Для наведения расплава в ванне цинкования и ее догрузки применяется сплав цинк-алюминиевый марок, ЦА03, ЦА04, ЦА06 в блоках по ТУ 6310 РК 00200928 ДГП-096-2005 и ТС ЧЦЗ-03-2006. В расплаве ванны цинкования обязательно должен присутствовать алюминий с массовой долей, указанной в таблице 6. Алюминий, растворённый в цинковом расплаве, при взаимодействии стальной полосы с жидким цинком, реагирует с железом полосы, образуя на стальной поверхности тончайшую плёнку железоалюминиевого интерметаллического сплава Fe₂Al₅, которая предотвращает при формировании цинкового покрытия образование толстых железоцинковых слоёв, чем способствует получению пластичного покрытия, способного к дальнейшей деформационной обработке без отслоения. Кроме того, этот слой, препятствуя реакции железа с цинком, снижает образование гартцинка в расплаве ванны. Алюминий, входящий в состав образующегося гартцинка, способствует его всплытию к поверхности и, следовательно, более лёгкому удалению образовавшегося дросса из ванны. Тонкая плёнка окиси алюминия, образующаяся на поверхности расплава, замедляет его окисление кислородом воздуха.

Требуемое количество алюминия в расплаве цинка поддерживается при догрузке ванны цинкования блоками цинк-алюминиевых сплавов марок ЦА03, ЦА04, ЦА06 по ТУ 6310 РК 00200928 ДГП-096-2005 и ТС ЧЦЗ-03-2006. При этом количество блоков сплава марки ЦА04 должно быть не менее 70 % от общего количества догружаемых блоков. В случае падения значений концентрации алюминия в ванне цинкования ниже требуемых значений (таблица 2), допускается производить корректировку состава цинкового расплава:

- блоками цинк-алюминиевого сплава марки ЦА10 по ТУ 6310 РК 00200928 ДГП-096из расчета один блок для повышения концентрации алюминия в расплаве на 0,05 % ( при оформлении заказа на поставку блоков в заявке необходимо указывать ограничение по значению массовой доли свинца не более 0,01 % ипо значению массовой доли сурьмы не выше 0,003 %);

- чушками первичного алюминия марок А85, А8, А7, А6 по ГОСТ 11069 либо по ГОСТ 11070 из расчета 20 кг для повышения концентрации на каждые 0,01% недостающего алюминия в ванне цинкования. Масса вводимого алюминия определяется по количеству чушек с известной массой (маркировка массы указывается в сертификате).Точная корректировка содержания алюминия в расплаве ванны цинкования производится по результатам анализа расплава в лаборатории.

Дозагрузка ванны блоками при ее работе в составе агрегата производится линией подачи слитков. Не допускается загрузка влажных слитков, поэтому перед подачей они должны успеть прогреться на транспортере линии подачи слитков. Масса цинковых слитков не более 2 т, масса слитков указывается в паспорте передачи. Слитки погружаются в ванну медленно. Подача слитков осуществляется оцинковщиком с локального пульта управления линии подачи слитков, допускается догрузка с передней стенки, опусканием слитков на дно ванны. Уровень расплава в ванне, определяемый визуально, не должен опускаться ниже верхнего борта ванны более чем на 100 мм.

На время ремонта линии подачи слитков допускается производить загрузку слитков с передней стенки ванны цинкования с помощью кран - балки. Погружение слитка в расплав производить на максимально возможном расстоянии от полосы и «воздушных ножей», соблюдая правила охраны труда и промышленной безопасности.

Температура цинкового расплава в ванне поддерживается на уровне от 450 до 470 ^оС, главным образом, за счет тепла, вносимого нагретой полосой. В случае остановки агрегата или при недостатке вносимого полосой тепла, расплав должен автоматически нагреваться до требуемой температуры индукционными нагревателями ванны.

При нанесении покрытия I класса по ГОСТ 14918 большей массой покрытия, или загрузке слитков кран-балкой (при ремонте линии подачи слитков) допускается температуру полос по показаниям пирометра, расположенного внутри погружного жёлоба, поднять до 485^оС. Кроме того, рекомендуется поддерживать температуру цинкового расплава на верхнем уровне регламентированного диапазона. Контроль за температурой цинкового расплава в ванне осуществляет старший оцинковщик, оцинковщик.

Из-за окисления поверхности расплава и его взаимодействия с железом обрабатываемой полосы и металлических узлов, погруженных в расплав, на поверхности ванны образуется изгарь. Зеркало ванны необходимо периодически - не реже одного раза в час - очищать от изгари, не допускается скопление изгари у полосы. Очистка производится вручную скребками и ложками в специальные изложницы, которые должны быть сухими.

