Introduction. During the recrystallization annealing of cold-rolled electrical and automotive steels, the formation of pickups on the surface of furnace rolls presents a significant issue, as they lead to surface damage of the steel strip in the form of indentations. The focus of the present study is the evaluation of this defect. Methods. To this end, a laboratory-based methodology was developed to assess the tendency of furnace rolls to form pickups. The method replicates the contact interaction between the furnace roll and the steel strip under real annealing conditions, taking into account the applied contact pressure, a temperature range of 700–900 °C, the (H2–N2) furnace atmosphere, and a humidity level arising from the presence of oxygen adsorbed on the steel strip. To validate the method’;s reliability, a comparative analysis was conducted between pickups formed on the roll surface after industrial operation and those generated under laboratory conditions in the contact zone between steel samples made of roll and strip materials. The analysis employed optical microscopy, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. Results and discussion. The study confirmed that the developed methodology produces pickups on the specimen surfaces with morphology, chemical composition, and phase structure closely resembling those observed on the furnace rolls. A comparative assessment of the pickup formation rate between a typical furnace roll material (EI 283 steel) and a NiCrAlY coating applied by plasma spraying revealed that the pickup formation rate for the EI 283 steel was an order of magnitude higher. The validated methodology can thus be used to evaluate the effectiveness of strategies aimed at mitigating pickup formation on furnace rolls under long-term high-temperature contact conditions.
Введение. В процессе рекристаллизационного отжига при производстве холоднокатаной электротехнической и автомобильной стали на поверхности печных роликов образуются наросты. Они являются причиной повреждений поверхностного слоя обрабатываемой стальной ленты в виде вмятин. Предметом исследований была оценка этого дефекта. Методы. Разработана лабораторная методика оценки склонности к образованию наростов на печных роликах. Она имитирует контактное взаимодействие между печным роликом и прокатываемой лентой в реальных условиях рекристаллизационного отжига, включая приложенное давление в зоне контакта, температуру в диапазоне 700…900 °С, состав атмосферы в печи (H2-N2) и уровень влажности, возникающей вследствие наличия кислорода, адсорбированного на стальной ленте. Для оценки достоверности методики было проведено сравнение наростов с поверхности ролика после эксплуатации и наростов, образовавшихся в лабораторных условиях в зоне контакта стальных образцов из материалов ролика и ленты. Для анализа были использованы результаты, полученные с применением оптической микроскопии, рентгеноструктурного анализа и сканирующей электронной микроскопии. Результаты и обсуждение. Исследование показало, что разработанный метод приводит к образованию на поверхности пластин наростов, имеющих морфологию, химический и фазовый составы, аналогичные наблюдаемым на печных роликах. Сравнительная оценка склонности к образованию наростов на типовом материале печного ролика, стали ЭИ 283, и на покрытии NiCrAlY, полученном плазменным напылением, показала, что в первом случае темп образования наростов выше на порядок. Подтвержденная достоверность лабораторной методики позволяет использовать ее в оценке эффективности мер против образования наростов на печных роликах в условиях длительного высокотемпературного контакта.