BRPI0819856B1

BRPI0819856B1 - Cilindro de soleira em um forno de recozimento contínuo e seu método de produção

Info

Publication number: BRPI0819856B1
Application number: BRPI0819856-0A
Authority: BR
Inventors: Yasushi Kurisu; Tatsuo Suidzu
Original assignee: Tocalo Co., Ltd.; Nippon Steel Corporation
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2019-09-17
Also published as: KR20100066536A; US8864869B2; TWI397589B; EP2213755B1; CN101878316A; CN101878316B; JPWO2009069829A1; BRPI0819856A2; JP5306227B2; US20100230874A1; WO2009069829A1; KR101204064B1; EP2213755A1; EP2213755A4; TW200936772A

Abstract

cilindro de soleira em um forno de recozimento contínuo e seu método de produção a presente invenção refere-se a cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo capaz de suprimr a ocorrência de acúmulo na superfície do cilindro de soleira e capaz de ser usado estavelmente por um longo período sob um ambiente de alta temperatura em um forno de recozimento contínuo e um método de produção do mesmo. o cilindro de soleira pia um forno de íecozimento contínuo tem um revestimento cermet compreendido de 50 a 90% em volume de cerâmica e o saldo sendo uma liga resistente ao calor em sua superfície, a cerâmica contendo cr3c2: mais de 50 a 90% em volume, ai203: 1 a 40% em volume, y 20 3: o a 3% em volume, e zr82: o a 40% em volume e tendo um saldo de impurezas inevitáveis e poros, a liga resistente ao calor contendo cr: 5 a 20% em massa, ai: 5 a 20% em massa, e um ou ambos entre y e si: o, 1 a 6% em massa e tem um saldo de um ou ambos entre co e ni e as inevitáveis impurezas.

Description

A presente invenção refere-se a um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo fornecido com um revestimento espalhado com chama em sua superfície e suprimindo o acúmulo em uma superfície do cilindro no momento da laminação e a um método de produção do mesmo. ANTECEDENTES DA TÉCNICA

Em equipamentos para produção de material chapa metálica, em particular linhas de processo de produção de chapa de aço, quando se faz um cilindro de transporte girar a uma alta velocidade para alimentar a chapa de aço, ocorrem os fenômenos de deslizamento e movimentação sinuosa da chapa de aço, deposição e acúmulo de sujeira na superfície do cilindro de transporte, etc.

Em particular, em um forno de recozimento contínuo, os cilindros de soleira transportam a chapa de aço em um estado de alta temperatura, então o acúmulo ocorre facilmente nas superfícies do cilindro de soleira. Quando ocorre tal acúmulo, as formas do acúmulo são transferidas para a superfície da chapa de aço com o que a qualidade da superfície é prejudicada e o grau da chapa de aço deteriora. Não apenas isto, no momento da manutenção periódica, é necessário limpar os cilindros de soleira para remover materiais estranhos depositados nas suas superfícies, então isto torna-se uma causa da queda da produtividade.

O acúmulo nas superfícies do cilindro de soleira é o fenômeno do ferro, óxido de manganês, etc. na superfície da chapa de aço aderindo e acumulando nas superfícies do cilindro de soleira. Para evitar isso, é eficaz suprimir a reação das fontes de acúmulo, isto é, ferro, óxido de manganês, etc., com as superfícies do cilindro de soleira ou facilitar a remoção de produtos da reação.

Como uma medida para suprimir o acúmulo na superfície do cilindro de soleira, foi proposto o revestimento obtido pelo fornecimento de uma camada de liga espalhada por chama compreendida de apenas uma liga resistente ao calor em um cilindro de soleira, chamas pulverizando partículas de um carboneto ou de uma mistura de carboneto e óxido na camada pulverizada de liga, e depositando óxidos metálicos compreendidos de Cr₂O3 and AI2O3 na camada mais externa da superfície para dar uma camada quimicamente convertida (por exemplo, vide a Publicação de Patente japonesa (B2) N° 8-19535).

Entretanto, o Cr₂O3 e o AI₂O₃ fornecidos na camada mais externa da superfície reagem facilmente com 0 óxido de manganês, então o revestimento tem o problema de fácil geração de acúmulo devido ao óxido de manganês.

Além disto, foi proposto um revestimento contendo, em % em peso, carbonetos de cromo: 10 a 25% e Ni: 5 a 15% e tendo um saldo de um ou mais entre um carboneto e.boreto de tungstênio e as inevitáveis impurezas (por exemplo, vide a Publicação de Patente japonesa (A) N° 3-86306).

Entretanto, com este revestimento, o WC oxida com uma alta temperatura e o revestimento descasca, então há o problema que o uso por um longo tempo em um forno de recozimento não é possível. Além disto, foi proposto um revestimento compreendendo um material cermet de estrutura de partículas compreendido de, em % em peso, 50 a 90% de carboneto de cromo e um saldo de inevitáveis impurezas e uma liga de níquel-cromo, pelo menos 70% de partículas de carboneto enclausuradas pela liga e tendo um tamanho médio de partícula de 5 a 100 μπι (por exemplo, vide a Publicação de Patente japonesa (A) n° 6-116703).