3.3 Формирование цинкового покрытия

Необходимая толщина цинкового покрытия и качество покрытия должны соответствовать требованиям заказа; эти характеристики обеспечиваются, в основном, при формировании покрытия ГЦ-проката воздушными "ножами". Давление воздуха перед подачей в щелевые сопла воздушных "ножей" - составляет от 45 до 520мбар (45Ч10²- 520Ч10² Па). Расстояние между соплами, устанавливаемое с главного поста управления - 7-25мм, давление воздуха в воздушных "ножах" в зависимости от скорости обработки полосы и массы покрытия указаны в Приложении Б. Система формирования покрытия должна обеспечивать получение однородной поверхности покрытия без полос, промежуточных границ, утолщений покрытия по краям, без выноса загрязнений.

Толщина (масса) цинкового покрытия в потоке измеряется с помощью толщиномера цинкового покрытия. Контроль замассой цинкового покрытия, узором кристаллизации осуществляет оцинковщик. Контроль за качеством поверхности ГЦ- проката осуществляет оператор главного поста, оператор выходной секции.

Для стабильности работы воздушных "ножей" должна быть сведена к минимуму вибрация стабилизирующих роликов на выходе полосы из расплава.

Масса цинкового покрытия устанавливается оцинковщиком по установочным таблицам фирмы «KOHLERJET», приведенным в ПриложенииБ, в зависимости от требуемой по НД и условиям заказа массы покрытия и от скорости движения полосы. Корректировка параметров работы воздушных ножей производится по данным испытаний лаборатории аналитической химии ЦП и непрерывных измерений толщиномера цинкового покрытия в соответствии с Приложением Б. При тестировании и ремонте толщиномера цинкового покрытия корректировку параметров работы воздушных ножей проводить только по данным испытаний толщины (массы) цинкового покрытия лабораторией аналитической химии.

При остановках полосы необходимо перекрыть подачу воздуха. Чтобы избежать намерзания цинка до начала движения полосы необходимо омыть ее расплавом цинка с помощью ложки, а при пуске агрегата, включение подачи воздуха производится только одновременно с началом движения полосы.

Для исключения прогара и порыва полосы, находящегося в ванне цинкования при длительных остановках, необходимо протягивать участок полосы длиной 1,5м каждые5-10 минут простоя из ванныцинкования.

Контроль за работой и состоянием сопел воздушных ножей осуществляет оцинковщик. При забивании сопла цинком оцинковщик прочищает его с помощью скребка.

3.4 Охлаждение оцинкованной полосы

После формирования цинкового покрытия воздушными ножами оцинкованная полоса охлаждается воздухом в блоках струйного охлаждения. Контроль за температурой оцинкованной полосы перед верхним отклоняющим роликом башни охлаждения осуществляет старший термист, термист.

Температура оцинкованной полосы должна быть 20 - 290 °С перед верхним отклоняющим роликом. За это время должна полностью произойти кристаллизация цинкового покрытия, и оно должно приобрести достаточные механические свойства для прохождения по ролику без деформации и налипания на его поверхность. Для очистки поверхности ролика от цинка предусмотрен очищающий нож.

После дальнейшего охлаждения оцинкованной полосы в блоках струйного охлаждения полоса через отклоняющие ролики № 3 и № 4 охлаждается деминерализованной водой в ванне водяного охлаждения, температура охлаждающей воды должна быть 5-50 ^о С, после этого проходит две пары отжимных роликов и сушится в сушке № 2 нагретым воздухом, подаваемым на полосу с температурой от 100 до 170 ^о С. Отработанная вода отводится через дренажную систему на блок нейтрализации и обезвреживания цеха покрытий.

После сушки полоса проходит через двухроликовое центрирующее устройство № 4 и трехроликовое натяжное устройство № 4, затем проходит через бесконтактный толщиномер цинкового покрытия, который с помощью гамма-излучения определяет толщину (массу) цинкового покрытия по всей ширине полосы. Измерительные головки устройства монтируются на первом и третьем роликах натяжного устройства №4.

3.5 Дрессировка оцинкованной полосы

Дрессировка проводится с целью:

- воздействия на дислокационную структуру стальной основы для повышения и сохранения его способности к вытяжке;

- улучшения качества поверхности;

- устранения характерного рельефа цинкового покрытия, образующегося при его кристаллизации, что необходимо для ГЦ-проката, предназначенного для последующего нанесения полимерного покрытия;

- снижениянеплоскостности ГЦ-проката;

- обеспечения надлежащей шероховатости поверхности полосы.

Необходимость проведения этой операции определяется заказом и требованиями стандартов на готовый ГЦ-прокат.

Дрессировка проводится в клети "кварто" с подачей смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).

