汽車板退火爐爐輥表面涂層選擇及積瘤原因分析

牟瑞卿

摘要：現(xiàn)如今，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車已成為常用的出行交通工具。汽車保有量的增加，也給汽車工業(yè)制造提出了新的要求。汽車板作為汽車工業(yè)的重要組成部分，其在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)積瘤現(xiàn)象，影響汽車板的質(zhì)量?；诖?，文章主要對汽車板退火爐爐輥表面涂層的選擇進(jìn)行了分析，并對其積瘤原因進(jìn)行討論，確定了最終的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：汽車板退火爐；爐輥表面涂層；選擇；積瘤；預(yù)防措施

引言

近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車工業(yè)發(fā)展也越來越迅速，汽車鋼板用量也日益增加，汽車板生產(chǎn)成為汽車制造發(fā)展的熱門行業(yè)。連續(xù)退火爐作為汽車板生產(chǎn)線的主要核心設(shè)備，爐輥的表面狀況直接影響到帶鋼表面的質(zhì)量，不利于汽車板生產(chǎn)企業(yè)的良性發(fā)展。因此，在汽車板生產(chǎn)過程中，技術(shù)人員應(yīng)注重退火爐爐輥的表面狀況，找到火爐多次結(jié)瘤現(xiàn)象的原因，制定相應(yīng)的處理措施，以此來提高汽車板的生產(chǎn)效率。

1汽車板退火爐爐輥表面的噴涂特性

汽車板退火爐在運(yùn)行過程中主要包括以下幾個(gè)階段：預(yù)熱階段、加熱與均熱階段、緩冷與快冷階段、過時(shí)效段、終冷及水淬階段。退火爐在運(yùn)行過程中采用的是輻射管加熱方式，此加熱模式具有均勻、穩(wěn)定且控制精度高的優(yōu)勢，因此，其在汽車板生產(chǎn)中的應(yīng)用比較廣泛。爐輥是退火爐的主要組成部分，其表面涂層主要有：Cr3C2 NiCrAlY（PRAXAIR LCO 56）、Cr3C2 NiCr（PRAXAIR LC1C）、Cr3C2 NiCr等等。退火爐在運(yùn)行過程中，其溫度比較高，使得鋼板表面的氧化物在爐內(nèi)還原成Fe，而Fe與爐輥材料（耐熱不銹鋼）具有很強(qiáng)的親和性、互溶性，容易黏附在輥面上形成積瘤。同時(shí)，隨著爐輥工作面溫度的逐漸升高，其結(jié)瘤及磨損也會(huì)不斷增加，當(dāng)鋼板在輥面上運(yùn)行時(shí)時(shí)，也容易在鋼板上留下凹坑，從而影響鋼板表面質(zhì)量。為了保證汽車鋼板的生產(chǎn)質(zhì)量，退火爐爐輥涂層應(yīng)具有以下幾個(gè)特性：

第一，抗高溫氧化性。在退火爐爐輥運(yùn)行過程中，要想避免爐輥結(jié)瘤現(xiàn)象的發(fā)生，爐輥表面涂層就需要具備較高的抗高溫氧化性，這樣就能夠保證爐輥在高溫環(huán)境下工作的使用壽命，避免因爐輥結(jié)瘤導(dǎo)致的鋼板質(zhì)量問題。

第二，抗熱震性能。受退火爐工作模式的影響，爐輥在運(yùn)行過程中容易受到常溫與高溫的周期性熱沖擊，使得其在運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)應(yīng)力變形，不利于鋼板滑移工作的開展。提高其抗熱震性能，能夠?yàn)殇摪灞砻嫫秸⒐饣峁┘夹g(shù)保障。

第三，抗磨損性。設(shè)備在運(yùn)行過程中都會(huì)產(chǎn)生磨損，爐輥穩(wěn)定運(yùn)行是影響汽車板生產(chǎn)質(zhì)量的主要因素，良好的抗磨損性能夠有效提高爐輥的運(yùn)行效果，保障汽車板的質(zhì)量。

第四，抗積瘤性。積瘤的產(chǎn)生是影響爐輥運(yùn)行的主要因素，同時(shí)，其也會(huì)影響汽車板表面的平整與光滑。較好的抗積瘤性能，能夠降低爐輥表面涂層積瘤的產(chǎn)生，提高爐輥的運(yùn)行效果，從而提升汽車板的生產(chǎn)質(zhì)量。