Além disto, é fornecido 0 revestimento cermet contendo pelo menos em entre CrB₂, ZrB₂, WB, TiB₂, e outros boretos em 1 a 60% em volume, contendo pelo menos um entre Cr₃C₂, TaC, WC, ZrC, TiC, NbC, e outros carbonetos em 5 a 50% em volume, e tendo um saldo substancialmente de metal (por exemplo, vide a Publicação de Patente japonesa (A) n° 711420).

Entretanto, estes revestimentos contêm carbonetos de cromo resistentes ao acúmulo à alta temperatura, mas se usado por um longo tem3 po em um forno de recozimento contínuo, os ingredientes metálicos e os carbonetos de cromo nos revestimentos reagem resultando no fato de que os revestimentos tornam-se frágeis e descascam.

Isto é, no passado, vários revestimentos foram propostos, mas nenhum destes revestimentos foi capaz de evitar completamente o acúmulo nas superfícies do cilindro de soleira.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

O problema a ser resolvido pela presente invenção está no fornecimento de um cilindro de soieira para um forno de recozimento contínuo permitindo a supressão de acúmulo na superfície do cilindro de soleira e permitindo o uso estável por um longo tempo sob o ambiente de alta temperatura de um forno de recozimento contínuo e um método de produção do mesmo.

Os inventores engajaram-se em vários estudos experimentais e estudos teóricos para resolver o problema e como resultado descobriram que fornecendo um revestimento compreendido principalmente de Cr₃C2 resistente à reação com ferro e óxido de manganês na superfície do material base do cilindro de soleira, é possível evitar o acúmulo.

Entretanto, o Cr₃C₂ sozinho não pode formar um revestimento denso. Para formar um revestimento denso, é necessária a combinação com uma liga resistente ao calor. Entretanto, se usado por um longo período de tempo sob o ambiente de alta temperatura em um forno de recozimento contínuo, o carbono no Cr3C₂ difunde-se na liga resistente ao calor, então é confrontado com um novo problema de que o revestimento torna-se frágil e descasca.

Portanto, os inventores engajaram-se em vários estudos e como resultado descobriram que pela otimização da composição da liga resistente ao calor a ser combinada com o Cr3C₂ e o método de pulverização por chama é possível suprimir as mudanças do revestimento ao longo do tempo sob ambiente de alta temperatura em um forno de recozimento contínuo. Além disto, eles prepararam vários protótipos de revestimentos pulverizados com chama, estudaram os protótipos preparados de revestimento pulverizado com chama quanto à resistência ao acúmulo e características de alta temperatura e, portanto, completaram a presente invenção. A presente invenção tem como sua essência o seguinte:

(1) Um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo tendo um revestimento cermet compreendido de uma cerâmica e uma liga resistente ao calor em sua superfície, o cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo caracterizado pelo fato de que a cerâmica contém Cr₃C₂: mais de 50 a 90% em volume, AI2O3: 1 a 40% em volume, Y2O3: 0 a 3% em volume, e ZrB₂: 0 a 40% em volume e tem um saldo de inevi taVcio impurezas e poros e pelo fato de que a liga resistente ao calor contém: Cr: 5 a 20% em massa, Al: 5 a 20% em massa, e um ou mais entre Y e Si: 0,1 a 6% em massa e tem um saldo de um ou ambos entre Co e Ni e as inevitáveis impurezas, 50 a 90% em volume de revestimento cermet sendo a cerâmica e o saldo sendo a liga resistente ao calor.

(2) Um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme apresentado no item (1) caracterizado pelo fato de que a liga resistente ao calor contém um ou ambos entre Nb: 0,1 a 10% em massa e Ti: 0,1 a 10% em massa.

(3) Um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme apresentado no item (1) ou (2) caracterizado pelo fato de que 0 Cr₃C₂ tem um tamanho de partícula na cerâmica de 1 a 10 μίτι.

(4) Um método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme apresentado no item (1) por pulverização por chama, 0 método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo caracterizado pela pulverização por chama um pó bruto na superfície do cilindro de soleira de modo a formar um revestimento cermet na superfície do material base do cilindro de soleira, o pó bruto compreendendo um pó cerâmico e um pó de liga resistente ao calor, o pó cerâmico contendo Cr3C₂: mais de 50 a 90% em volume, AI2O3: 1 a 40% em volume, Y₂O₃: 0 a 3% em volume, e ZrB₂: 0 a 40% em volume e tendo um saldo de impurezas inevitáveis e poros, o pó de liga resistente ao calor contendo Cr: 5 a 20% em massa, Al: 5 a 20% em massa e um ou ambos entre Y e Si: 0,1 a 6% em massa e tem um saldo de um ou ambos entre Co e Ni e as inevitáveis impurezas, 50 a 90% em volume sendo o pó cerâmico e o saldo sendo pó de liga resistente ao calor.