При дрессировке ГЦ - проката из стали марок 08Ю, 08пс и их аналогов усилие прокатки при дрессировке сварного шва снижать до 500 кН, на стали марки 006/IF усилие прокатки не снижать. Снижение усилия начинать на расстоянии не более 17 м до сварного шва и после прохождения сварного шва через валки дрессировочной клети начать подъем усилия прокатки до заданного уровня.

В качестве рабочей смазочно-охлаждающей жидкости используется эмульсия из деминерализованной воды и концентрированного препарата "Gerolub 980" с массой концентраций 10-50 г/л. Эмульсия на основе этого средства содержит ПАВ и органический ингибитор коррозии. Она предотвращает налипание частичек покрытия на валки дрессировочного стана, обеспечивает хорошую очистку поверхности валков, препятствует коррозии поверхности оцинкованного проката и оборудования дрессировочной клети.

3.6 Правка с растяжением

Правка ГЦ-проката производится в случае требований заказчика для устранения дефектов формы полосы (неплоскостность, коробоватость, волнистость, надав). Запрещается вводить в работу ИРМ при производстве металла DX54D, DX56D, DDS, EDDS, категорий вытяжки ОСВ и ВОСВ и аналогичных марок. Натяжение создается двумя парами натяжныхS-образных станций, установленных перед и после правильной клети.

Правка в роликах проводится с подачей тонко распыленной деминерализованной воды для облегчения процесса деформации, предотвращения налипания частичек покрытия на поверхность рабочих роликов, уменьшения температуры металла и сохранения качества ГЦ-проката.

При налипании частиц цинка на натяжные ролики на выходе из изгибо-растяжной машины их очистку производить с помощью скребков и воздушного обдува с локальных пультов.

Отработанная промывочная вода отводится через дренажную систему на станцию нейтрализации (нейтрализация щелочных стоков).

3.7 Пассивация ГЦ-проката

Для предохранения цинкового покрытия от коррозии при транспортировке и хранении оно подвергается пассивации и/или промасливанию.

Пассивация проводится химически, разбрызгиванием на поверхности полосы пассивирующего раствора, удаления его излишков и последующей сушки полосы с образованием пассивной пленки. Температура раствора пассивации 20 - 40 С. Для пассивации применяется раствор препарата "Passerite 225 W", Концентрацию раствора необходимо поддерживать в пределах от 15 до 24 точек Cr+6 (число точек хрома соответствует количеству мл 0,1N раствора тиосульфата натрия, пошедшая на титрование пробы рабочего раствора пассивации). Для увеличения концентрации Cr+6 на 1 точку необходимо добавить на каждые 1000 лрабочего раствора3,2 л препарата "Passerite 225 W". Контроль за температурой и концентрацией пассивирующего раствора (по результатам лабораторного анализа) осуществляет аппаратчик.

Излишки раствора удаляются с поверхности ГЦ-проката двумя парами отжимных гуммированных роликов. Система обдува должна быть отрегулирована в соответствии с шириной ГЦ-проката. Коллекторы для подачи воды и боковые воздуходувки, работающие на сжатом воздухе, обеспечивают постоянную очистку отжимных роликов и предотвращают капельные дефекты на кромках полосы.

Сушка пассивной плёнки производится воздухом при температуре 100-350С подаваемым на полосу через V-образные коллекторы, температура металла на выходе из секции пассивации 20-70 ^ОС. Контроль за состоянием поверхности отжимных роликов и за температурой металла осуществляет аппаратчик. Сушку полосы производить независимо от наличия пассивной пленки. Нагревание воздуха осуществляется газом.

Установка пассивации работает по схеме замкнутой циркуляции с постоянной фильтрацией и подогревом раствора. Для работы с различными хроматнымии бесхроматными растворами предусмотрены три рециркуляционные системы, каждая из которых имеет в своем составе:

- бак приготовления с рабочим объёмом раствора 2000 л, оборудованный механической мешалкой и системой подогрева раствора;

- циркуляционный бак с рабочим объёмом раствора 600 л;

- систему подачи жидкого концентрированного пассивирующего средства и деминерализованной воды в бак приготовления;

- систему перекачки готового раствора в бак циркуляции;

- систему подачи рабочего раствора в бак химической обработки насосами и его слива в бак циркуляции;

- бак химической обработки, оборудованный коллекторами для струйной подачи раствора на обе стороны полосы, коллекторами промывки полосы деминерализованной водой, системой сдува излишков раствора с кромок полосы, двумя парами отжимных роликов;

- бак для отходов вместимостью 10 м³;

- системой сушки полосы;

- системой отсоса паров.

При работе установки необходимо следить за работой сопел струйной подачи раствора пассивации. При обнаружении сопла, через которое прекратилась подача раствора (визуально обнаруживается отсутствие факела раствора над соплом), необходимо во время ППР необходимо восстановить его функционирования.

