热喷涂技术在钢铁冶金循环经济中的作用
任先京，章德铭，方波
有色金属(冶炼部分)
在钢铁企业中，大量设备工件处于高温、高速、重载荷或腐蚀环境工况条件下运行，因此对钢铁冶金设备的使用与消耗量巨大，一个大型钢铁企业每年为此要付出几亿元以上的资金，严重影响着生产效率的提高和产品的优化。钢铁冶金设备往往需要承受高温氧化、冷热疲劳与应力变形、钢液和各种渣氛导致的化学腐蚀，以及拉坯、牵引等操作对其产生的摩擦与磨损。这就要求钢铁冶金设备表面需具备高的机械强度、良好的导热性以及较好的耐磨、耐腐蚀性能。采用先进热喷涂技术和先进设计与管理方法，可以使钢铁冶金设备不断得到技术改造，延长其寿命和报废期限，从而降低新产品制造过程中造成的能源消耗和环境污染，大量减少了废弃产品对环境的污染以及处理工业固体垃圾的费用，节能节材、降低污染和创造更多的利润，并且减少了设备维修和停机时间，提高了生产效率。可见，热喷涂技术是实现高效、绿色钢铁发展模式的重要途径。热喷涂技术主要应用于特殊工况和表面有特殊要求的场合，典型应用如各种退火炉中的炉底辊、热镀锌生产线的沉没辊、结晶器短边铜板及冷热轧工艺辊道。上海宝钢机械厂为此做了许多有益的探索与实践钢板表面的氧化物在炉内气氛下会还原成铁，并粘附在炉底辊辊面上形成积瘤，严重影响钢板的表面质量。为此，炉底辊采用等离子喷涂具有较高硬度、耐热性和抗热冲击性能的材料，可适于高达1100℃的炉内气氛。日本钢铁企业应用超音速火焰喷涂修复退火炉底辊，修复率从20世纪80年代中期的30％上升到90年代后期的80％，而带钢因结瘤等引起的次品率则由85％下降到零。输送辊采用火焰喷焊Ni基系列材料涂层，硬度可达HRC55以上，涂层与基体之间为冶金结合，能承受冲击载荷且具有较高的耐磨和耐蚀性。电镀生产线镀锡和镀锌用的导电辊，在电镀过程中受到腐蚀、磨损及附着的异物等影响，其寿命很短，通过热喷涂非晶态涂层可望获得良好效果。采用热喷涂技术在结晶器表面喷涂自熔性合金涂层，并辅以增强涂层与基体结合的措施后，其耐用性为镀铬结晶器的10倍以上。
沉没辊是热镀锌机组的一个重要组成部分，工作时沉浸在460～480℃左右的锌液中，在钢板的驱动下旋转，起导向作用。沉没辊受液态锌腐蚀每年带来的损失是巨大的，例如美国大约有57条连续热镀锌生产线，由此产生的损失每年高达5亿美元左右。根据最新调查显示，2006年中国已拥有热镀锌板生产线186多条，每年造成的经济损失达到十几亿美元。随着国民经济的持续稳定发展，镀锌板需求量必将继续增长，抑制或减少腐蚀的发生。可缩短停产时间、降低维修和更换辊子等费用，节约能源和改善环境。沉没辊通常采用超音速火焰方法喷涂对熔融锌和锌铝有较低润湿性、不形成脆性金属间化合物相且有较高耐磨性的材料。
参考文献 略
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