夹辊

夹棍是连铸机组辊道的主要部件。辊道主要由分布在二冷段的夹辊、承担拉拔任务的拉矫辊以及承担铸坯输送任务的输送辊组成。夹辊材质主要为45#钢的结构和低合金钢，为实芯辊，耐热和耐磨性能不佳，使用中磨损和变形严重。为了提高其耐磨性，有不少厂家采取热处理措施，提高辊面硬度。由于在连铸过程中夹辊不断遭受冷、热激变的冲击，热处理所获得的组织被破坏，收效甚微。

夹辊的工作状况

连铸机组的辊道主要由分布在二冷段的夹辊、承担拉拔任务的拉矫辊以及承担铸坯输送任务的输送辊组成，其中夹辊是最为关键的部件。

连铸过程中，在结晶器内的钢液，通过高压水冷却，在贴近结晶器壁处生成凝固壳，壳内仍为尚未冷凝的钢液，形成了半凝固状态的铸坯.铸坯进入冷却段，在铸坯表面直接喷淋高压水进行二次冷却，促进内部钢液的冷却凝固。此时的铸坯，由于内部钢液的静压和冷却的热应力而发生变形，极易引起表面滑移。因此在二冷段设置了作为导位机构的冷却夹辊。

夹辊安装在同一画弧上，铸坯夹在二排辊之间进行凝固、矫正拉拔，夹辊在与高温铸坯接触的同时，还遭受高压冷却水的快速冷却，不断承受加热、冷却的作用。连铸的拉拔速度通常都在4m/min以下，铸坯移动十分缓慢，夹辊承受的冷、热冲击极大，工作条件十分苛刻。

夹辊损坏的因素及状况

在上述恶劣环境下工作的夹辊，使用寿命不长，其原因为:

1.反复加热和冷却，辊面产生龟裂，随着裂纹的扩展和延伸，最终造成报废；

2.辊面与高温铸坯接触，受高温氧化和冷却水的侵蚀，引起氧化和腐蚀剥落，形成凹凸不平的缺陷，严重影响铸坯表面质量而无法继续使用。

提高夹辊的使用寿命，必须改善其耐热、抗龟裂、耐高温磨损性能。国外采用铬系不锈钢堆焊辊和离心铸造辊，上述性能有明显改善，取得了良好效果。

我国使用的夹辊，其材质主要为45#钢的结构和低合金钢，为实芯辊，耐热和耐磨性能不佳，使用中磨损和变形严重。为了提高其耐磨性，有不少厂家采取热处理措施，提高辊面硬度。由于在连铸过程中夹辊不断遭受冷、热激变的冲击，热处理所获得的组织被破坏，收效甚微。

预保护措施及使用效果

国外使用的铬系离心铸造夹辊和铬系不锈钢堆焊辊，具有优良的耐热、耐磨和耐蚀性能，使用寿命明显提高。但是，夹辊在使用中辊面磨损限度一般不超过1mm。离心铸造辊的制造成本高，使用中真正有效利用的仅辊面1mm，合金利用率极低，堆焊辊在堆焊过程中，由于存在焊层成份稀释和焊道平整度差的问题，要确保1mm的工作层，至少要堆2层以上，粉末热喷涂是使加速输送的合金粉末，通过氧—乙炔焰高温区，达到半熔融的软化状态，喷射到辊面形成粉末涂层，然后对该涂层进行高温强化加热，使之熔化并与基材表面产生互熔扩散，在辊面形成类似堆焊的合金涂层。在喷涂过程中，粉末粘附率达到95%以上，重熔时互熔扩散层在10μm以内。

涂层平整光滑，对夹辊来说，涂层不用进行机械加工，合金利用率一般在85%以上，大大超过离心铸造辊和堆焊辊。采用超高合金喷涂材料，可以获得比前二类辊更为优异的性能。

在夹辊间运行的铸坯，内部仍残存着尚未凝固的钢液，温度极高，喷射的冷却水接触铸坯时，有一部份直接汽化为高温蒸汽，引起汽蚀，造成辊面缺陷，也是影响夹辊使用寿命的重要因素之一。因此在考虑耐热、耐磨、耐蚀性能的同时，还应提高其耐汽蚀性能。钻基合金除了耐热、耐磨、耐蚀性能优异外，耐汽蚀性能最为理想。因此选择了钻基自熔合金粉末作为喷徐粉末材料。

在使用过程中，对靠近结晶器出口处的三对夹辊进行定期定位测里，其使用效果为:

未进行预保护的夹辊，使用二周后，辊面出现明显龟裂。随着时间的延长，裂纹不断延伸，并向纵深发展。到一个月时，辊面粗糙不平，对铸坯表面质量已产生不良影响。使用30天测量，接触铸坯的辊面因氧化剥落和磨损，直径减少1.2mm。使用45天后，三对夹辊先后因变形(2根)、磨损(二根辊径减少超过2mm)、表面凹凸不平严重影响铸坯质量<2根)而全部更换。

喷焊的预保护辊，使用3周后出现微裂纹，裂纹均匀分布在喷焊层的整个表面。一个月后裂纹仍为斑纹状，没有增宽现象.使用30天测量辊径，几乎没有损耗。第45天测量，喷焊层厚度损耗0.1mm辊径减少0.19mm)。使用到第68天，因操作事故，结晶器滋钢而被迫停机。由于拉拔中断，夹辊停止转动，铸坯长时间夹在辊子中间，接触铸坯的辊面，局部温度上升，造成喷焊层局部熔融损坏，影响了继续使用。此时测量未烧损面，喷焊层的厚度损耗量在0.2rnrn以下(辊径减少最多的为0.39mm)。

总结

1.预保护辊喷焊层厚度损耗，使用45天为0.1mm, 1个月为0.07mm，普通辊使用1个月，辊径减少1.2mm，单面减少为0.6mm，二者相比相差近9倍，表明预保护辊的耐热、耐磨、耐蚀性能明显提高，确实有效地提高了夹辊的使用寿命。

2.定期检查发现，预保护辊辊面开始出现的龟裂为网状均匀分布在整个喷焊面。继续使用过程中，裂纹宽度有所增加，达到一定程度后便不再扩大，而且裂纹的形状和数量始终没有变化。在更换下来的辊上取样发现，裂纹仅存在于预保护层，基材表面无任何裂纹。其原因在于，预保护层的裂纹分布均匀，受到热应力时，应力通过裂纹分散释放，降低了热应力的影响。当裂纹扩大到一定程度后，裂纹释放的应力与所受热应力之间接近平衡，基本上消除了热应力的影响，故裂纹不再向纵深发展。表明预保护层具有明显的保护功能。

3.因辊身变形造成报废也是夹辊经常发生的大问题，而预保护辊从未出现过类似问题。预保护辊在使用时，基材表面不与高温铸坯接触，热量通过喷焊层传到基材。高合金喷焊层的热导性较差，接触铸坯时所获得的热量，大部分尚来不及传到基材，已被冷却水带走，因此能够保护辊身(工作状态)强度，在防止变形中发挥一定作用。

4.自熔合金熔点较低。在因事故或设备故障停机而中止拉拔的场合，铸坯长时间静止夹在辊子中间，自熔合金预保护层吸收来自铸坯的热量无法散发，当温度升高到自熔合金的熔点时，预保护层将产生熔融烧损。

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