Контроль за работой сопел струйной подачи раствора пассивации осуществляет аппаратчик.

Запрещается проведение операции пассивации при неисправной системе отсоса паров.

Рабочий раствор пассивации готовится в баке приготовления путём подачи деминерализованной воды и жидкого концентрированного пассивирующего средства. Температура в баке приготовления регулируется с помощью нагревателя.

Объём раствора в баке приготовления регулируется по сигналу датчика уровня. Насос-дозатор из ёмкости хранения перекачивает в бак приготовления жидкое концентрированноепассивирующее средство. При снижении объёма раствора ниже установленного подача деминерализованной воды в бак приготовления инициируется автоматически. При достижении максимального установленного уровня подача воды прекращается.

Отработанный раствор пассивации и стоки собираются в бак для отходов и далее отводятся через дренажную систему на станцию нейтрализации (нейтрализация кислотных стоков).Контроль за приготовлением рабочего раствора пассивации осуществляет аппаратчик.

Для контроля концентрации точек шестивалентного хрома Сr⁺⁶ в растворе пассивации отбирается проба раствора из циркуляционного бака установки пассивации. Отбор проб производится аппаратчиком при производстве ГЦ-проката с пассивацией поверхности не реже 2-х раз в смену. Первая проба отбирается в течение первых2-хчасов после начала смены, вторая - в 5-7 часу работы. Анализ раствора пассивации выполняется в экспресс-лаборатории по мере поступления проб. В случае отклонения результатов анализов от значений, установленных в данной инструкции (см. п. 4.13.2), необходимо в течение 1,5 часа выполнить корректировку раствора и повторный анализ в экспресс-лаборатории.

3.8 Операции в выходной секции АНГЦ

После пассивации ГЦ-прокат проходит через двухроликовое натяжное устройство № 7 и отклоняющие ролики № 5, № 6 полоса поступает в выходной горизонтальный накопитель, технологически аналогичный входному.

Далее полоса через натяжное устройство № 8 и центрирующее устройство № 7 при необходимости перед смоткой ГЦ - проката в рулон проходит операции обрезки кромок на кромкообрезных ножницах и расплющивания заусенец. Регулировка перекрытия ножей и зазора между ними производится набором щупов №2.

Обрезь ГЦ-проката направляется в кромкокрошитель, где она режется на куски длиной 300 мм и по транспортёру подаётся в скрапную коробку. Кромкокрошитель рассчитан на переработку обрези шириной не более 50 мм при максимальной толщине4,0 мм.

Кромки ГЦ-проката после кромкообрезных ножниц могут подвергаться правке и сплющиванию заусенцев. Деформирующие ролики устройства правки кромок должны быть настроены по ширине ГЦ-проката. Контроль за перекрытием ножей и зазором между ними осуществляет термист. Далее полоса проходит через натяжное устройство № 9 к столу визуального контроля полосы.

Перевалку дисковых ножей производить при подрезке 3000 т и более (при отсутствии замечаний по качеству ГЦ-проката). При появлении дефектов кромки полосы (заусенец, волнистость, зазубрины и др.) замену ножей производить немедленно.

Контроль ГЦ- проката проводится перед смоткой в рулоны и включает:

- измерение ширины ГЦ-проката (от 700 до 1476 мм) (на вырубленной пробе);

- измерение толщины ГЦ-проката (от 0,25 до 2,5мм)(на вырубленной пробе);

- осмотр поверхности обеих сторон листа на станции визуального осмотра (вертикальной);

- проверку плоскостности на горизонтальном столе;

Также имеется смотровое окно для визуального контроля качества поверхности полосы с помощью двух стробоскопических устройств. Контроль ГЦ-проката осуществляет оператор выходной секции, контролер ОКП.

После прохождения через отклоняющие ролики № 7, № 8, № 9 полоса при необходимости подвергается промасливанию. Промасливание ГЦ-проката производится в установке электростатического промасливания (УЭП). УЭП оборудована тремя баками для хранения различных типов масел.

Для промасливания используется консервационно-штамповочное масло («AnticoritPL3802-39S» ф. Fuchs) или другие масла, пригодные для нанесения на поверхность оцинкованного проката методом распыления в электростатическом поле (по согласованию с ЦЛК). Установка обеспечивает нанесение масляной пленки массой от 0,5 до 2 г/м² на каждой стороне ГЦ-проката. УЭП позволяет наносить масляные пленки различной массы на разных сторонах ГЦ-проката, либо промасливать только одну его сторону. При промасливании необходимо поддерживать температуру в рабочей ёмкости с маслом от 70 до 80 °С. Диапазон температур подогрева масла других типов и производителей указывается в документации поставщика.