2爐輥表面積瘤的表現(xiàn)形式及原因分析

從積瘤形成的機(jī)理上來分，可將積瘤分為兩大類：粘附性結(jié)瘤和反應(yīng)性結(jié)瘤。粘附性結(jié)瘤是指異物落在輥面上，并受壓黏附在輥面上，黏附物一般可以去除。反應(yīng)型結(jié)瘤是指帶鋼表面的氧化鐵或氧化錳被爐內(nèi)氣氛還原成鐵或錳，并與爐輥的機(jī)體材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的產(chǎn)物黏附在輥面上，難以去除。粘附性結(jié)瘤產(chǎn)生的原因是：帶鋼表面有異物黏附在輥面上，或爐內(nèi)氣氛中存在鐵粉、耐火材料纖維粉末等，隨著帶鋼與輥面的反復(fù)接觸，使這些粉末顆粒黏附在輥面上。圖1為粘屑在顯微鏡下觀察的微觀形態(tài)及能譜分析，顯示粘屑的主要成分是Fe。

通過圖1可以發(fā)現(xiàn)，爐輥粘屑的主要成分是Fe。

圖2表明結(jié)瘤的主要成分是MnO。通過對輥面上異物成分的分析，可以判斷產(chǎn)生積瘤的類型，從而正確選擇爐輥表面涂層。需要注意的是：爐輥表面容易積瘤，不完全是爐輥表面涂層的問題，爐子的操作條件如露點(diǎn)、氧含量、退火溫度、帶鋼張力等對輥面積瘤情況也有很大的影響。

3爐輥結(jié)瘤的預(yù)防措施

3.1爐內(nèi)氣氛的控制

連續(xù)退火爐爐輥前結(jié)瘤有時(shí)會(huì)出現(xiàn)了露點(diǎn)上升的情況，而通過對結(jié)瘤處理過程及形成原因分析，也證明了爐內(nèi)氣氛氧化性增強(qiáng)是產(chǎn)生結(jié)瘤的直接誘因。因此，要預(yù)防爐輥結(jié)瘤爐內(nèi)必須保持還原性氣氛，即保證露點(diǎn)始終處在要求的工藝范圍之內(nèi)。然而連續(xù)退火爐是整個(gè)生產(chǎn)線最核心、體積最大的設(shè)備，能夠影響其結(jié)瘤的因素有很多，技術(shù)人員要根據(jù)爐內(nèi)不同設(shè)備特點(diǎn)，按“點(diǎn)檢—定修—中修—大修”的模式，建立全面的爐內(nèi)設(shè)備管理體制。

3.2清洗質(zhì)量的控制

在清洗質(zhì)量控制過程中，技術(shù)人員需要減少軋鋼來料軋制后帶鋼表面的殘留物，可通過測量帶鋼表面清潔度來進(jìn)行評(píng)估；保證連退機(jī)組清洗段熱堿清洗、電解清洗、刷洗、漂洗以及熱風(fēng)干燥各區(qū)域的工藝參數(shù)，如熱堿電導(dǎo)率、熱風(fēng)干燥溫度的控制。只有這樣才能減少帶鋼帶入爐內(nèi)的軋制油、鐵屑、灰塵等雜質(zhì)，降低爐輥結(jié)瘤的可能性。另外，由于爐輥表面積瘤不完全是爐內(nèi)氣氛及清洗質(zhì)量引起的，因此，技術(shù)人員還應(yīng)合理選擇汽車板退火爐爐輥表面涂層，在爐輥升溫過程中降低輥面的熱輻射量，有效減少熔融的鐵粉及雜質(zhì)量，可減少結(jié)瘤物的聚集。同時(shí)，帶鋼在爐內(nèi)運(yùn)行速度與爐輥線速度如不一致，也會(huì)使帶鋼與爐輥產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，發(fā)生機(jī)械摩擦，帶鋼表面的殘余軋制油和鐵粉，尤其是鐵粉易在爐輥表面粘結(jié)聚集產(chǎn)生結(jié)瘤，各企業(yè)在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，要根據(jù)產(chǎn)線特點(diǎn)，分析產(chǎn)生結(jié)瘤的具體原因，采取針對性的措施進(jìn)行控制。

結(jié)束語

綜上所述，為了保證汽車鋼板的生產(chǎn)質(zhì)量，避免汽車板退火爐爐輥結(jié)瘤現(xiàn)象的出現(xiàn)，技術(shù)人員在工作中應(yīng)注重爐輥積瘤的預(yù)防控制工作，注重根據(jù)退火爐及清洗段的設(shè)備特點(diǎn)，建立全面的爐內(nèi)設(shè)備管理體制控制爐內(nèi)氣氛，從而提高帶鋼清洗質(zhì)量，使?fàn)t輥結(jié)瘤現(xiàn)象得到有效控制。

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