Новости отрасли

Дом / Блог / Новости отрасли / Графитовый стальной рулон: марки, свойства и руководство по выбору для прокатных станов

Графитовый стальной рулон: марки, свойства и руководство по выбору для прокатных станов

Клеть для черновой обработки, которая слишком быстро проходит валки, не только увеличивает затраты на расходные материалы, но и нарушает весь график кампании. Для сортовых, блюминговых и прутковых станов, работающих при сильном обжатии при высоких температурах, выбор материала имеет огромное значение. графитовый стальной рулон стал предпочтительным решением для этих сложных позиций, и не зря: его микроструктура решает сразу несколько проблем.

Что отличает графитовую сталь от стандартной литой стали?

Определяющей особенностью валков из графитовой стали является наличие мелких сферических частиц графита, распределенных внутри перлитной стальной матрицы. Это не случайно — это задумано. Графит действует как твердая смазка, уменьшая трение на границе раздела валков и существенно подавляя прилипание окалины окисленного железа к поверхности валков. Уже одно это продлевает срок службы канавок и улучшает качество поверхности проката.

Помимо смазки, графитовая фаза повышает теплопроводность. Тепло, выделяющееся во время прокатки с высокой степенью обжатия, распределяется по цилиндру более равномерно, что позволяет контролировать градиенты температуры поверхности. В результате получается меньше термических трещин, более стабильные размеры при термоциклировании и менее агрессивные требования к водяному охлаждению — практическое преимущество на заводах, где объем охлаждающей воды является ограничением.

По сравнению с полустальными валками механические свойства аналогичны, но графитовая сталь обеспечивает значительно лучшую стойкость к термическому растрескиванию и стойкость к прилипанию окалины при окислении. По сравнению с перлитным чугуном с шаровидным графитом он обеспечивает более высокую твердость и большую структурную прочность при обработке глубоких канавок.

Три класса, три области применения

Не все валки из графитовой стали одинаковы. Выбор марки зависит от положения клети, обжатия прокатки и целевой твердости. В таблице ниже приведены химический состав и диапазоны твердости трех имеющихся в продаже марок:

Химический состав и твердость по маркам (серия GS). Источник: данные спецификации продукта.
Оценка С (%) Си (%) Кр (%) Ni (%) Мо (%) Твердость (HSD) Типичное применение
ГС150 1,40–1,60 1,00–1,70 0,60–1,00 0,20–1,00 0,20–0,50 40–50 Черновая обработка сортового стана, валки для кромки горячей полосы
ГС160 1,50–1,70 0,80–1,50 0,50–1,50 0,20–1,00 0,20–0,80 45–55 Черновой стан, прутковый и проволочный стан промежуточный
GS190 1.80–2.00 0,80–1,50 0,50–2,00 0,60–2,20 0,20–0,80 50–60 / 55–65 Заготовочные клети блюмингового стана, тяжелая черновая обработка

Все три марки производятся с диаметром ствола от 400 мм до 1400 мм, охватывая полный размерный диапазон типовых сечений и конфигураций блюминговых станов. Контроль примесей жесткий по всем направлениям: P ≤ 0,035% и S ≤ 0,030% поддерживаются во всех марках, чтобы избежать охрупчивания по границам зерен.

Соответствие уклона и позиции стойки

графитовый стальной рулон GS150 является выбором начального уровня: твердость 40–50 HSD придает ему достаточную прочность, чтобы поглощать ударные нагрузки, типичные для черновых клетей, где сокращение проходов велико, а поверхность заготовки все еще сильно окалинистая. Относительно низкое содержание углерода снижает риск хрупкости. Он хорошо подходит для черновой обработки сортовых станов, черновых проходов горячей полосы и обрезных валков.

графитовый стальной рулон GS160 твердость повышается до 45–55 HSD, с немного более высоким пределом содержания углерода и более широким диапазоном молибдена (0,20–0,80%). Добавление Mo стабилизирует структуру карбида при повышенных температурах, что делает этот сплав подходящим для черновых станов, где термическая нагрузка выдерживается в течение более длительных периодов эксплуатации.

графитовый стальной рулон GS190 имеет самое высокое содержание углерода (1,80–2,00%) и самый широкий диапазон никеля (0,60–2,20%), что значительно увеличивает как твердость (до 65 HSD в более высоких характеристиках), так и ударную вязкость для совокупных требований к заготовочным клетям блюминга. Более высокое содержание никеля улучшает прокаливаемость и обеспечивает постоянную перлитную матрицу даже в валках большого диаметра, где размер сечения влияет на скорость охлаждения во время термообработки.

Role of Alloying Elements

Понимание вклада каждого элемента делает сравнение марок более значимым, чем рассмотрение только показателей твердости:

  • Углерод (С): Более высокий уровень углерода увеличивает объем карбидной и графитовой фаз, что повышает твердость, но требует более жесткого контроля термообработки, чтобы избежать чрезмерной хрупкости.
  • Хром (Cr): Повышает стабильность карбидов, повышает износостойкость и коррозионную стойкость при повышенных температурах. Более широкий диапазон Cr GS190 (0,50–2,00%) позволяет регулировать прочность или твердость в зависимости от требований кампании.
  • Никель (Ni): Укрепляет матрицу и улучшает прокаливаемость, что крайне важно для валков большого диаметра, где сердечник должен сохранять достаточную прочность. Повышенное содержание Ni в GS190 позволяет надежно подвергать эту марку термообработке при диаметре 1000 мм и выше.
  • Молибден (Мо): Улучшает зернистую структуру, противостоит размягчению при высоких температурах и стабилизирует карбиды во время термоциклирования. Его присутствие во всех трех марках объясняет стабильные характеристики графитовой стали при широких колебаниях температуры при горячей прокатке.

Практические критерии выбора

На практике выбор бросков определяют три вопроса. Первое: каков коэффициент уменьшения стойки? Позиции черновой обработки с высокой степенью уменьшения и глубокими канавками требуют прочности GS150 или GS160 по сравнению с более твердыми, но более хрупкими альтернативами. Второе: какова интенсивность термоцикла? Станы с прерывистой прокаткой и длительными задержками между проходами создают агрессивные термические циклы — в этих условиях преимущество графитовой стали в проводимости является наибольшим. В-третьих: какова температура на входе заготовки? Температура на входе в блюминг выше 1150°C приводит к более высокой термической нагрузке на поверхность валков; Улучшенное содержание сплава GS190 позволяет избежать риска термического растрескивания, который мог бы повлиять на материал более низкого качества.

full графитовый стальной рулон Ассортимент продукции включает сортовые станы, прутковые и проволочные станы, блюминговые станы, черновые станы горячей прокатки и кромкообрезные станы — практически все категории клетей, где прочность и термическая стабильность должны сосуществовать. Для покупателей, оценивающих варианты валков из литой стали на нескольких позициях стана Сопоставление требований к твердости с положением стойки и входной температурой позволит быстро сузить выбор сорта. Если есть сомнения относительно выбора двух соседних марок, вариант с более низкой твердостью обычно более безопасен с точки зрения надежности кампании; разница в скорости износа скромная, но разница в риске поломки нет.