При изготовлении ГЦ-проката с промасливанием, но без указания в заказе массы масляной плёнки, масса масляной пленки на каждую сторону полосы должна составлять не менее 1,0 г/м². Ввод параметра массы масляной пленки на установке электростатического промасливания производит оператор выходной секции.

Для контроля массы масляной пленки на поверхности ГЦ-проката, производимого по всем действующим НД, отбираются образцы. При отборе и порезке проб исключить попадание на поверхность ГЦ-проката загрязнений. Определение массы масляной плёнки производится в экспресс-лаборатории не реже одного раза в смену, при дополнительных требованиях потребителя от каждой партии. Контроль за температурой масла, параметром массы масляной пленки в установке электростатического промасливания и массой масляной пленки на полосе(по результатам экспресс-лаборатории) осуществляет оператор выходной секции.

Промасливанию подвергается ГЦ-прокат в соответствии с заказом и с требованиями стандарта на оцинкованный металл. Если тип масла в заказе потребителя не оговаривается, то применяется консервационное масло.

Отключение промасливания производится при снижении скорости полосы до 2 м/мин и включение в обычный режим промасливания при повышении скорости выше этой величины.

При необходимости резки полосы ГЦ-проката и формирования нового рулона (прохождение участка сварки, бракованной полосы, обрыв полосы на одном из участков агрегата, вырезки образца или по решению мастера участка) проводятся операции по переводу полосы ГЦ-проката на намотку нового рулона и переход на другую моталку. Типичный технологический цикл смены моталки включает:

- снижение скорости движения ГЦ-проката с рабочей до скорости тихого хода;

- подвод необходимого участка к ножницам;

- вырезка в выходных ножницах участков сварных швов, образцов, брака с начала нового и с конца обработанного рулонов; длина листов для образцов не должна превышать 2 м;

- тихий ход для заправки конца нового рулона в свободную моталку (при заправке входной конец полосы проходит от ножниц до загибающего ролика, от ролика до барабана, и далее, на барабан наматывается 4 оборота при помощи ременного захлёстывателя);

- смотка ГЦ-проката с максимальной скоростью для выработки накопленного ГЦ-проката из накопителя выходной секции;

- переход на технологическую скорость передвижения ГЦ-проката в выходной секции.

Моталки имеют возможность намотки как сверху, так и снизу. Для обеспечения качественного сматывания ГЦ-проката в рулон, должен быть настроен узел контроля и автоматической коррекции положения кромок полосы.

Замену ремней захлестывателей осуществлять не реже одного раза в квартал. При травмировании поверхности ремня полосой, при наличии расслоений, порезов ремня замену производить немедленно.

Замену шпуль на моталках производить по следующему регламенту: для моталки №1 - по нечетным месяцам; для моталки №2 - по четным месяцам с отметкой в технологическом журнале (регламент замены шпуль может быть изменен в зависимости от их состояния по решению начальника участка, зам. начальника цеха).

Не допускается ступенчатая смотка ГЦ-проката, за исключением следующего:

- если ГЦ-прокат имеет низкое качество (например, после ППР, кратковременных нарушений технологий, сбоев различных систем, выход из допусков по толщине полосы или толщине покрытия);

- при наличии на кромках полосы дефекта «волнистость» или утолщения цинкового покрытия накромках полосы;

- в случае если ГЦ-прокат назначен в поток АПП-1,2.

Отгрузку рулонов потребителю производить в соответствии с заказом на ступенчатую смотку.

ГЦ-прокат, имеющий более низкое качество (например, после ППР, кратковременных нарушений технологии, сбоев различных систем, выход из допусков по толщине полосы или толщине покрытия) может быть смотан вместе с качественным ГЦ-прокатом, но при смотке в рулон такой участок должен быть выделен другим видом смотки (ступенчатая).

Смотанный рулон передающей тележкой транспортируется от моталки к встроенным весам, где определяется масса рулона. Данные о массе рулона передаются в управляющий компьютер АНГЦ. Затем рулон поступает на станцию полуавтоматической обвязки (допускается обвязка вручную), где обвязывается по образующей, здесь же, на рулон наклеиваются ярлыки. Далее обвязанный рулон передается на стационарные опоры для снятия и передачи на склад оцинкованных рулонов. Контроль за определением массы ГЦ-рулонов осуществляет оператор выходной секции.

4. Выбор марки стали

Холоднокатаная полоса должна отвечать многим требованиям в отношении химического состава, качества поверхности и точности размеров полосы, микроструктуры, механических свойств.