(5) Um método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme apresentado no item (4) caracterizado pelo fato de que o pó de liga resistente ao calor contém um ou ambos entre Nb: 0,1 a 10% em massa e Ti: 0,1 a 10% em massa.

(6) Um método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme apresentado no item (4) ou (5) caracterizado pelo fato de que o Cr₃C2 tem um tamanho de partícula na cerâmica de 1 a 10 um.

I (7) Um método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme apresentado em qualquer um dos itens (4) a (6) caracterizado pelo aquecimento do material base do cilindro de soleira até 300 a 600°C no momento da pulverização por chama.

(8) Um método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme apresentado em qualquer um dos itens (4) a (7) caracterizado pelo tratamento do revestimento cermet por oxidação a 300 a 600°C por 1 a 5 horas.

(9) Um método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme apresentado em qualquer um dos itens (4) a (8) caracterizado pelo fato de que a pulverização por chama é uma pulverização HVOF e a quantidade de fornecimento de gás oxigênio usado como ingrediente do gás de combustão da pulverização HVOF é feito 1000 a 1200 litros/min.

(10) Um método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme apresentado em qualquer um dos itens (4) a (9) caracterizado por tratar o pó bruto para oxidação a 300 a 600°C por 1 a 5 horas, fornecendo-o então para pulverização por chama.

(11) Um método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme apresentado em qualquer um dos itens (4) a (10) caracterizado por executar o tratamento com cromato após a pulverização por chama.

O cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme a presente invenção suprime o acúmulo na superfície do cilindro de soleira e permite um uso estável por um longo tempo sob ambiente de alta temperatura em um forno de recozimento contínuo.

Além disto, de acordo com o método de produção de um cilindro de soleira para forno de recozimento contínuo conforme a presente invenção, é possível produzir desta forma um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo superior em resistência ao acúmulo.

Isto é, de acordo com o cilindro de soleira para um forno de recozimento continuo e método de produção do mesmo conforme a presente invenção, é possível evitar defeitos na chapa de aço devido ao cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo, e assim melhorar a qualidade da chapa de aço, então a aplicabilidade industrial é extremamente grande. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista mostrando um revestimento cermet pulverizado da presente invenção.

MELHOR FORMA DE EXECUÇÃO DA INVENÇÃO

Os inventores prepararam vários protótipos de revestimentos pulverizados por chama e investigaram o estado de acúmulo e as características de alta temperatura dos protótipos de revestimento pulverizados por chama. Como resultado, eles descobriram que um revestimento cermet compreendido de uma cerâmica e uma liga resistente ao calor mostrado abaixo tem um grande efeito na supressão do acúmulo e é resistente à deterioração mesmo quando usado por um longo tempo em um forno de recozimento contínuo. A presente invenção foi completada com base nessa descoberta técnica.

Cerâmica:

Uma cerâmica contendo

Cr₃C₂: mais de 50 a 90% em volume,

AI₂O₃: 1 a 40% em volume,

Y₂O₃: 0 a 3% em volume, e

ZrB2: 0 a 40% em volume e tendo um saldo de inevitáveis impurezas e poros. Nota-se que o Y₂O₃ e o ZrB₂ são ingredientes opcionais (ingredientes seletivos) adicionados de acordo com a necessidade.

Liga resistente ao calor:

uma liga resistente ao calor contendo

Cr: 5 a 20% em massa,

Al: 5 a 20% em massa, e

Um ou ambos entre Y e Si: 0,1 a 6% em massa e tendo um saldo de um ou ambos entre Co e Ni e as inevitáveis impurezas.

Razão de volume de cerâmica e de liga resistente ao calor no revestimento cermet:

a 90% em volume do revestimento cermet é a cerâmica e o saldo é a liga resistente ao calor.

Abaixo, um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme a invenção será explicado em detalhes.

No cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme a presente invenção tendo um revestimento cermet em sua superfície, 50 a 90% em volume do revestimento cermet é feito de uma cerâmica e o saldo é feito de CoNiCrAIY, CoCrAIY, NiCrAIY, CoNiCrAISiY, ou outra liga resistente ao calor.

Se a cerâmica for menor que 50% em volume, a quantidade de liga resistente ao calor que reage facilmente com o ferro torna-se muito grande e portanto o acúmulo ocorre facilmente.

Se a cerâmica exceder 90% em volume, o ponto de fusão da cerâmica é alto, então o revestimento torna-se poroso no momento da pulverização por chama, fontes de acúmulo são capturadas nos poros, e o acúmulo, portanto, ocorre facilmente.

Além disso, do ponto de vista de melhoria da resistência ao acúmulo, a razão da cerâmica é mais preferivelmente 60 a 80% em volume.

O principal ingrediente da cerâmica é Cr₃C₂. Este está contido na cerâmica em uma quantidade de mais de 50 a 90% em volume. Cr₃C₂ é resistente à oxidação em um ambiente de alta temperatura tal como em um forno de recozimento e não reage facilmente com o ferro e com o óxido de manganês, então pode evitar o acúmulo.

