Старооскольский технологический институт им. А. А. Угарова (филиал) Национального исследовательского технологического университета «МИСиС», Старый Оскол, Россия:

А. В. Макаров, заведующий кафедрой технологии и оборудования в металлургии и машиностроении им. В. Б. Крахта, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: makarov.av@mail.ru

А. А. Владимиров, ассистент кафедры технологии и оборудования в металлургии и машиностроении им. В. Б. Крахта, канд. техн. наук

ФГБОУ ВО «НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:
А. Е. Кудряшов, ведущий научный сотрудник НУЦ СВС, канд. техн. наук, эл. почта: aekudr@yandex.ru

ООО «АСМ Группа», Череповец, Россия:
М. А. Баранов, исполнительный директор ООО «АСМ Группа», эл. почта: baranov@asm-swm.com

Разработаны экспериментальные составы порошковых проволок для электродуговой наплавки правильно-тянущих роликов МНЛЗ для АО «Оскольский электрометаллургический комбинат им. А. А. Угарова» (АО «ОЭМК им. А. А. Угарова»). Для повышения эксплуатационных свойств наплавленных слоев в шихту распространенной порошковой проволоки для электродуговой наплавки АСМ 4603-SA (Fe – С – Cr – Mn – Mo – W – V– Si – Ni) вводили тугоплавкие компоненты: микро- и нанодисперсные порошки карбида вольфрама (3–12 %), а также порошок гексагонального нитрида бора (0,1–0,2 %). Проведен комплекс исследований структуры, состава и свойств наплавленных слоев. Увеличение содержания тугоплавкой добавки карбида вольфрама в шихте АСМ 4603-SA с 3 до 12 % способствует росту твердости наплавленных слоев с 48,9 до 55,1 HRC. Максимальная твердость слоя установлена у образца, наплавленного проволокой АСМ 6 (АСМ 4603-SA + 6 % WC + 0,1 % BNг) — 57,1 HRC. Рентгеноструктурным фазовым анализом обнаружено присутствие твердых растворов на основе α-Fe и γ-Fe железа в наплавленных слоях. Максимальное количество твердого раствора на основе α-Fe наблюдается в слое, наплавленном проволокой АСМ 6 (84 %). Изучен элементный состав различных областей в наплавленных слоях. Показано, что структура наплавленных слоев состоит из областей мартенсита, окруженного прослойками аустенита.

Авторы выражают благодарность заместителю директора по науке и инновациям СТИ НИТУ «МИСиС», в настоящее время проректору по науке ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» канд. физ.-мат. наук Н. И. Репникову за активную помощь в организации сотрудничества между СТИ НИТУ «МИСиС» и АО «ОЭМК им. А. А. Угарова».

1. Смирнов А. Н., Пилюшенко В. Л., Минаев А. А. и др. Процессы непрерывной разливки. — Донецк : Донецкий национальный технический университет, 2002. — 536 с.
2. Угарова О. А. Анализ производства глобального продукта черной металлургии // Экономика в промышленности. 2013. № 4. С. 48–53.
3. Du Toit M., Van Niekerk J. Improving the life of continuous casting rolls through submerged arc cladding with nitrogen-alloyed martensitic stainless steel // Welding in the World. 2010. Vol. 54, Iss. 11(12). P. 342–349.
4. Sanz А. New coatings for continuous casting rolls // Surface and Coatings Technology. 2004. Vol. 177-178. P. 1–11.
5. Hadizadeh B., Bahrami A., Eslami A., Abdian K., Araghi M., Younes Etezazi M. Establishing the cause of failure in continuous casting rolls // Engineering Failure Analysis. 2020. Vol. 108. 104346 p.
6. Бердников С. Н., Подосян А. А., Вдовин К. Н., Бердников А. С. Причины поломки роликов МНЛЗ и поиск новых материалов и конструкций для их изготовления // Сталь. 2012. № 2. С. 95–98.
7. Буланов Л. В., Корзунин Л. Г., Парфенов Е. П. и др. Машины непрерывного литья заготовок. Теория и расчет. — Екатеринбург : Уральский центр ПР и рекламы «Марат», 2004. — 349 с.
8. Хитько Л. А. Выбор сплавов и разработка технологии центробежного литья биметаллических заготовок для роликов МНЛЗ // Теория и практика металлургии. 1998. № 4. С. 33–34.
9. Klime L., Brezina M., Mauder T., Charvat P., Kleme J. J., Stetina J. Dry cooling as a way toward minimisation of water consumption in the steel industry: A case study for continuous steel casting // Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 275. 123109 p.
10. Дубровский С. А., Попов А. В., Горпинченко М. А. Восстановление роликов МНЛЗ методом электрошлакового переплава // Сталь. 2013. № 12. C. 48–50.
11. Arunim R., Kanwer Singh Arora, Lester S., Mahadev Shome. Laser cladding of continuous caster lateral rolls: microstructure, wear and corrosion characterisation and on-field performance evaluation // Journal of Materials Processing Technology. 2014. Vol. 214, Iss. 8. P. 1566–1575.
12. Jian Dong Lin, Ping Huang, Fan He. Research of surfacing technology on continuous casting roller // Advanced Materials Research. 2011. Vol. 189-193. P. 3370–3376.
13. Li J., Sun D. Y., Zhang F. Properties of nano ZrO₂ coating on roller surface of continuous casting machine // Iron and Steel. 2017. Vol. 52. No. 10. P. 104–108. DOI: 10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170114.
14. Zhang F., Sun D., Xie J., Xu S., Huang H., Li J. et al. Application of zirconia thermal barrier coating on the surface of pulling-straightening roller // International Journal of Heat and Technology. 2017. Vol. 35. No. 4. P. 765–772. DOI: 10.18280/ijht.350410.
15. Brezina J., Brezinova J., Vinas J. Possibilities for using new types of additive materials for hardfacing // Trans Tech Publications. 2020. Vol. 405. P. 171–178. DOI: 10.4028/www.scientific.net/ddf.405.171.
16. Лещинский Л. К., Матвиенко В. Н., Иванов В. П. и др. Промышленное освоение технологии наплавки роликов МНЛЗ // Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки. 2019. Вып. 38. С. 87–94.
17. Brezinová J., Balog P. Restoring functional areas of continuously casted cylinders // Scientific Proceedings. 2012. Vol. 20. P. 81–86. DOI: 10.2478/v10228‐012‐0013‐8.
18. Репников Н. И., Макаров А. В., Кудряшов А. Е., Бойко П. Ф., Мамкин В. А. Определение перспективных наплавочных материалов для восстановления роликов вторичного охлаждения МНЛЗ с использованием структурных и трибологических исследований // Материалы Тринадцатой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Наука и производство». 2016. Т. 1. С. 280–284.
19. Рябцев И. А., Кондратьев И. А., Гадзыра Н. Ф. и др. Влияние ультрадисперсных карбидов в порошковых проволоках на свойства теплоустойчивого наплавленного металла // Автоматическая сварка. 2009. № 6. С. 13–16.
20. Третьяков В. И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. — М. : Металлургия, 1976. — 527 с.
21. ГОСТ 9013–59. Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу. — Введ. 01.01.1959. — М. : Издательство стандартов, 1959.
22. Шелехов Е. В., Свиридова Т. А. Программы для рентгеновского анализа поликристаллов // Металловедение и термообработка металлов. 2000. № 8. С. 16–19.