

Hợp kim gốc niken xử lý được tình trạng quá nhiệt nghiêm trọng, khí quyển cacbon hóa hoặc nhiệt độ trên khoảng 1100°C, nhưng chúng rất tốn kém và khó gia công.

Cấp hợp kim thấp hơn cho các ứng dụng dưới 700°C

Dưới khoảng 700°C, thép có hàm lượng crom thấp hơn như 1,25Cr-0,5Mo có thể phù hợp và dễ chế tạo hơn.

Cuộn lò thép hợp kim được sản xuất như thế nào?

Đúc ly tâm là phương pháp ưa thích cho các cuộn lò vì nó tạo ra các vật đúc hình trụ dày đặc với độ đồng tâm tốt. Đúc tĩnh và xây dựng chế tạo là những lựa chọn thay thế cho hình học phức tạp, đường kính lớn hoặc công việc sửa chữa.

Đúc ly tâm

Hợp kim nóng chảy được đổ vào khuôn thép quay, lực ly tâm sẽ loại bỏ khí và độ xốp đồng thời tạo ra thân hình ống dày đặc. Các bề mặt bên ngoài và bên trong sau đó có thể được gia công với dung sai chặt chẽ. Nhiều nhà máy sử dụng một con lăn lò đúc ly tâm chịu nhiệt dành cho các cuộn đỡ dải vì nó giữ cho tường và cấu trúc thớ được thẳng hàng.

Đúc ly tâm Heat-Resistant Rollers Supplier, Company Xinghua Jinniu Machinery Manufacturing Co., Ltd. là nhà cung cấp và công ty con lăn chịu nhiệt đúc ly tâm Trung Quốc, chuyên... Xem sản phẩm →

Đúc tĩnh với gia công chính xác

Đúc cát hoặc đúc đầu tư phù hợp với các cuộn ngắn hơn, hình dạng đầu phức tạp và thiết kế một lần. Bề mặt đúc thô hơn nên thường cần gia công hoàn thiện.

Cấu trúc cuộn chế tạo

Các cuộn chế tạo được lắp ráp từ các ống, trục và mặt bích đúc hoặc rèn. The shell often starts as a ống thép không gỉ chịu nhiệt cung cấp các đặc tính rão và oxy hóa cần thiết; lớp phủ hàn và xử lý nhiệt sau hàn nối các phần.

Công ty, nhà cung cấp ống thép không gỉ chịu nhiệt OEM/ODM Là nhà cung cấp ống thép không gỉ chịu nhiệt Trung Quốc và công ty OEM/ODM, Xinghua Jinniu ống thép không gỉ chịu nhiệt tùy chỉnh chuyên nghiệp... Xem sản phẩm →

Cách xử lý bề mặt lò cuộn kéo dài tuổi thọ

Tuổi thọ cuộn thường được kiểm soát bởi bề mặt, không chỉ kim loại cơ bản. A coating reduces scale, wear, and strip pickup.

Sơn phun nhiệt

Lớp phủ Alumina hoặc crom-cacbua làm giảm mài mòn và tích tụ ở nhiệt độ cao. Độ nhám bề mặt cuối cùng phải phù hợp với yêu cầu về chất lượng dải.

Weld Overlay (Hard Facing)

Bề mặt cứng bằng hợp kim chống oxy hóa tốt hơn có hiệu quả đối với các cuộn được chế tạo lại, nhưng phải kiểm soát độ pha loãng từ kim loại cơ bản để tránh nứt.

Lớp phủ khuếch tán

Gói hoặc khuếch tán hơi hóa học làm giàu bề mặt bằng nhôm hoặc crom, cải thiện khả năng chống oxy hóa mà không cần lớp phủ cơ học dày.

Các dạng hư hỏng thường gặp của cuộn lò thép hợp kim và cách phòng ngừa

Hầu hết các lỗi cuộn lò đều tuân theo các mẫu dễ nhận biết; cấp độ, lớp phủ hoặc thay đổi vận hành phù hợp sẽ ngăn chặn chúng.