Se o Cr₃C2 for 50% em volume ou menos, o efeito de supressão do acúmulo não é obtida. Se o Cr₃C2 exceder 90% em volume, os ingredientes cerâmicos que suprimem a difusão do carbono no Cr₃C2 tornam-se relativamente pequenos e como resultado a difusão do carbono faz o revestimento se tornar frágil.

Do ponto de vista de supressão de acúmulo, o Cr₃C₂ é mais preferivelmente feito 55% em voiume ou mais. Além disto, se for 60% em volume ou mais, um maior efeito de supressão de acúmulo é obtido.

Do ponto de vista de evitar a fragilização do revestimento, o Cr₃C2 é mais preferivelmente feito 85% em volume ou menos. Além disto, se feito 80% em volume ou menos, o risco de fragilização torna-se menor.

O tamanho de partícula do Cr₃C₂ é preferivelmente 1 a 10 μπι. Se o tamanho de partícula de Cr₃C2é menos de 1 pm, a área de superfície que contata a liga resistente ao calor torna-se maior, então a difusão de carbono corre facilmente.

Se o tamanho de partícula do Cr₃C₂ excede 10 pm, o embrutecimento da superfície do revestimento torna-se maior e o ferro e o óxido de manganês facilmente acumulam-se.

Do ponto de vista de supressão da difusão de carbono, o tamanho de partícula do Cr₃C2 é mais preferivelmente feito 3 pm ou mais. Se feito 5 pm ou mais, isto é mais preferível. Além disto, do ponto de vista de supressão do acúmulo, o tamanho de partícula do Cr₃C2 é mais preferivelmente feito 9 pm ou menos. Se feito 8 pm ou menos, isto é mais preferível.

Al2O₃ e Y₂O₃ têm ambos baixos coeficientes de difusão de carbono no material, então a difusão do carbono no Cr₃C2 na liga resistente ao calor é suprimida.

Se Al2O₃ for 1 a 40% em volume, e Y2O3 é 3% em volume ou menos no revestimento, este efeito é obtido.

Se o AI₂O₃ for menor que 1% em volume, o efeito de supressão de difusão de carbono não é obtido. Se ο ΑΙ2<3₃ exceder 40% em volume, uma vez que ο AI2O3 reage facilmente com o óxido de manganês, a resistência ao acúmulo cai.

Similarmente, se ο Y₂O₃ exceder 3% em volume, uma vez que o Y₂O₃ reage facilmente com o óxido de manganês, a resistência ao acúmulo cai.

Nota-se que quando adiciona-se Y₂O₃ com 0 propósito de obter i efeito de supressão de difusão de carbono, é eficaz adicionar 0,5% em volume ou mais.

Em relação ao ΑΪ2Ο3, do ponto de vista de supressão da difusão de carbono, 5% em volume ou mais é mais preferível e 10% em volume ou mais é ainda mais preferível. Além disto, do ponto de vista de supressão do acúmulo, 35% em volume ou menos é mais preferível e 30% em volume ou menos é ainda mais preferível.

AI2O3 ou Y₂O₃ pode ser adicionado como óxidos ao pó bruto. Entretanto, para suprimir a difusão de carbono do Cr₃C2, é preferível executar o tratamento de oxidação na etapa do material bruto, durante a formação de revestimento, ou após a formação de revestimento de modo a oxidar o Y e o Al adicionados à liga resistente ao calor e gerar óxidos na forma de AI2O3 ou Y2O3 na superfície da liga resistente ao calor.

Para uso em uma outra temperatura mais alta, para tornar maior a dureza à alta temperatura do revestimento pulverizado por chama, é preferível adicionar ZrB₂ estável e alto em dureza a uma alta temperatura em uma quantidade de 40% em volume ou menos. Se adicionar ZrB₂ em mais de 40% em volume, uma vez que a resistência ao acúmulo do ZrB₂ é inferior à do Cr3C₂, o acúmulo ocorre facilmente.

Nota-se que 0 ZrB₂ é um ingrediente opcional (ingrediente seletivo) adicionado com 0 propósito de usar a uma alta temperatura. Por esta razão, a quantidade de ZrB₂ no revestimento deve ser 40% em volume ou menos. Se a quantidade de adição de ZrB₂ for menor que 5% em volume, o efeito de aumentar a dureza à alta temperatura é pequeno, então o ZrB₂ é mais preferivelmente adicionado em uma quantidade de 5% em volume ou mais. Se adicionar 15% em volume ou mais, isto é mais preferível.

Entretanto, do ponto de vista de supressão do acúmulo, se possível 35% em volume ou menos é mais preferível, embora 30% em volume ou menos seja ainda mais preferível.

O saldo das cerâmica explicada acima são as inevitáveis impurezas e poros.

A seguir, em relação à liga resistente ao calor, a mesma contém Cr em uma quantidade de 5 a 20% em massa. Se o teor de Cr for menor que 5% em massa, a resistência à oxidação a uma alta temperatura é inferior. Por esta razão, o revestimento é continuamente oxidado e descasca facilmente.

