CC BY
70
Библиографический список
1. http://щ.wikipedia.org/wiki/АРМКО-железо/
2. http://www.splav.kharkov.com/
3. Власов А.В. Программа расчета поврежденности при холодной пластической деформации металлов для постпроцессора Deform3 d // http: tesis.com.ru/infocenter/downloads/deform/deform_es09_mgtu1.pdf.
УДК
Р.В. Файзулина
ФГБОУВПО «МГТУ
А.А. Дьяконов, С.С. Гайдук,
Ю.А. Мельников, О.Н. Молева, А.Ф. Вакильев
ОАО «ММК»
О ВЛИЯНИИ РАБОТЫ СТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ НА ОБРАЗОВАНИЕ УГЛЕРОДИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЖЕСТИ
Дефект в виде сажистых отложений по кромкам черной жести приводит к нежелательным последствиям при электролитическом лужении. Поверхность металла, запороченная сажей, является лиофобной, что затрудняет процесс покрытия. По литературным данным [1, 2, 3] дефект «сажа» образуется в печах при колпаковом отжиге из-за каталитического разложения защитного газа, содержащего углерод, основными катализаторами процесса могут быть продукты износа полосы и валков (частицы железа, окалины). Тем не менее, в данной работе рассмотрены условия процесса прокатки жести на 5-клетевом стане «1200» ЛПЦ-3 ОАО «ММК». Сортамент проката указанного стана включает толщину от 0,16 до 0,63 мм и ширину от 700 до 920 мм. При прокатке используется водомасляная смесь, приготовленная на основе прокатного масла «Gerolub 92» ф. «Henkel» и деминерализованной воды. В данной работе определяли факторы непосредственно процесса прокатки и влияния вспомогательных материалов на образование дефекта «сажа».
Для выявления влияния загрязнений, температуры, сортамента на появление дефекта производили искусственное изменение режимов процесса. В частности, для увеличения загрязнений на полосе во время прокатки жести на стане произвели следующие работы:
- прокатку с пониженным расходом прокатного масла;
- отключение коллекторов для подачи СОЖ на края опорных валков;
- прокатка полос без фильтров перед коллекторами подачи ВМС;
- отключение дополнительного сдува СОЖ за 5-й клетью;
- влияние шероховатости полосы;
- влияние кромочной волнистости подката и черной жести после прокатки.
Опытную прокатку с пониженным расходом прокатного масла производили с целью определения влияния прокатного масла «Оего1иЬ 92» и увеличенного количества продуктов износа на полосе на образование дефекта. Уменьшение подачи водомасляной смеси производили регулировкой насоса-дозатора. Опытные партии жести (с пониженным удельным расходом 2,03 г/м2 и с повышенным удельным расходом 2,84 г/м2) были прокатаны в одну смену при прочих равных условиях: давление в системе Т-3 - 9 атм., температура масла в рабочем баке - 70 ...71 °С, температура воды - 76.78 °С, водомасляной смеси - 71.74 °С, концентрация общих масел в СОЖ - 0,34 %, температура подачи СОЖ на стан -53.54 °С. Рулоны обезжиривали в агрегате электролитического обезжиривания № 1. Жесть опытных вариантов и жесть текущего производства отжигали в 4-х стендах. Визуальный осмотр опытных партий отожженной черной жести, прокатанных по 2-м вариантам, а также текущего металла, прокатанного с нормированным количеством прокатного масла, показал наличие сажистой кромки по одному рулону металла во всех трех вариантах.
Отключение сдува за 5-й клетью, отключение коллектора для подачи СОЖ на края опорных валков, прокатка полос без фильтров перед коллекторами подачи ВМС не привели к ожидаемому результату. Сравнительные испытания производили в одинаковых условиях работы стана, на различном сортаменте. Металл отжигали по текущим режимам в разных стендах. В каждый стенд упаковывали как опытный, так и текущий металл. Дефекта «сажа» на опытных рулонах жести отмечено не было. Тем не менее, в результате проведения данных работ получили положительные результаты. Установка фильтров перед коллекторами подачи ВМС на 5-клетевом стане и коллекторов для подачи СОЖ на края опорных валков позволили снизить замечания по дефекту «пригар» в 2,2 раза. По результатам проведенных исследований на 5-клетевом стане внедрили все вышеуказанные технические решения для улучшения чистоты поверхности полосы. В табл. 1 представлены результаты лабораторных и промышленных испытаний вышеуказанных исследований.
Таблица 1
Результаты испытаний проведенных исследований
Результаты лабораторных исследований Работа стана без сдува за 5-й клетью стана Работа стана со сдувом за 5-й клетью стана Работа стана без подачи СОЖна края опорных валков Работа стана с подачей СОЖна края опорных валков Работа стана без фильтров перед коллекторами подачи ВМС Работа стана с фильтрами перед коллекторами подачи
Общая загрязненность полосы после прокатки, мг/м 548,8 541,8 498,2 492,7 409,7 400,5
Количество органического углерода на полосе после прокатки, мг/м2 159,7 147,0 162,0 161,1 158,6 155,2
Остаточная загрязненность после обезжиривания, мг/м2 7,46 7,96 15,9 16,3 11,5 15,3
Количество органического углерода на полосе после обезжиривания, мг/м2 6,7 6,8 5,0 4.6 6,9 6,8
Замечания по дефекту «сажа» после отжига 0 0 0 0 0 0
С целью выявления влияния увеличенного количества металлических частиц, образующихся при прокатке полос, определяли показатель шероховатости поверхности Яа черной жести с последующим контролем качества металла после отжига. На рис. 1 приведено частотное распределение черной жести (3450 т) с дефектом и без дефекта «сажа», прокатанной, обезжиренной и отожженной согласно действующей технологии. В среднем показатели шероховатости поверхности Яа составили 0,85 на жести без замечаний и 0,81 на жести с замечаниями по «саже».