• Quá nóng: vận hành trên nhiệt độ thiết kế sẽ đẩy nhanh quá trình oxy hóa và rão. Theo dõi nhiệt độ vùng và tránh các điểm nóng cục bộ.
• Độ võng của leo: căng thẳng kéo dài ở nhiệt độ cao làm cong cuộn. Sử dụng loại đã được HP sửa đổi hoặc giảm độ dài không được hỗ trợ.
• Tỉ lệ oxit: breakaway oxidation reduces the roll diameter. Sử dụng hợp kim Cr/Ni cao hơn hoặc lớp phủ bảo vệ.
• Tích tụ bề mặt: Khói kẽm, nhôm hoặc oxit ngưng tụ dính vào cuộn. Use a release coating or install cleaning rolls.
• Mệt mỏi do nhiệt: sưởi ấm và làm mát lặp đi lặp lại tạo ra các vết nứt bề mặt. Minimize temperature swings and avoid cold dips.
• Mài mòn và mài mòn: strip edges can score the roll surface. Áp dụng mặt cứng hoặc thay thế ống bọc bị mòn trước khi hư hỏng trở nên sâu.

Thông số kỹ thuật chính cần xác định khi đặt hàng cuộn lò thép hợp kim

Một đặc điểm kỹ thuật hoàn chỉnh sẽ tránh được tình trạng vật liệu không khớp và tiêu chí chấp nhận không rõ ràng. Bao gồm các mục sau đây trong đơn đặt hàng hoặc yêu cầu kỹ thuật:

1. Đường kính ngoài cuộn, độ dày thành, chiều dài tổng thể và kích thước tạp chí.
2. Cấp hợp kim và nhiệt độ sử dụng liên tục dự định.
3. Phương pháp đúc hoặc tạo hình, bao gồm mọi yêu cầu cho phép gia công.
4. Bề mặt hoàn thiện và dung sai cho thân cuộn và bề mặt tạp chí.
5. Yêu cầu về lớp phủ hoặc bề mặt cứng, bao gồm vật liệu phủ và độ dày.
6. Kiểm tra chất lượng và tiêu chí chấp nhận, chẳng hạn như phân tích hóa học, độ cứng, kiểm tra siêu âm và báo cáo kích thước.

Câu hỏi thường gặp về cuộn thép hợp kim cho lò nung

Sự khác biệt giữa hợp kim sửa đổi HK40 và HP cho cuộn lò là gì?

HK40 có độ bền rão thấp hơn và tốt nhất cho nhiệm vụ nhẹ hơn ở 950-1050°C. Hợp kim được sửa đổi của HP bổ sung thêm các thành phần vi hợp kim để tăng độ bền đứt, nhờ đó chúng có thể chạy nóng hơn và chịu tải cao hơn với mức giá cao hơn.

Bao lâu thì nên thay thế cuộn lò thép hợp kim?

There is no fixed interval. Việc thay thế phụ thuộc vào độ hao hụt đường kính, vết nứt, độ cong và chất lượng dải đo được; tuổi thọ sử dụng điển hình là từ hai đến năm năm trong các dây chuyền liên tục.

Cuộn lò thép hợp kim có thể được sửa chữa thay vì thay thế?

Có, nếu độ dày thành còn lại là đủ. Các vết nứt hoặc mòn nông có thể được hàn sửa chữa, gia công lại và kiểm tra trước khi tái sử dụng.

Nguyên nhân gây ra sự tích tụ trên cuộn lò và cách loại bỏ nó?

Sự tích tụ đến từ kẽm, nhôm, khói oxit hoặc cặn ngưng tụ trên cuộn nóng. Việc mài, chải hoặc làm sạch bằng hóa chất sẽ loại bỏ nó, tùy thuộc vào chất gây ô nhiễm và lớp phủ cuộn.

Những thử nghiệm chất lượng nào mà cuộn lò thép hợp kim phải vượt qua trước khi giao hàng?

Tối thiểu, cung cấp dữ liệu phân tích hóa học, độ cứng hoặc độ bền kéo, kiểm tra kích thước và kiểm tra siêu âm hoặc chất nhuộm thẩm thấu trên các khu vực quan trọng.

Kết luận

Việc xác định nhiệt độ vận hành, không khí, đường kính cuộn và chất lượng bề mặt trước khi đặt hàng cho phép bạn chọn loại và lộ trình sản xuất phù hợp với nhiệm vụ thực tế. Cách tiếp cận này làm giảm hư hỏng cuộn, giữ cho bề mặt dải sạch sẽ và giảm tổng chi phí vận hành lò.