Se o teor de Cr se tornar maior que 20% em massa, quando carburado, a liga resistente ao calor torna-se frágil e descasca-se facilmente. Além disto, quando oxidado, ele reage com o óxido de manganês e o acúmulo ocorre facilmente.

A liga resistente ao calor também contém 5 a 20% em massa de Al. Se o teor de Al for menor que 5% em massa, mesmo executando-se vários tipos de tratamento de oxidação, a quantidade desejada de AI2O3 não pode ser obtida.

Por outro lado, se o Al exceder 20% em massa, a dureza à alta temperatura do revestimento cai. Por esta razão, o ferro adere ao revestimento e o acúmulo ocorre facilmente.

Y e Si têm ambos os efeitos de produção estável de revestimentos óxidos e prevenção de descascamento. Por esta razão, um ou ambos entre Y e Si podem ser adicionados em uma quantidade de 0,1 a 6% em massa. Quando Y ou Si excede 6% em massa, a dureza à alta temperatura do revestimento cai, então 0 ferro adere ao revestimento e o acúmulo ocorre facilmente. Além disto, Y e Si têm ambos que ser adicionados em quantidades de 0,1% em massa ou mais. A adição de 0,5% em massa ou mais é particularmente eficaz.

Além disto, essa liga resistente ao calor preferivelmente tem adicionados em si um ou ambos entre Nb: 0,1 a 10% em massa e Ti: 0,1 a 10% em massa. Se o Nb ou Ti estiver incluído na liga resistente ao calor, carbo11 netos estáveis são formados preferencialmente comparados com o Cr contido na liga resistente ao calor e a reação do Cr com o carbono é suprimida. Por esta razão, é possível suprimir a fragilização do revestimento por um longo período. Se o teor de Nb ou Ti for menor que 0,1% em massa, o efeito de supressão da reação do Cr com o carbono não é obtido. Se acima de 10% em massa, quando oxidado, ele reage facilmente com o óxido de manganês e o acúmulo ocorre facilmente.

O saldo da liga resistente ao calor explicada acima é compreenA seguir será explicado o método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme a presente invenção.

O pó bruto é um pó tendo 50 a 90% em volume de um pó da cerâmica e o saldo de um pó da liga resistente ao calor. Este pó bruto é pulverizado por chama na superfície de um material base de cilindro de soleira de modo a formar um revestimento cermet na superfície do material base de cilindro de soleira. Como o material base do cilindro de soleira, geralmente é usado aço fundido resistente ao calor à base de aço inoxidável. Em particular, SCH22 é ótimo.

O pó bruto compreende um pó cerâmico de Cr₃C2, AI₂O₃, etc., e um pó de liga resistente ao calor contendo Cr ou Al. Misturando e pulverizando-se por chama esses pós, é formado um revestimento. Preferivelmente, o pó cerâmico e o pó resistente ao calor podem ser granulados e combinados previamente e então pulverizados por chama de modo a formar um revestimento uniforme.

Quando forma-se um revestimento na superfície do cilindro de soleira, a superfície é jateada com abrasivo para transmitir tenacidade para melhorar a capacidade de adesão com a camada pulverizada por chama. Após isto, um processo de pulverização térmica de oxigênio combustível à alta velocidade (HVOF) é usado preferivelmente para formar um revestimento.

No HVOF, geralmente o gás combustível é feito querosene,

C₃Hs, C2H2, ou C₃H₆. A pressão do gás combustível pode ser feita 0,1 a 1

MPa, a taxa de fluxo do gás combustível 10 a 500 litros/min, a pressão do gás oxigênio 0,1 a 1 MPa, e a taxa de fluxo do gás oxigênio 100 a 1200 litros/min.

Ao mesmo tempo da pulverização por chama, é preferível aquecer o material base do cilindro de soleira até 300 a 600°C. É possível trazer a chama da pistola de pulverização por chama para próximo do material base do cilindro de soleira para aquecer ou para fornecer um maçarico de gás separado para o aquecimento. Aquecendo-se o material base do cilindro de soieira até 30uⁿC ou mais, é possível oxidar o Al e o Y na liga resistente ao calor para obter as quantidades desejadas de AI₂O₃ e Y2O₃. Fazendo-se a temperatura de aquecimento maior que 600°C, a oxidação do revestimento prossegue demais, o revestimento torna-se poroso e o acúmulo ocorre facilmente. Além disto, do ponto de vista de supressão do acúmulo, a faixa da temperatura de aquecimento é mais preferivelmente feita 400 a 500°C.

No momento do HVOF, a taxa de fluxo do gás oxigênio do ingrediente gás de combustão HVOF é preferivelmente feita 1000 a 1200 litros/min. Fazendo-se a taxa de fluxo do gás oxigênio 1000 litros/min ou mais, é possível oxidar o Al e o Y na liga resistente ao calor para se obter as quantidades desejadas de AI₂O₃ e Y2O3. Fazendo-se a taxa de fluxo do gás oxigênio maior que 1200 litros/min, durante a pulverização por chama, a oxidação do pó bruto prossegue demais, 0 revestimento torna-se poroso, e 0 acúmulo ocorre facilmente.

