Система сдува эмульсии

 

      В конце пятой клети идет  сдув эмульсии с полосы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5 ПУТИ СНИЖЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ПОВЕРХНОСТИ ХОЛОДНОКАТАННОГО ПРОКАТА УГЛЕРОДОСОДЕРЖАЩИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ 

    Известно, что загрязнение углеродосодержащими  соединениями отрицательно влияет на такие свойства поверхности листового  проката, как фосфатируемость, способность к адгезии покрытий, сопротивление коррозии после окраски изделия из него .Особенно эти свойства ухудшаются при наличии на поверхности остаточного углерода, превышающего 8 мг/м² .

    Потребители холоднокатаного металла предъявляют  жесткие требования к загрязнению поверхности углеродсодержащими соединениями. Объясняется это тем, что при производстве продукции из таких полос, например при окраске и лакировке, возможен брак. Кроме того, повышенное содержание на поверхности аморфного или графитизированного углерода может привести к появлению на изделиях пористой коррозии .

    Углеродсодержащие соединения состоят из остатков технологической  смазки, сажи, графита и цементита.

    В связи с этим необходимо определить параметры технологии, влияющие на чистоту поверхности холоднокатаного  листа, и устранить причины, способствующие ее снижению.

    Выделение углеродосодержащих отложений происходит при отжиге холоднокатаного металла в колпаковых печах.

    Согласно  кинетике процессов, при высокой  скорости протекания реакций выделения  углерода становится невозможным управление этой реакцией .

    Уменьшение  образования углеродосодержащих соединений возможно путем снижения количества реагирующих веществ - потенциальных носителей углерода при обеспечении низкой скорости протекания реакций.

    В общем случае среднюю скорость химической реакции можно записать : 

    где - изменение концентрации реагирующего вещества (продуктов реакции);

    - интервал времени протекания реакции.

    Из  зависимости (3) следует, что снижение скорости реакции может обеспечиваться за счет уменьшения числителя (∆С) и увеличения знаменателя (∆t).

    При анализе подмуфельной атмосферы  установлено, что основным реагентом, содержащим углерод и способствующим его выделению, является группа СН (СН₄ до 40 %). Из литературных данных [2] известно, что при температуре 200 - 700°С метан (СН₄) разлагается с выделением углерода по следующей реакции:

    (4)

    Уменьшение ∆С возможно за счет снижения содержания углеродосодержащих реагентов в подмуфельном пространстве. Это достигается выдуванием газообразных углеродосодержащих продуктов с начала нагрева в течении 30 часов.

    Увеличение  ∆t возможно за счет замедления скорости нагрева при испарении углеродосодержащих соединений. Это обеспечивается проведением промежуточных выдержек в процессе нагрева садки.

    Существуют  еще несколько источников выделения  углеродосодержащих соединений. Ненасыщенные жирные кислоты, свободные карбоновые кислоты (продукты окисления составляющих эмульсола) и окислы металлов (например, "недотрав") могут образовывать на поверхности полосы в очаге деформации железные мыла, которые сдувом прокатной эмульсии не удаляются и в процессе отжига также являются источниками появления углеродсодержащих соединений. Поэтому иногда под "сажей" на поверхности обнаруживаются окислы. Этот вид углеродсодержащих загрязнений проведением горячей продувки при термическом отжиге не устраняется.

    Кроме метана, при отжиге образуются и  другие газы: с непредельной связью (этилен, пропилен) и ароматические углеводороды. При конденсации этих газов образуются полимерные продукты типа смолы, которые после возгонки при отжиге оседают на кромке и также дают "сажистый налет".

    Уменьшение  количества и концентрации реагирующих  веществ можно достичь за счет уменьшения масляной составляющей, остающейся на полосе после холодной прокатки.

