[发明专利]一种具有抗高温结瘤抗氧化耐腐蚀耐磨损涂层的高温热轧钢炉辊

说明书

本发明公开了一种钢厂热轧生产线的具有抗高温结瘤抗氧化耐腐蚀耐磨损纳米涂层的高温热轧炉辊，包括炉辊(100)，炉辊(100)包括设置于炉内的炉辊本体(110)和设置于炉辊本体(110)两端的炉辊轴部(120)，在炉辊本体(110)的工作面上设置有功能性纳米陶瓷涂层(200)。本发明具有抗高温结瘤抗氧化耐腐蚀耐磨损纳米涂层的高温热轧炉辊，其抗高温结瘤抗氧化耐腐蚀耐磨损使用周期为12个月以上，大大长于现有技术中炉辊辊面抗高温结瘤抗氧化耐腐蚀耐磨损使用周期，使得炉辊可以长时间的持续工作，降低了生产成本，提高了工作效率。

技术领域

本发明属于钢厂热轧生产线的中、高温炉辊表面热喷涂技术领域，具体涉及 一种用于钢厂热轧生产线的具有抗高温结瘤抗氧化耐腐蚀耐磨损纳米涂层的高 温热轧炉辊。

背景技术

钢铁厂热轧生产线的炉内均采用辊道作为板带产品的输送。炉内的工作温度 约为500～1200℃，炉内气氛含氧或不含氧。炉辊一般为空心铸造，表面形态 为平辊或粗糙度很高的杨梅粒状，材质一般为耐高温含铬合金钢，转速为0.25～ 80米/分钟。生产过程中发现，炉内辊的表面存在不同程度的结瘤现象，结瘤尺 寸大小不一，高低不一，严重影响着板带产品的表面质量。研究发现，结瘤的产 生主要是由于在生产过程中，当辊面局部粘附小片氧化铁皮，后随着钢板进入炉 内带入氧化铁皮的累积叠加，并在近乎热熔的柔软状态下发生高温氧化而逐步增 大。同时，在高温状态下，粘结层状氧化铁皮和炉底辊黏附碾压会更加紧密突起。 再者，炉内气氛对于炉辊结瘤也有相当大的影响，由于助燃空气是通入辐射管内 的，在辐射管金属外管完好时，其良好的密封性保证了助燃空气不可能进入炉膛内，然而在长期高温下燃烧的辐射管，由于使用原因，有可能产生裂纹，导致助 燃空气从裂纹中进入炉膛内造成氧化气氛。炉辊的使用寿命直接影响着生产线的 正常运转，而炉辊的结瘤也严重影响着产品质量。

对于热轧生产线而言，技术含量最高、制造难度最大的是高温段炉辊。辊身 长在1.5-5m以上，炉辊直径800～2000mm。该高温段炉辊在500-1200℃高温 环境中承受各种重荷磨损及气体腐蚀，因此，对炉辊抗高温疲劳、抗氧化、耐腐 蚀和耐磨损性能要求较高。由于炉辊的特殊工况条件，及对板材表面质量的严格 要求，如何解决炉辊在工况条件下的失效是现今亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术中钢厂热轧、冷轧生产线的 中、高温炉辊所存在的缺陷，提供一种具有抗高温结瘤抗氧化耐腐蚀耐磨损纳米 涂层的高温热轧炉辊。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种具有抗高温结瘤抗氧化耐腐蚀耐磨损纳米涂层的高温热 轧炉辊，包括炉辊100，所述炉辊100包括设置于炉内的炉辊本体110和设置 于炉辊本体110两端的炉辊轴部120，在所述炉辊本体110的工作面上设置有功 能性纳米陶瓷涂层200。

进一步地，在所述的具有抗高温结瘤抗氧化耐腐蚀耐磨损纳米涂层的高温热 轧炉辊上，所述炉辊本体110的长度为1.5～5m以上，直径为800～2000mm。

进一步优选地，在所述的具有抗高温结瘤抗氧化耐腐蚀耐磨损纳米涂层的高 温热轧炉辊上，采用等离子喷涂技术在炉辊本体110的工作面上通过对喷涂工艺 条件的控制制备所述功能性纳米陶瓷涂层200。

进一步较为优选地，在所述的具有抗高温结瘤抗氧化耐腐蚀耐磨损纳米涂层 的高温热轧炉辊上，所述功能性纳米陶瓷涂层200为氧化铬基陶瓷复合材料。

进一步优选地，在所述的具有抗高温结瘤抗氧化耐腐蚀耐磨损纳米涂层的高 温热轧炉辊上，所述喷涂工艺条件包括氢气和氩气流量、喷涂距离、喷涂角度、 供粉率及载气的流量、电弧的功率、电流电压的调节控制、等离子水的流量及基 体温度的控制。

进一步地，在所述的具有抗高温结瘤抗氧化耐腐蚀耐磨损纳米涂层的高温热 轧炉辊上，所述功能性纳米陶瓷涂层200的厚度为150-300μm。