Além disto, preferivelmente após a pulverização por chama, 0 revestimento é tratado para oxidar a 300 a 600°C por 1 a 5 horas. O tratamento de oxidação pode ser executado usando-se um maçarico de gás para aquecer a superfície de revestimento pulverizada com chama. Alternativamente, é também possível colocar 0 cilindro de soleira em um forno com uma atmosfera de ar ou nitrogênio, ou argônio, ou outro gás inerte contendo uma pequena quantidade de oxigênio para tratamento térmico.

Aquecendo-se a 300°C ou mais por 1 hora ou mais, é possível oxidar o Al e o Y na liga resistente ao calor para se obter as quantidades desejadas de AI₂O₃ e Y2O3.

Fazendo-se a temperatura de aquecimento maior que 600°C ou o tempo mais longo que 5 horas, a oxidação do revestimento prossegue demais, o revestimento torna-se poroso, e o acúmulo ocorre facilmente. Além disto, do ponto de vista de melhoria da resistência ao acúmulo, é mais preferível fazer-se a faixa de temperatura de aquecimento 400 a 500°C.

Quando trata-se o pó bruto para oxidação, usando-se então o mesmo para pulverização por chama, ele é tratado termicamente a 300 a 600°C no ar ou em um gás inerte (nitrogênio, argônio, etc.) contendo uma pequena quantidade de oxigênio por

nnr menos de 300°C ou menos de 1 hora, Y ou Al não é oxidado. Se a tempera tura de aquecimento for maior que 600°C ou por mais de 5 horas, a quantidade de óxido cerâmico aumenta, então o revestimento torna-se poroso.

Além disto, do ponto de vista de supressão do acúmulo, a temperatura de tratamento térmico é mais preferivelmente feita uma faixa de 400 a 500°C.

Acima, de acordo com o método da presente invenção, comparado com o método convencional de produção, controlando-se otimamente a temperatura de tratamento térmico prévio do pó bruto, otimizando-se as condições de pulverização por chama e otimizando-se as condições de aquecimento do cilindro após a pulverização por chama, é possível oxidar o Al e o Y na liga resistente ao calor nos revestimentos pulverizados por chama para obter as quantidades desejadas de AI2O3 e Y2O3 e realizar o revestimento da presente invenção.

Além disto, pelo tratamento com cromato do revestimento após a pulverização por chama, mesmo quando 0 revestimento pulverizado por chama tem poros finos, os poros podem ser preenchidos com óxido de cromo e o tratamento de oxidação pode ser executado simultaneamente. Entretanto, o revestimento de tratamento com cromato reage facilmente com o óxido de manganês, então tem que ser feita uma película fina de 10 μηη ou menos.

O tratamento com cromato é realizado mergulhando-se parte do cilindro de soleira em uma solução aquosa contendo ácido crômico ou revestindo ou pulverizando uma solução aquosa contendo ácido crômico na su perfície do cilindro de soleira, e então aquecendo-se a 350 a 550°C para formar um revestimento. Repetindo-se isto, é possível mudar a espessura do revestimento no tratamento de cromato. A espessura torna-se maior cada vez que o número de tratamentos é aumentado, então é preferível terminar com três tratamentos ou algo assim.

EXEMPLOS

Os exemplos mostrados na Tabela 1 serão usados para explicar mais especificamente a presente invenção.

fundido resistente ao calor à base de aço inoxidável (JIS SCH22).

Inicialmente, para obter a capacidade de adesão com cada revestimento, a superfície do cilindro 1 mostrado na figura 1 foi jateada com areia de alumina. A seguir, HVOF foi usado para formar o revestimento.

Em cada um dos exemplos da Invenção N^os 4, 5, 6, e 14 com um grande teor de cerâmica no revestimento cermet pulverizado por chama 3, uma camada base 3 compreendida de apenas uma liga resistente ao calor foi fornecida na superfície do cilindro para evitar o descascamento devido à diferença dos coeficientes de expansão térmica do material base do cilindro de soleira e do revestimento cermet.

Os revestimentos cermet pulverizados 3 tiveram espessuras de a 300 μηη e as composições mostradas na tabela 1.

No HVOF, o gás combustível foi feito querosene, a pressão do gás combustível foi feita 0,5 MPa, a taxa de fluxo do gás combustível foi feita 300 litros/min, a pressão do gás oxigênio foi feita 0,5 MPa, e a taxa de fluxo do gás oxigênio foi feita 700 a 1200 litros/min.

Em cada um dos exemplos da invenção n^os 1 e 2, um pó bruto tratado previamente por oxidação foi usado para pulverização por chama.

Em cada Exemplo da Invenção n^os 3, 4, e 5, a pulverização por chama foi executada a uma taxa de fluxo do gás oxigênio de 1000 a 1200 litros/min.

Em cada exemplo da Invenção N^os 6 e 7, a chama da pistola de pulverização por chama foi trazida para próximo do material base do cilindro de soleira para aquecê-lo até 300°C e 600°C por pulverização por chama.

