激光熔覆及表面强化在钢铁行业的应用

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2022-08-03 14:02:43

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降本增效是企业追求的终极目标，纵观钢铁行业技术史上很多重大技术突破，例如转炉炼钢、连铸、连轧等，首要动因是降低成本。在冶金技术已相当成熟的今天，借助再制造技术延长冶金生产线核心部件的使用寿命，不仅能提升新产品的性能，还能修复废旧产品、延长产品寿命，同时有效减少了设备维修和停机时间，提高生产效率。 　　激光熔覆及表面强化工艺在钢铁行业的应用已经十分普遍，包括：激光熔覆/修复、激光表面淬火/强化、激光表面合金化等。 　　1　　侧导板激光熔覆 　　侧导板是热轧厚板带生产线的重要零部件。当前国内常规侧导板磨损严重，恶劣工段的使用寿命不超24h，且易导致粘钢、积瘤等现象，极大影响了生产效率和带钢质量。经过激光在侧导板的表面熔覆合金材料(可选)，加工后的侧导板寿命显著提高，有效降低生产成本。 　　2　　炉底辊激光熔覆 　　炉底辊作为高温板坯传输媒介，长期在充斥腐蚀性气体的高温环境下工作，与高温板坯直接接触的辊环，表面易出现粘钢、结瘤、氧化、腐蚀、磨损、高温蠕变等现象，特别是由粘钢和结瘤造成的板坯下表面凹坑、划痕、重皮等各类质量缺陷，在硅钢、冷轧原料等软钢上表现的尤为突出。通过激光在辊环表面熔覆一层耐高温、抗氧化、耐磨损的新型材料，避免因炉底辊使用周期内辊环表面出现粘钢、结瘤或氧化皮疏松剥落等现象，影响板坯后续轧制质量，可有效提高生产线经济效益。 　　3　　轧机牌坊激光修复/淬火 　　轧机牌坊是热轧机械中的关键设备，表面因腐蚀产生间隙，从而影响到板形的控制，对产品质量造成很大影响。通过激光在轧机牌坊机架熔覆合金层，可恢复原有形貌，无变形，有效增强轧机滑板安装面耐磨性能，延长使用寿命。 　　通过激光对轧机牌坊衬板进行淬火，有效提高衬板耐磨性能。下图为衬板激光淬火，加工前硬度显著提高，使用3个月后，表面没有损伤。 　　4　　扁头套激光再制造 　　精轧机机械主传动系统启动制动频繁，造成扁头套使用寿命短，失效故障多。采用激光熔覆对轧机主传动扁头套进行再制造，上机使用结果表明，经激光熔覆的扁头套，磨损量很小，寿命较未经激光熔覆的扁头套提升显著。 　　5　　长轴激光淬火 　　轴是传动系统的重要组成部分，通过激光淬火对轴进行激光硬化处理，寿命显著提高。下图为链轮轴激光淬火，淬火后硬度显著提高，无变形。 　　6　　轧辊激光合金化 　　轧辊是轧机上使金属产生连续塑性变形的主要工作部件和工具，长期恶劣的工作环境导致其表面剥落、裂纹甚至断裂的情况发生。通过激光对轧辊进行合金化处理，可有效延长轧辊使用寿命。下图为通过激光对棒材轧辊合金化处理，无变形，耐高温、耐腐蚀、过钢量提高显著。 　　除此之外，激光表面再制造技术还应用于轧机传动轴、齿轮轴、行车轮、剪刀、空心辊、减速机箱体等修复，激光表面再制造技术具有综合性能优异、材料利用率高、高柔性等优点，不仅可以使损伤的零部件恢复外形尺寸，还可以使其性能达到甚至超过新品的水平。目前已经在钢铁企业得到了大量的应用。 　　来源：武钢华工激光

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