    Следует отметить, что однозначно выявлено влияние концентрации масляной фазы на количество загрязнений на поверхности холоднокатаного листа. Чем ниже концентрация эмульсии, подаваемой на стан холодной прокатки, тем меньше остается масляной составляющей на полосе после прокатки, и следовательно, образуется меньше органической части загрязнений при термическом отжиге. Однако, снижение масляной составляющей должно иметь ограничение, так как чем ниже концентрация ее в эмульсии, тем больше образуется продуктов износа за счет увеличения коэффициента трения, которые является катализаторами процесса науглероживания.

    Предлагается  следующая технология, заключающаяся  в следующем:

    ♦ нанесение смазочного слоя на подкат до холодной прокатки в линии непрерывно-травильного  агрегата (НТА);

    ♦ ведение процесса холодной прокатки с подачей метастабилыюй эмульсии малой концентрации (до 1,0%) на основе минеральных масел.

    При этом особенность ведения процесса производства состоит в использовании  двухслойной системы смазки при холодной прокатке (рис. 8), а именно:

    •формирование 1-го смазочного слоя на подкате до холодной прокатки в линии НТА;

    •формирование моюще-охлаждающего 2-го слоя в процессе холодной прокатки.

    Функциональное  назначение 1-го смазывающего слоя - это  предохранение поверхности полосы от механических повреждений при смещении неплотносмотанных витков рулона и максимально возможного разделения поверхностей полосы и валка в процессе прокатки; снижение коэффициента трения; сохранение разделительно-смазочных свойств до последней клети стана и необходимой способности удаляться с полосы.

    Назначение 2-го слоя - это обеспечение стабильного  теплового баланса процесса холодной прокатки, когда разница между  температурой смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) на входе и выходе из клети имеет минимальные значения; дозированного удаления 1-го слоя промасливателя в первых 4-х клетях стана и формирование смазочного клина в 5-ой клети. 

    

     Рисунок 8 – Функциональная схема использования двухстадийной смазки при холодной прокатке. 

    Целесообразно уменьшение веществ, являющихся катализаторами выделения углеродосодержащих соединений при термическом отжиге {Fe, Si, CI, К, Cci). Их источниками являются, как отмечалось выше, шлам после травления и частицы износа металла при травлении и холодной прокатке.

    Следует отметить сильное влияние наличия  на поверхности полосы Fe⁺¹ и которые являются катализаторами крекинга углеводородов масляных остатков и приводят к образованию полимерных и сажистых налетов холоднокатаного металла при отжиге.

    С целью снижения количества частиц износа и масляной составляющей на полосе после травления и холодной прокатки необходимо соблюдение следующих параметров технологии производства:

    Параметры травления 

    •степень  защиты металла ингибитором от кислотной  коррозии не менее 80%;

    •работа только при максимальном изгибе полосы всеми роликами окалиноломателя и соблюдение величины обжатия в дрессировочной клети не менее 1% после перевалки рабочих валков;

    •эффективность  промывки, сушки (рН не менее 6);

    •загрязненность поверхности полосы на выходе из линии  НТА, оцененная при помощи реплик, снятых лентой "скотч", с коэффициентом отражения не ниже 70%.

    Параметры холодной прокатки

    •постоянный сдув эмульсии на выходе из стана;

      •постоянная промывка полосы  в третьем межклетевом промежутке;

    •температура  подаваемой эмульсии не выше 50°С. 
 

    И поставить специальную систему  сдува эмульсии в конце пятой клети.

    Одной из последних разработок в данном направлении является система DS (Dry Strip), разработанная фирмой SMS Demag (рис. 9). С помощью этой системы эмульсия не только сдувается, но и отсасывается с кромок полосы.В результате обеспечивается как высокая степень очистки от остатков эмульсии, так и эффективная сушка полосы. 

      

Рисунок 9 – Система DS:

     1-полоса;2-щелевое  сопло для создания воздушной  завесы;3-сопло для сдува СОЖ  к кромкам; 4 отсос СОЖ с кромок.