Em cada exemplo da Invenção N^os 8 e 9, após a pulverização por chama, um maçarico de gás foi usado para aquecer a superfície de revestimento pulverizada por chama a 600°C por 1 hora e a 300°C por 5 horas.

Em cada exemplo da invenção N^os 13 e 14, após a pulverização por chama, foi executado o tratamento com cromato revestindo-se uma solução aquosa contendo ácido crômico na superfície do cilindro de soleira, e então aquecendo-se a 500°C e repetindo isto três vezes.

Os cilindros de soleira dos exemplos da invenção e os exemplos comparativos foram usados em uma zona de enxágue de um forno de recozimento contínuo (cilindros: φ1 m, atmosfera: temperatura 850°C, nitrogêniohidrogênio: 3%, ponto de condensação: -30°C, chapa de aço: resistência à tração 10 MPa, espessura média da chapa de aço: 1 mm, velocidade 300 mpm, tipo de aço: aço de alta resistência) por um ano. Suas avaliações estão resumidas na tabela 1.

Os exemplos da invenção N^os 1 a 14 não tiveram descascamento dos revestimentos pulverizados com chama e não tiveram acúmulo mesmo após serem usados por 1 ano. Em particular, os exemplos da invenção N^os 4 a 9 tendo ligas resistentes ao calor contendo Ti ou Nb e tendo tamanhos otimizados de partícula de Cr₃C₂ não tiveram descascamento dos revestimentos pulverizados com chama e não tiveram acúmulo mesmo após serem usados por 2 anos.

Por outro lado, nos exemplos comparativos N^os 1 e 2 que diferem em ingredientes dos revestimentos pulverizados com chama e nos métodos de produção comparado com os exemplos da invenção, os revestimentos descascaram após meio ano, enquanto nos exemplos comparativos n^os 3 e 4, ocorreu o acúmulo após meio ano.

Portanto, conforme mostrado na tabela 1, foi descoberto que os revestimentos dos exemplos da invenção não descascaram mesmo com longo uso e, além disto, o efeito de supressão de acúmulo foi extremamente superior. Com isto, o efeito da presente invenção foi confirmado.

Tabela 1

Avaliação |

Total 1

ε o

ε o CQ

ε ο CQ

ε © X φ ’5

ε ο χ> φ 3

ε φ X ο '5

Muito bom

Bom

Bom 1____________________________________________________________________________________________________

Bom

iBom

lí uX Φ C-.

Pobre |

Pobre

Pobre |

Desças- 1 camento

o trt z

o *33 Z

Ο ίΛ Ζ

ζ

Ο *03 Ζ

*C3 Ζ

¹ Não

¹ Não 1

Não

ε cZ

| Sim |

Não

Z

Acúmulo

o *C3 z

o z

ο *c3 Ζ

«3 ζ

φ *03 Ζ

¹ Não i________________________________________________________________________________________________________________________________

Não

¹ Não

Não

>

Sim

ε ÍZ

T ratamento térmico após a pulverização por chama

Não |

Não 1

ο *Ρ3 Ζ

φ *03 Ζ

*03 ζ

φ *C3 Ζ

Não

600°Cxlhr

X T) X υ 0 O O ΓΛ

LX r*·) X U 0 O O rf

X CM X U o O O Ti

X CM X U TT ττ

Tratamento com cromato

o *C3 z

; ο?ν i

Não 1 1

φ *C3 z

o u λ « <s .S ω „ ε ξ c ^y e £ e S-g 3

CM

T)

CM

ο

-

Τι

oo

O

r-

CM

CC

-

Ti

o

TT

1

Composição do material pulverizado por chama I

% em massa de ingredientes na liga resistente ao calor

|Bal.Co-5Cr-5Al-lY 1

|Bal.Co-20Cr-20Al-2Y I

> ΓΦ I Ο CM ú. Ο ο CM Φ Ο *03 X

> τ> ο 1 X Ζ © « < ο Σ 1 φ υ 03 CQ

Bal.Co-10Cr-10Al-2Y-0.1Ti 1

X Ζ ττ t > I < Ο 1 Ο φ υ Ή CQ

Bal.Co-15Cr-I5A1-1Y-5TÍ

Bal.Co-20Cr-20Al-3Si-I0Tii

Bal.Co-10Cr-10Al-I Y-ISi- lONb

Bal.Co-10Cr-10Al-2Si

Bal.Co-10Cr-10Al-0.5Si

Bal.Ni-20Co-10Cr-10A1-2Y- 2Si

’Z r*T > < Ti ΰ υ T) ζ ζ3 ffi

1 < O 1 õ o CM 1 z ¢3 CQ

|Bal.Co-20Cr-20Al

Bal.Co-20Cr-20Al-3Y

Bal.Co-20Cr-20Al-2Y

|Bal.Co-5Cr-5Al-1Y

Cerâmica

Razão de volume da cerâmica no revestimento

O Tj

O x

ο Γ-

Ο 00

1 90 I

80

70

09

50

60

80

© X

T) r-

40

©

Razão de volume dos ingredientes na cerâmica

o < o rí- i O c o o x

o < <z> 1 q u. u o σ'