Помимо механических свойств, ГОСТ 9045- 80 содержит требования к микроструктуре, детализованные по категориям вытяжки (величина ферритного зерна, балл цементита). Микроструктура низкоуглеродистых листов для глубокой вытяжки должны состоять в основном из феррита и цементита; равномерное распределение цементита в основной ферритной составляющей обеспечивает хорошую склонность стали к вытяжке. Лучше всего, когда ферритные зерна в металле имеют вытянутую форму, что достигается в сталях для глубокой вытяжки, успокоенных алюминием. Зерна такой формы обеспечивает большее сопротивление металла уменьшению толщины материала штамповки, что способствует достижению более значительной степени деформации. Но на практике реальная структура холоднокатаного отожженного металла все более отдаляется от установленных показателей. После рекристаллизованного отжига сталь 08Ю имеет ферритную основу с равноосными зернами, вместо структурно-свободного цементита образуются в основном участки высокодисперсного перлита. Необходимо учитывать требования к качеству поверхности. Поверхность листов должна быть ровной, гладкой и чистой, без больших поверхностных дефектов, которые ухудшают качество поверхности штамповки, и влияя как надрез, снижают прочность материала. Поверхность полосы должна быть блестящей или матовой, но на ней не должны быть плены, трещины, закатанная окалина, отпечатки и надавы от валков, пузыри, раковины, складки, порезы и различные несплошности материала, а также неметаллические включения.

Химический состав сталей 08пс, 08Ю приведен в таблице 2 и соответствует ГОСТ 9045.

Таблица 2 - Химический состав сталей 08пс, 08Ю (ГОСТ 9045)

Марки сталей 08Ю и 08пс это качественные недорогие стали, имеющие пониженное содержание вредных примесей, малое содержание углерода до 0,1 %. Большое влияние на свойства стали оказывает ее химический состав. Сталь является многокомпонентным сплавом, содержащим углерод и ряд примесей Mn, Si, Р, N, Н, которые оказывают влияние на её свойства. С увеличением углерода возрастают прочностные свойства и уменьшаются пластичные. Оптимальное сочетание этих свойств имеют стали с содержанием углерода до 0,1 %. Увеличение содержание углерода ухудшает технологические свойства, уменьшает способность стали деформироваться, затрудняет свариваемость. Также количество углерода в стали влияет на размер зерна. На свойства стали влияют элементы, с помощью которых раскисляют сталь Si, Мn, Al.

Кремний после раскисления в твердом растворе феррита, повышает предел текучести, что уменьшает пластические свойства стали и уменьшается способность стали принимать вытяжку. Марганец увеличивает способность стали к глубокой вытяжке. Если в стали содержится Мn меньше, чем 0,30%, то на боковых кромках горячекатаных полос образуются трещины. Учитывая все перечисленное условия, следует брать стали с пониженным содержанием этих элементов для увеличения пластических свойств и увеличения способности стали к вытяжке. То есть сталь должна быть кипящей или полуспокойной.

А1 уменьшает склонность стали к старению так как имеет большое родство с N, С, О и связывает их в нитриды, карбиды и оксиды, улучшая пластические свойства стали. Устойчивость стали против старения может обеспечить минимальное содержания остаточного А1 в стали (до 0,2 %). Более высокое содержание углерода делает сталь не стареющей. Более высокое содержание А1 улучшает микроструктуру стали после конечной термической обработки.

Вредными примесями для стали является сера и фосфор. Сера образует с железом FeS, которое практически не растворимо в нем в твердом состояние, но растворимо в жидком. FeS образует с железом легкоплавкую эвтектику с температурой плавления 988 °С при малом содержании серы, которая располагается преимущественно по границам зерна, в следствии чего при горячей деформации возникают надрывы и трещины -- красноломкость стали. Фосфор, растворяясь в феррите, сильно искажает кристаллическую решетку, при этом увеличивается временное сопротивление и предел текучести, а пластичность и вязкость уменьшаются. Вредное влияние фосфора усугубляется тем, что он обладает большой склонности к ликвации. При содержании в стали 0,05% фосфора во время глубокой вытяжки значительно увеличивается брак.

Присутствие в стали марганца практически исключает красноломкость образуя MnS, которые располагаются в виде отдельных включений и при деформации стали они вытягиваются. Азот и кислород присутствуют в стали в виде хрупких неметаллических включений, как твердые растворы и в свободном виде, они располагаются в дефектных участках металла, концентрируясь в зернограничных объемах и образуя выделение нитридов и оксидов по границам зерен, понижают сопротивление металла к хрупкому разрушению и повышают порог хладноломкости. Кипящие стали для глубокой вытяжки не должны иметь азота больше 0,006 %, а спокойные не больше 0,008 %.