Из рис. 1 следует, что связь между микрорельефом холоднокатаных полос и образованием дефекта «сажа» отсутствует.
& 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8
га т
Шероховатость полосы, Ра
| ♦ без "сажи" |
Рис. 1. Частотное распределение появления дефекта «сажа» на черной жести с различной шероховатостью поверхности
Визуально вид дефекта представляет собой извилистую полоску черного цвета от 1 до 5 мм. Ухудшение плоскостности прикромочной зоны полосы оказывает влияние на увеличение межвиткового зазора рулонов при смотке. При охлаждении горячекатаных рулонов воздух имеет больший доступ к волнистым кромкам, что вызывает образование в этих местах наружного слоя окалины. Поэтому кромки полос травятся хуже, чем середина, что может привести впоследствии к образованию поверхностных дефектов. В исследовании определяли влияние плоскостности, как горячекатаного подката для жести, так и черной жести после прокат-
ки на стане «1200» на образование дефекта «сажа». По результатам исследований кромочная волнистость не оказала влияющего воздействия на появление дефекта, кроме как на его топографию. Визуальное наблюдение за топографией дефекта в течение 2010-2011 гг. (168852 т отожженного проката) показало отсутствие зависимости плоскостности подката для жести и черной жести на образование дефекта «сажа». На рис. 2 приведен анализ массива черной жести после колпакового отжига с дефектом и без дефекта «сажа».
Рис. 2. Анализ массива черной жести после колпакового отжига с дефектом и без дефекта «сажа»
С целью выявления влияния температурного фактора при прокатке на образование дефекта провели исследования влияния скорости прокатки и прокатываемого сортамента стана. Прокатку жести различного сортамента по толщине от 0,16 до 0,45 мм, ширине от 700 до 854 мм производили на скоростях 12, 14, 15, 16 и 17 м/с. Всего было прокатано 55 опытных партий (1430,6 т). Металл отжигали в различных стендах, замечаний по дефекту «сажа» не выявили.
Отсутствие влияния факторов процесса прокатки на образование поверхностных дефектов объясняется пониженной интенсивностью работы стана вследствие низкой производственной загрузки в 2010-2011 гг.
Тем не менее, в процессе исследований, связанных с работой стана, определили влияющий фактор, способствующий образованию дефекта поверхности «сажа». В течение 2010 г. проводили анализ появления дефекта «сажа» на черной жести после колпакового отжига от изменения количества механических примесей в СОЖ. Результаты анализа приведены на рис. 3.
Рис. 3. Анализ появления дефекта «сажа» на черной жести после колпакового отжига от изменения количества механических примесей в СОЖ
Из представленного рисунка следует, что образование дефекта «сажа» на поверхности жести связано с увеличением количества механических примесей в СОЖ. Исходя из полученных результатов и с целью уменьшения поражения холоднокатаной черной жести сажистыми отложениями регламентировали чистку отстойников и промывку оборудования стана, что позволило снизить нормированное количество механических примесей в СОЖ с 270 до 150 мг/дм3.
Заключение
1. Проведенные исследования, направленные на определение влияния режимов работы 5-клетевого стана «1200», прокатываемого сортамента, плоскостности, микрорельефа поверхности холоднокатаных
полос, на образование дефекта «сажа» показали отсутствие зависимости указанного дефекта с технологическими рабочими параметрами.
2. Внедрение технических решений, направленных на повышение чистоты холоднокатных полос после прокатки, снизило количество черной жести с дефектом «пригар» в 2,2 раза.
3. Выявлена зависимость образования дефекта «сажа» от количества механических примесей в СОЖ.
4. По результатам исследований снизили нормированное количество механических примесей в СОЖ с 270 до 150 мг/дм3.
Библиографический список
1. Стреффорд Р., Маккэлам И. Влияние условий холодной прокатки на образование сажистых налетов на кромках холоднокатаного листа // Tribology in Iron and Steeel Works. 1970. рр. 313-316.
2. Iketaka Satoshi, Sato Taizo, Komai Masao, Fukuyama Satoshi. Изучение образования грязевых пятен и окисного слоя на стальной полосе при холодной прокатке, 42. Механизм образования грязевых пятен // Trans Iron and Stell Jap. 1980. № 11. р. 511.
3. Файзулина Р.В., Кушнарев А.В. Основные технологические факторы, влияющие на образование поверхности дефекта «матовость» при производстве жести // Производство проката. 1998, № 9. С. 12-13.
УДК 621.7.02
В.Л. Стеблянко, А.П. Пономарев
ФГБОУ ВПО «МГТУ»
ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННАЯ ОБРАБОТКА КАК МЕТОД КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СВОЙСТВА МЕТАЛЛА
Обработка металлической поверхности является одной из наиболее актуальных проблем современной металлургии, машиностроения и других отраслей. В широкомасштабном производстве основным способом очистки поверхности металла от окалины, жировых и иных загрязнений остаётся способ кислотного травления. Существующие технологии травления вызывают необходимость создания на предприятиях специальных травильных отделений, включающих в себя травильные ванны с подогретыми растворами соляной и серной кислот. Наличие таких технологий является опасным как для здоровья обслуживающего персонала, так и в целом для окружающей среды. В этом отношении существен-