ο < ο CM ι ό I— υ ο 00

ό r < Ο Γ*Ί I ό Lυ ο Γ-

ό < ο 1 ό Uυ ο θ'

ό < ο ό U. υ ο 00

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cS' n 9, o CM X“ d 6 υ X < Γ- —

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O < © o

Tempe- I

ratura do material base (°C)

o © cm

o o

200

300

ο ο Tf

300

I 009

200

o o CM

200

| 200

Quantidade de Iforneci mento de oxigênio durante a pulverização por chama (litros/ min)

o © 00

1 006

Ο ο ο

Ο ο

ο ο CM

| 006

700

900

006

O © θ'

006 1

008

008 |

Tempo (h)

T)

-

c*1

cm

ζ

Φ >03 Ζ

Não

Não 1

Não

Φ *c3 z

z

Não

Φ *cú z

Tratamento de oxidação do pó bruto

Q.

o o

600 I

400

500

-

CM

r<-)

rf

Τ)

X

r-

00

O

-

CM

C*)

rf

-

CM

rf

ω χ' -σ te — c >’

O . (L> X

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo tendo um revestimento cermet compreendendo 60 a 80% em volume de uma cerâmica e um saldo de uma liga resistente ao calor em sua superfície, o mencionado cilindro de soleira para forno de recozimento contínuo caracterizado pelo fato de que a mencionada cerâmica contém

Ογ₃Ο₂: mais de 55 a 90% em volume,

AI₂O₃: 1 a 40% em volume,

Y₂O₃: 0,5 a 3% em volume, e

ZrB₂: 0 a 40% em volume e tem um saldo de impurezas inevitáveis e poros e em que a mencionada liga resistente ao calor contém

Cr: 5 a 20% em massa,

Al: 5 a 20% em massa, e um ou ambos entre Y e Si: 0,1 a 6% em massa e tem um saldo de um ou ambos entre Co e Ni e as inevitáveis impurezas.

2. Cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mencionada liga resistente ao calor contém um ou ambos entre

Nb: 0,1 a 10% em massa e

Ti: 0,1 a 10% em massa.

3. Cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o Cr₃C₂tem um tamanho de partícula na mencionada cerâmica de 1 a 10 gm.

4. Método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo como definido na reivindicação 1 por pulverização por chama, o mencionado método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo caracterizado pela pulverização por

Petição 870170044042, de 26/06/2017, pág. 8/16 chama de um pó bruto na superfície do mencionado cilindro de soleira de modo a formar um revestimento cermet compreendendo 60 a 80% em volume de uma cerâmica e um saldo de uma liga resistente ao calor na superfície do mencionado material base de cilindro de soleira, o mencionado pó bruto compreendendo um pó cerâmico e um pó de liga resistente ao calor, o mencionado pó cerâmico contendo

Cr₃C2: mais de 55 a 90% em volume,

AI2O3: 1 a 40% em volume,

Y2O3: 0,5 a 3% em volume, e

ZrB₂: 0 a 40% em volume e tendo um saldo de impurezas inevitáveis e poros, o mencionado pó de liga resistente ao calor contendo

Cr: 5 a 20% em massa,

Al: 5 a 20% em massa, e um ou ambos entre Y e Si: 0,1 a 6% em massa e tendo um saldo de um ou ambos entre Co e Ni e as inevitáveis impurezas.

5. Método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo de acordo com a reivindicação 4 caracterizado pelo fato de que o mencionado pó de liga resistente ao calor contém um ou ambos entre Nb: 0,1 a 10% em massa e Ti: 0,1 a 10% em massa.

6. Método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo de acordo com a reivindicação 4 ou 5 caracterizado pelo fato de que o Cr₃C2 tem um tamanho de partícula na mencionada cerâmica de 1 a 10 gm.

7. Método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo aquecimento do material base do cilindro de soleira até 300 a 600°C no momento da pulverização por chama.

8. Método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo conforme de acordo com qualquer uma das

Petição 870170044042, de 26/06/2017, pág. 9/16 reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo tratamento do mencionado revestimento cermet por oxidação a 300 a 600°C por 1 a 5 horas.

9. Método de produção de um cilindro de soleira para um forno de recozimento contínuo de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 5 a 8, caracterizado pelo fato de que a pulverização por chama é uma pulverização HVOF e a quantidade de fornecimento de gás oxigênio usado como ingrediente do gás de combustão da pulverização HVOF é feita 1000 a 1200 litros/min.

10. Método de produção de um cilindro de soleira para um forno

10 de recozimento contínuo de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 9, caracterizado pelo tratamento do mencionado pó bruto por oxidação a 300 a 600°C por 1 a 5 horas, e então fornecendo-o para pulverização por chama.

11. Método de produção de um cilindro de soleira para um forno

15 de recozimento contínuo de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 10, caracterizado pela execução do tratamento de cromato após a pulverização por chama.