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