Металлургия

Прокатное производство

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Отделка холоднокатаной листовой стали

Отделка холоднокатаной листовой стали в основном производится в рулонах. При этом обеспечивается непрерывность процессов, облегчается их механизация и автоматизация, увеличивается производительность отделочных агрегатов.

Для устранения наклепа и достижения требуемых механических свойств холоднокатаная углеродистая листовая сталь подвергается светлому рекристаллизациному отжигу при 720-750° С, который осуществляется в колпаковых печах и непрерывных агрегатах с протяжными печами.

Отжиг в колпаковых печах является наиболее распространенным видом термической обработки холоднокатаной листовой стали в рулонах наружным диаметром 1500—2700 мм. и массой 10—45 т. Холоднокатаная полоса перед отжигом проходит электрохимическую (или другую) очистку. Печь состоит из неподвижно

го пода, внутреннего колпака-муфеля из жаростойкой стали 2 и наружного нагревательного колпака, устанавливаемого над муфелем и футерованного изнутри огнеупорным кирпичом. В наружном колпаке внизу имеются горелки 9 и дымовые отверстия.

Рулоны устанавливают на поду друг на друга в стопу и накрывают муфелем, который погружается в песочный затвор для предотвращения окисления отжигаемого металла. Продукты сгорания топлива (газа), выходящие из горелок, сначала направляют вверх (специальными экранами), а затем через дымовые отверстия выводят с помощью эжектора 5.. Внутрь муфеля непрерывно подают защитный газ (95—97% N2 и 3—5% Нг). Для ускорения нагрева металла колпаковые печи имеют вентиляторы 8, осуществляющие принудительную циркуляцию защитного газа, проходящего между рулонами в специальных прокладках 4 и передающего им тепло от стенок муфеля. Один нагревательный колпак обслуживает 3—4 стенда (пода). После нагрева очередной садки до требуемой температуры колпак переносят на другой стенд; при этом тепло футеровки колпака используется для нагрева новой садки. Топливо (коксовый или смешанный газ) сгорает между нагревательным колпаком и муфелем или в трубах (радиантных) из жаростойкой стали.

Для ускоренного охлаждения рулонов применяют специальные колпаки, которые устанавливают под муфелем после переноса нагревательных колпаков на другие стенды. Имеющийся на верху такого колпака вентилятор подает в пространство между колпаком и муфелем холодный воздух.

Термическая обработка в непрерывных агрегатах — наиболее прогрессивный способ, так как при таком отжиге температура всей полосы одинакова, что обеспечивает однородность структуры и свойств отоженного металла. При этом время отжига составляет несколько минут. Возможна полная механизация и автоматизация всех операций непрерывного отжига. В состав непрерывных агрегатов для светлого отжига входит оборудование для очистки полосы.

Непрерывные агрегаты термической обработки полос (жести) с башенными протяжными печами состоят из входного, печного и выходного участков. Входной участок агрегата включает в себя два разматывателя рулонов, ножницы для обрезки концов полосы и машину для их сварки, тянущие ролики и петлевое устройство (башню), обеспечивающее непрерывное движение полосы через печь. Здесь устанавливают также оборудование для обезжиривания, электролитической или щелочной очистки полосы в ваннах с последующими моечно-щеточной очисткой, промывкой горячей водой и сушкой нагретым воздухом.

В печном участке производятся пять операций: нагрев до 700—750° С, выдержка при этой температуре, замедленное охлаждение до 400—480° С, ускоренное охлаждение до 20° С (соответственно камеры а, б, в, г, д). Камера нагрева отапливается газом, сжигаемым в ра- диантных трубах. В камере выдержки для точного регулирования температуры предусматривается электрическое отопление. В камере замедленного охлаждения устанавливаются водоохлаждаемые трубы. Для быстрого охлаждения имеются водяные теплообменники с вентиляторами, а после печи — бак для замочки полосы и установка для ее сушки.

Полоса транспортируется с натяжением через камеры башенной печи в вертикальном положении при помощи тянущих роликов. Для создания газового затвора в печи, заполненной защитным газом, в местах входа и выхода полосы из. печи служат уплотняющие приводные ролики, которые также способствуют движению полосы. Заправка полосы в печь и протягивание ее при обрыве осуществляются с помощью тележки, расположенной наверху печи и перемещающейся по рельсам.

Выходной участок агрегата состоит из петлевого устройства, башня которого заполняется полосой при ее разрезке, ножниц поперечной резки и двух моталок. Скорость движения полосы в непрерывных печах башенного типа достигает 6—7 м/с, производительность около т/ч.

Следующей за отжигом отделочной операцией углеродистой стали является ее дрессировка, заключающаяся в холодной прокатке листа (полосы) с величиной относительной деформации 0,5—3,0%. Задачей процесса дрессировки является улучшение поверхности тонколистовой стали, имеющей после горячей прокатки и травления много неровностей, а также для создания поверхностного упрочнения (наклепа). Последнее имеет существенное значение для листов, подвергаемых в дальнейшем холодной штамповке, так как при недостаточно жесткой поверхности металла на ней могут появиться линии сдвига (следы от пересечения плоскостей сдвигов с внешней поверхностью листа). При этом качественное покрытие штампованных изделий другими металлами, лаками, красками исключено. Сюда относятся главным образом автотракторные листы, жесть и декапированные (отожженные и травленые) листы.

Как правило, рабочие валки на дрессировочных станах (одно- и двуклетевых) применяют тех же размеров, что и на станах холодной прокатки данного цеха. Современные дрессировочные станы с четырехвалковыми клетями, с рабочими валками в них диаметром примерно 400 и опорными 1200 мм (двухвалковые клети имеют диаметр примерно 800 мм), с длиной бочки валков 1200—2500 мм рассчитаны на прокатку рулонов массой 35—45 т при скорости дрессировки 25—30 м/с. Двуклетевые станы применяют для дрессировки полос толщиной 0,22—0,25, одноклетевые — для 0,3—0,38 мм и больше.

Проведенные в последние годы исследования показывают, что применение технологической смазки при дрессировке улучшает поверхность листов и уменьшает

расход валков. Необходимым условием для получений листа высокого качества является устойчивость процесса дрессировки, которая обеспечивается главным образом постоянством заднего и переднего натяжений, которые создаются специальными натяжными устройствами. Величина заднего и переднего натяжения обычно составляет не менее 0,40. При дрессировке листов штучным способом натяжение, естественно, осуществить нельзя.

На некоторых современных широкополосовых станах еще значительная продолжительность процесса дрессировки, осуществляемого на заправочной скорости. Это приводит к тому, что в каждом рулоне значительная длина полосы не приобретает качественных показателей от дрессировки. Поэтому необходимы агрегаты, обеспечивающие процесс непрерывной дрессировки листа, для чего в них следует осуществлять сварку рулонов. Это позволит сделать режим дрессировки более устойчивым, значительно улучшить качество дрессированных листов и повысить производительность.

Другими отделочными операциями тонколистовой углеродистой стали являются продольная и поперечная резка полосы, смотанной в рулоны, для чего применяются агрегаты поперечной резки на мерные длины; агрегаты продольной резки широких полос, комбинированные агрегаты для поперечной и продольной резки. Масса исходных рулонов, подаваемых на агрегаты поперечной и продольной резки, достигает 40 т и более; скорость перемещения полосы в процессе резки 1—7 м/с.

  Технологические операции при производстве листовой стали - прокат ...

  Классификация горячекатаной и холоднокатаной углеродистой стали