Водород растворенный в стали, охрупчивает ее, приводит к образованию в катанных заготовках и поковках флокенов - тонких трещин овальной формы, содержащих водород, выделившийся при охлаждении металла в следствии уменьшения его растворимости в стали при ее охлаждении. Из всего выше сказанного делаем вывод, что для нашего термического отделения подойдут стали марки: 08Ю,08пс. Нам нужны именно эти 2 марки стали, потому что одна из них стареющая (08пс) и нестареющая (08Ю), они взяты для сравнения. Старение стали -- изменение свойств материала (стали), протекающее во времени без заметного изменения микроструктуры. Такие процессы происходят главным образом в низкоуглеродистых сталях (менее 0,25 % С). При старении за счёт скопления атомов углерода на дислокациях или выделения избыточных фаз и феррита (карбидов, нитридов) повышаются прочность, порог хладноломкости и снижается сопротивление хрупкому разрушению. Склонность стали к старению снижается при легировании её алюминием, титаном или ванадием.

5. Выбор термической обработки

Большая часть тонколистовой продукции из малоуглеродистых полуспокойных и спокойных сталей отжигаются в рулонах в садочных колпаковых печах. Но этот способ отжига имеет ряд недостатков: длительный производственный цикл; неоднородность свойств и структуры отожженного металла; неудовлетворительное качество продукции (в основном поверхности); травмирование материалов при отжигах и недостаточная степень механизации и автоматизации процессов; большая цеховая площадь. К тому же при садочном отжиге очень трудно получать заданные стабильные свойства металла и приходиться сортировать продукцию по результатам отжига.

Непрерывный отжиг не имеет перечисленных недостатков и выгодно отличается от садочного возможностью совмещения с отжигом всех операций отделки холоднокатаной полосы в одной высокопроизводительной автоматизированной поточной линии. Внедрение агрегатов непрерывного отжига и отделки холоднокатаной полосы позволяет обеспечит: стабильность получения свойств металла высокого однородного качества по механическим свойствам структуре; исключение многих вспомогательных и транспортных операций и травмирования металла; сокращение площади цеха и уменьшение обслуживающего персонала. цинкование сталь прокат агрегат

Термообработка в агрегате непрерывного отжига позволяет достичь непрерывности процесса прокатного производства, уменьшение времени термообработки и повышению качества продукции.

Непрерывный отжиг листового металла имеет большие технологические преимущества в отношении производительности процесса, качества поверхности и однородности свойств металла. В основе технологии термообработки тонкого листа лежат процессы нагрева и охлаждения полосы, позволяющие изменять температурно - кинетические параметры несравненно шире, чем при колпаковом отжиге. Термообработка полосы в колпаковых печах является самой длительной операцией. Агрегат непрерывного отжига совмещает все операции применяемые после холодной прокатки. К тому же значительно сокращается длительность термической обработки, которая равна десяти минутам. Агрегат непрерывного отжига занимает почти вполовину меньше площади. Готовая продукция отличается большой равномерностью свойств по длине и ширине полосы, высокими механическими свойствами, чистотой поверхности.

5.1 Выбор режима термической обработки

Основным видом термической обработки полосовой стали в рулонах

является рекристаллизационный отжиг холоднокатаной стали.

Рекристаллизационный отжиг проводят для получения однородной структуры и требуемых механических свойств, для восстановления пластичности, для образования оптимальной микроструктуры, а также для сохранения или улучшения состояния поверхности холоднокатаных полос.

При отжиге в металле должны полностью происходить рекристаллизация деформированного феррита, сфероидизация или коагуляция деформированного цементита и рост зерен феррита до оптимальной конечной величины. В стали раскисленной алюминием, должны быть созданы условия для роста рекристаллизованных зерен сплющенной формы. У всех нестареющих сталей свободно растворенный азот и углерод должны быть в достаточной мере связаны в стабильные карбиды и нитриды. При охлаждении должно быть ограничено перенасыщение феррита элементами внедрения, которые увеличивают склонность стали к старению. Рулоны должны отжигаться в печи с защитной атмосферой.. Размеры зерен после рекристаллизации зависят от их размеров до холодной прокатки, т.е. от размеров зерен горячекатаной полосы, от степени деформации в холодном состоянии, скорости нагрева, температуры нагрева и продолжительности выдержки при нагреве.

5.2 Влияние процессов прокатки на формирование структуры и свойства стали

Холодная прокатка приводит к заметной деформации структурных составляющих. Зерна феррита постепенно удлиняются в направлении прокатки. После больших степеней обжатия при холодной прокатки структура металла становится волокнистой.

Сильно вытянутые зерна феррита после рекристаллизационного отжига приобретают полиэдрическую форму, а в стали раскисленной алюминием, из-за выпадения при рекристаллизационном отжиге нитрида алюминия, образуются плющенные вытянутые зерня, что улучшает способность стали к глубокой вытяжке.

