Особенности дефекта раскатанные загрязнения

                                                                                                  Начальнику ЛПЦ-3

                                                                                                  Иванцову О.В.

                                                                                                  Копия:

Директору по модернизации и развитию технологии производства и качества продукции

                         Сейсимбинову Т.С

Касается  дефекта «раскатанные загрязнения»

и соблюдения технологии при прокатке

и очистке  жести в ЛПЦ-3 
 

       По  заявке зам.начальника ЛПЦ-3 проведен анализ соблюдения технологии при производстве жести, снятой с агрегатов лужения по дефекту “раскатанные загрязнения” и контроль соблюдения химической технологии на 6-ти клетьевом стане ЛПЦ-3 и агрегатах очистки 8-10.11.2011 г.  

       Особенности дефекта «раскатанные загрязнения» 

       Загрязненность  поверхности жести обусловлена наличием углеродсодержащих отложений, остатков окалины, окисной пленки, полимеризованного масла, механических и других инородных частиц, ухудшающих качество поверхности проката.

       Загрязнения на жести после прокатки по силе сцепления с поверхностью могут быть классифицированы на 3 группы: легкоудаляемые, трудноудаляемые и неудаляемые в обезжиривающих растворах. Последние, так называемые «раскатанные загрязнения», затрудняют сцепление оловянного покрытия с основой, пряпятствуют растеканию олова при оплавлении, обуславливая матовость поверхности белой жести [1]. Следует отметить, что «раскатанные загрязнения» в меньшей степени опасны  для подката под цинкование, так как масса цинкового покрытия на 2 порядка выше, чем оловянного, то есть дефект может частично или полностью маскироваться на оцинкованном прокате, что невозможно в процессе электролитического лужения жести.

      Это связанно с тем, что на сплошность тонкослойного (0,3-1,0 мкм) оловянного покрытия оказывают влияние любые неметаллические включения, присутствующие в поверхностном слое металла. Неметаллические частицы и окислы сложного состава, расположенные в поверхностном слое стальной полосы, остаются не покрытые оловом. Это можно объяснить их низкой электропроводностью, сказывающейся при нанесении гальванического осадка, а также слабой адсорбцией олова, в результате чего оно не смачивает сложные окислы и не образует с ними твердых растворов или интерметаллидов.

       Наличие окисных соединений в области дефекта подтверждено ранее проведенными в исследовательском центре АрселорМиттал во Франции исследованиями, при которых установлено, что причиной дефекта является наличие на поверхности жести окисных соединений железа с примесями углерода, серы и фосфора из-за плохих условий трения в зоне локального перегрева [2].  

      Анализ  данных по отсортировке 

      Проведен  анализ технологии при прокатке и очистке жести, снятой с АЭЛ и отсортированной с АПР по дефектам «502» («раскатанные загрязнения» с 6-ти  кл. стана) и «625» (пятна загрязнения с агрегатов очистки). Данные приведены в таблице А1 приложения А.

      Как видно из представленных данных , на всех рулонах отмечены замечания по технологии. На 80% рулонов отмечены замечания по 6-ти клетевому стану, на 50% -замечания по агрегатам очистки,  при чем на части рулонов есть замечания по обоим агрегатам.

      Установлено, что основная отсортировка жести отмечена:

      - при  завышении температуры  СОЖ (I-III система);

      - на рулонах, прокатанных в период утечек минерального масла на 6-ю клеть;

       - на вторых рулонах после перевалки  рабочих валков (в нескольких клетях).

      Основные  нарушения по агрегатам очистки  связаны с несвоевременностью замены обезжиривающих  растворов. Следует отметить, что в октябре 2011 года на агрегатах очистки в основном проводилась очистка конструкционного проката и отмечались проблемы по обеспечению фосфатом натрия.

      На 2-х отсортированных рулонах отмечено нарушение сроков межоперационного хранения между прокаткой и очисткой жести. Увеличение срока хранения приводит к усилению окислительных процессов на поверхности жести, и следовательно вероятность образования дефекта увеличивается. 

      Технология 6-ти клетьевого стана 

      Согласно  ранее проведенным на АрселорМиттал Темиртау исследованиям [1] на образование дефекта «раскатанные загрязнения» влияют:

       - утечки минеральных масел;

       - удельные усилия прокатки в  шестой клети более 1,1 тс/мм;

       - параметры СОЖ и ВМС. 

      Влияние минеральных масел на образование дефекта «раскатанные загрязнения» связанно с тем, что минеральное масло не обладает термической устойчивостью, имеет низкую температуру вспышки, и не омыляется в щелочных растворах, поэтому при попадании его на полосу и в систему СОЖ возможно образование дефекта «раскатанные загрязнения».

      Уровень удельных утечек минерального масла невысокий, однако в октябре и ноябре 2011 года по данным технологических журналов он имеет тенденцию к увеличению (сентябрь-0,068, октябрь-0,073, ноябрь 0,084 т_{мин. масла}/т_{проката}). О попадании минерального масла в систему можно судить по разнице между содержанием масел общих и заэмульгированных в СОЖ (рисунок 1), так как эмульгируется только прокатное масло. Сильное отклонение этой величины от среднего уровня (например, 4.11 и 8.11) может свидетельствовать о попадании минерального масла в систему в текущие или предыдущие сутки. Однако, не всегда данные химического анализа СОЖ коррелируют с данными технологических журналов (то есть согласно анализам СОЖ количество минерального масла возрастает, а по данным журналов утечки отсутствуют), что может быть связанно с несовершенством системы измерения уровней минерального масла.

