열연 라미너 시스템의 핵심 장비인 라미너 냉각 롤은 정련기 출구와 코일러 사이에 위치하여 고온의 스트립 강재를 이송하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 롤은 400°C~600°C의 온도에서 냉각수, 교대 하중 및 압축력에 의한 열 충격을 받으며 지속적으로 작동하는 가혹한 조건에서 작동합니다. 이러한 극한 조건에서 기존 롤 표면은 종종 마모, 부식, 박리가 발생하여 생산 효율과 제품 품질에 큰 영향을 미칩니다.

기존 프로세스의 기술적 병목 현상

전통적으로 층류 냉각 롤의 제조에는 Ni60 합금에 화염 스프레이를 사용한 후 유도 재용융하는 방식이 사용되었습니다. 하지만 이 방식에는 분명한 한계가 있습니다:

• 불충분한 결합 강도: 분사된 레이어와 기판 사이의 결합 강도는 일반적으로 200MPa 미만이므로 사용 중 코팅이 벗겨질 수 있습니다.
• 심각한 변형 및 고르지 않은 코팅: 기존 공정의 높은 열 투입은 고르지 않은 코팅 미세 구조로 인해 공작물의 심각한 변형을 유발하여 현대의 연속 생산 요구를 충족하지 못하는 제한된 서비스 수명을 초래합니다.

레이저 클래딩 기술의 획기적인 이점

기존의 표면 수정 기술에 비해 레이저 클래딩은 상당한 기술적 이점을 제공합니다:

야금 품질 혁신

클래딩 층은 기판과 완전한 금속학적 결합을 형성하며, 결합 강도는 기판 강도의 85% 이상에 이릅니다. 공정 중 빠른 응고(냉각 속도 10^4-10^6 K/s)로 미세한 수지상 미세 구조가 형성되어 코팅의 밀도가 크게 향상됩니다.

정밀 열 제어

레이저 클래딩은 저열 입력 공정을 채택하여 3-8% 범위 내에서 희석 속도를 정밀하게 제어합니다. 기판의 열 영향 영역(HAZ)이 1mm 미만으로 유지되어 공작물 변형을 효과적으로 방지하고 치수 안정성을 보장합니다.

혁신적인 머티리얼 디자인

그린스톤테크는 층류 냉각 롤의 고유한 작업 조건에 맞춘 특수 합금 분말 시스템을 개발했습니다. 이 시스템은 크롬, 몰리브덴, 텅스텐과 같은 카바이드 형성 원소의 비율을 최적화하여 코팅 인성을 유지하면서 고온 내마모성을 향상시킵니다.

엔지니어링 실습 및 성능 검증

그린스톤테크는 층류 냉각 롤의 고장 메커니즘에 대한 심도 있는 연구를 통해 독자적인 공정 솔루션을 개발했습니다:

혁신적인 장비 및 프로세스

ULC 시리즈 고속 클래딩 장비는 동축 파우더 공급 시스템과 결합하여 클래딩 공정을 정밀하게 제어합니다. 레이저 출력(3-4kW), 스캐닝 속도(10-15mm/s), 파우더 공급 속도(20-30g/분)와 같은 주요 파라미터를 최적화하여 클래딩 층의 품질을 일관되게 유지합니다.

달성한 성과 지표

실제 적용 사례에 따르면 클래딩 레이어 두께는 1.3mm로 안정적으로 유지되며 표면 경도는 55-60 HRC에 달합니다. 600°C에서도 코팅은 기공이나 균열과 같은 결함 없이 우수한 내마모성을 유지합니다. 이 롤의 수명은 기존 공정을 3배 이상 뛰어넘습니다.

품질 관리 시스템

초음파 테스트, 경도 구배 분석, 금속 조직 검사 등 종합적인 품질 관리 프로세스가 확립되어 있습니다. 이를 통해 수리된 모든 롤이 지정된 기술 표준을 충족하도록 보장합니다. 산업 검증을 통해 이 프로세스는 층류 냉각 롤의 유지보수 주기를 기존 방식보다 2.5배 연장하여 가동 중단 시간을 크게 줄인다는 사실이 확인되었습니다.

레이저 클래딩 대 화염 스프레이 용접

레이저 클래딩 프로세스:
공작물 → 탈지 → 레이저 클래딩 → 마감 → 검사

화염 스프레이 용접 프로세스:
공작물 → 탈지 → 샌드 블라스팅 → 예열 → 스프레이 용접 → 재용접 → 절연 → 마감 → 검사

레이저 클래딩과 화염 스프레이 용접의 종합적인 성능 비교

기술 전망

친환경 제조에 대한 관심이 높아지면서 레이저 클래딩 기술은 뛰어난 성능과 환경적 이점으로 인해 층류 냉각 롤의 표면 강화에 선호되는 솔루션이 되고 있습니다. 그린스톤테크는 앞으로도 공정 파라미터를 최적화하고, 새로운 합금 소재를 개발하고, 열연 압연에 이 기술을 대규모로 적용하여 철강 산업의 장비 업그레이드를 위한 기술 지원을 제공할 것입니다.