5.3 Выбор температуры отжига

После обжатая полосы на 60 - 70 % при холодной прокатке

рекристаллизация начинается уже при температуре около 500 °С. Если при такой температуре проводить отжиг, то будет увеличивается время, которое

необходимо для полной рекристаллизации деформированной стали, т.е нужно увеличить время выдержки полосы в печи; в материале очень много дефектов и напряжений, а новые ре кристаллизование зерна неблагоприятно расположены и имеют маленький размер. При низких температурах плохо протекают процессы коагуляции и сфероидизации цементита, из-за медленного протекания диффузионных процессов. Только при температуре рекристаллизации выше 550 °С, когда из двух или больших мелких зерен, зародившихся при меньших температурах, вырастет новое зерно, снимается большая часть напряжений, и отожженная полоса имеет повышенные пластические свойства.

Нестареющие стали или спокойные стали, раскисленные алюминием, отжигаются при повышенных температурах (вблизи A_cl), из-за того что алюминий замедляет процессы рекристаллизации.

Исходя из вышесказанного, рекристаллизационный отжиг листа будем проводить при температурах 700 - 750 °С, так как эта температура является благоприятной для рекристаллизации и роста зерен феррита и сфероидизации цементита.

5.4 Выбор скорости нагрева

Скорость нагрева до температуры отжига чаще всего не имеет значения. Но в отдельных случаях необходим ускоренный нагрев. При медленном нагреве до температуры отжига могут вырасти очень крупные зерна, что может негативно сказаться на пластических свойствах стали. Крупные зерна вырастают из - за того, что в случае медленного нагрева первичная рекристаллизация начинается при сравнительно низких температурах и идет из малого числа центров. После быстрого нагрева до высокой температуры сразу развивается интенсивная первичная рекристаллизация из многих центров и зерно получается мелким.

5.5 Выбор времени нагрева н выдержки

Время нагрева и выдержки назначают из условия получения допустимого перепада температур по сечению рулона, который не должен превышать 20 -- 40 °С.Во время нагрева и выдержки при температуре отжига наступает первичная рекристаллизация, образуются зерна феррита необходимой величины и формы, цементит сфероидизируется и принимает благоприятную глобулярную форму, это происходит тем быстрее, чем чище по химическому составу сталь и чем больше была суммарная степень обжатия при холодной прокатке.

Время нагрева металла в печи зависит от толщины и ширины полосы. В таблице 3 представлены оптимальные скорости движения полосы через печь в зависимости от толщины и ширины полосы.

Таблица 3 - Скорости обработки при изготовлении ГЦ-проката, м/мин

5.6 Выбор скорости охлаждения

Чем больше скорость охлаждения (из-за увеличения степени перенасыщения феррита), тем в большей степени увеличивается твердость феррита и прочностные свойства при ухудшении пластических свойств.

Одновременно возрастает склонность стали к старению, так как перенасыщенный твердый раствор метастабилен и стремится к стабильному

состоянию. При медленном охлаждении из-за снижения растворимости углерода в феррите из отожженной стали начинает выпадать цементит по границам ферритных зерен, который увеличивает хрупкость отожженной стали. Оптимальная скорость охлаждения не должна превышать 40 °С/мин, что соотвествует 0,7 °С/сек.

6. Выбор оборудования

Для термической обработки листового проката используют следующие

печи:

- Проходные роликовые печи (для нормализации и закалки тонколистовой стали);

- Вертикальные протяжные печи (для непрерывной скоростной термообработки листовой стали толщиной ? 1мм);

- Горизонтальные протяжные печи (для непрерывной скоростной термической обработки листвой стали толщиной ? 6 мм);

- Печи садочного типа (колпаковые), предназначенные для обработки листа в стопах или рулонах.

Для нашего агрегата выбираем протяжную вертикальную печь. Протяжная печь - печь непрерывного действия для термической или химико-термической обработки металлической полосы или проволоки, а также для нагрева штрипсов станов непрерывной печной сварки труб. Для справки: штрипс - стальная полоса, используемая в качестве заготовки для производства сварных труб. По конструктивному признаку протяжные печи делят на горизонтальные (одно и многоэтажные) и вертикальные (башенные). Полосу протягивают в одну (однорядные протяжные печи) или несколько (многорядные протяжные печи) ниток. В протяжной печи для патентирования (для справки: патентирование - вид термообработки проволоки, при котором сталь нагревают до 870-950 °С, а затем быстро охлаждают в ванне до 500 °С, после чего охлаждают на воздухе) проволоку протягивают горизонтально в несколько ниток (до 24). Протяжные печи отапливаются газовым топливом, иногда мазутом; имеются протяжные печи с электрообогревом.