 

       Рисунок 1-Динамика утечек минерального масла  в ноябре 2011года. 

       Согласно  [1] удельные усилия прокатки в 6-й клети свыше 1,17 тс/мм (ширины) увеличивают вероятность образования дефекта «раскатанные загрязнения» в несколько раз. В период наблюдений удельные усилия прокатки составили 1,39-1,70 тс/мм, что намного превышает предельную величину. Параметры прокатки 8-10.11.11 в смену 2 приведены в таблице А2 приложения А.

      Анализ  энергосиловых параметров прокатки по компьютерным данным прокатного отделения (таблица А3 приложения А) показал, что 8-10.11.2011 года отмечен высокий уровень нагрузок в 6-й клети, что превышает обычные среднестатистические данные по 6-ти  клетевому стану(таблица 1).

       Таблица 1- Усредненные данные по энергосиловым параметрам 6-ти клетевого стана

Период	Средняя толщина проката, мм	Среднее усилие прокатки в 6 клети, тс	Скорость, м/с	Натяжение в 5-м  промежутке, тс
2007 г.	0,21	1042	27,0	4,9
2008 г.	0,23	1190	21,1	5,9
2010 г	0,20	1142	27,0	4,9
ноябрь  2011г	0,21	1297	13,1	6,1

       При проведении наблюдений установлено, что увеличение нагрузки в 6-й клети приводит к увеличению температуры рулонов на выходе со стана (рисунок 1), т.е в очаге деформации также наблюдается более высокая температура, что может провоцировать процесс окисления поверхности проката.

      Рисунок 2- Температура рулонов на выходе 6-ти клетевого стана

      Степень очистки проката обычно уменьшается при повышении температуры полосы в очаге деформации, т.е. образовавшиеся окисные продукты не омыляются в щелочных растворах, и входят в механическую составляющую загрязнений, которые остаются на полосе и подвергаются преобразованиям при отжиге. Не удаленные жировые остатки при отжиге в защитной атмосфере превращаются в железоуглеродистые соединения, которые при дрессировке вкатываются в микроуглубления на поверхности полосы и не могут быть удалены оттуда [3].

      По  литературным данным чем выше температура  полосы, тем больше количество дефектов «втаканная грязь» на ней [4].

      Результаты контроля параметров СОЖ и ВМС 8-10.11.2011 г представлены в таблице 2.

      Как видно из представленных данных, 8-9.11.2011г отмечено превышение температуры СОЖ, что приводит к ухудшению теплоотвода от рабочих валков. 

      Следует отметить, что в октябре-ноябре 2011года (рисунок 3) на приготовление ВМС  подается обессоленная вода с превышением  уровня рН ( 62% нарушений). Превышение рН обессоленной воды приводит к повышению эмульгируемости смазки в ВМС, и соответственно, может приводить к образованию дефектов.

 

      

      Таблица 2 – Параметры СОЖ и ВМС

Дата  наблюдения	Температура ВМС, оС (норма 70-75оС)		Соотношение масло:вода в ВМС	Концентрация масла в СОЖ, г/л	Температура СОЖ по системам, оС
	5 клеть	6 клеть			I (норма  50-55)	II (норма  45-50)	III (норма  40-45)
8.11.11 г	70-72	72-75	1:6:9 1:3:6	2,25-2,59	54-56	48-50	42-44
9.11.11 г	70-72	74-75	1:7:7 1:6:9 1:3:5	2,40-3,09	55-56	48-50	40-43
10.11.11 г	71-72	73-75	1:3:5 1:7:7	2,29-2,79	50-52	46-48	42-43

 

Рисунок 3 –Изменение рН обессоленной воды в  октябре- ноябре 2011года 

      Технология  очистки на АО и АНО 

      Качество  очистки поверхности проката во многом зависит от качества и температуры обезжиривающих растворов и промывочной воды, концентрации компонентов в растворах, загрязненности обезжиривающих растворов и др.

      В период исследований на АНО не производилась очистка жести, в связи с чем  оценка соблюдения технологии на АНО не выполнялась.

      Данные  по параметрам обезжиривающих растворов  на агрегатах очитки и АНО приведены в таблице 3, а по параметрам работы агрегатов очистки в таблице 4.

      Таблица 3 –Параметры обезжиривающих растворов.

Дата, см	№ АО	NaOH,г/л (норма 15-40)	Na3PO4,г/л (норма 15-40)	Na2CO3, г/л	Масла, г/л	Мех.прим.,г/л
8.11.11	АО-1	16,3	21,6	0,43	0,58	188
	АО-2	14,5	33,1	1,1	0,38	60
	АНО-2	25,8	42,3	2,8	0,46	134
9.11.11	АО-1	24,5	15,4	отс	0,81	126
	АО-2	16,7	18,0	отс	1,18	188
10.11.11	АО-1	55,4	31,5	3,00	0,38	130
	АО-2	35,2	24,4	0,30	1,09	196

 

 

       Как видно из представленных данных, нарушений по концентрациям обезжиривающих растворов не отмечено, однако, в некоторых случаях наблюдается минимально возможное содержание щелочи и фосфата натрия. Загрязненность обезжиривающих растворы не высокая, так как 8.11 11 была произведена замена раствора на АО-2, а 9.11.11 на АО-1.