ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки

Углеродистая и низколегированная горячекатаная листовая сталь с травленой поверхностью нередко поставляется потребителям в пачках листов заданной длины.

Для травления тонколистовой стали толщиной 2...3,9 мм обычно используются непрерывно-травильные агрегаты (НТА), работающие с полосой, смотанной в рулон. Для получения тонколистовой стали в пачках с травленой поверхностью, рулонный металл после НТА направляется на агрегат резки.

В связи с демонтажем агрегата резки, предназначенного для получения горячекатаного травленого металла в пачках, для комбината появилась угроза потери заказов потребителя на такой металл.

Технической задачей данной работы явилось расширение технологических возможностей процесса травления тонколистовой стали в пачках на агрегате периодического травления.

В листопрокатном цехе для травления листовой стали толщиной 4,0... 8,0 мм используют полистный метод травления, когда пачки листов погружают в ванну с горячим (80-90°С) травильным раствором. Основными операциями такого процесса являются загрузка металла в пачках в ванну травления, промывка в другой ванне и выгрузка с просушкой металла. В качестве травильного агента используется сернокислотный травильный раствор.

Недостатком такого способа травления является неприемлемость его для бездефектного травления тонколистовой стали толщиной 2...3.9 мм. Основная причина - соприкосновение листов в пачке при травлении, связанное с несовершенной для тонкого металла подготовкой к травлению.

Для травления тонколистовой стали предложен способ, техническое решение которого заключается, во-первых, в оптимизации методов подготовки металла к травлению (установка стержней-прокладок определенных параметров, зависящих от размеров листов, между листами в пачке и через определенные промежутки по длине листов), что позволяет обеспечить условия, исключающие соприкосновение листов при поставке пачки с кантователя в кассету с помощью электромостового крана. Во-вторых, собственно травления (определенные концентрации серной кислоты и сульфата железа, а также наличие в растворе ингибитора). При этом время промывки металла после травления горячей водой принимается обратно пропорциональным времени травления, которое зависит от марки обрабатываемой стали и толщины листов, и определяется в конкретных условиях предварительно экспериментальным путем.

Способ травления на подобных агрегатах реализуется следующим образом.

На кантователь устанавливается пачка листов в горизонтальном положении, затем кантователь поворачивается на 90°С, и листы занимают вертикальное положение. При этом между листами с верхней стороны пачки устанавливают стержни-прокладки, длина которых равна 0,8... 0,85 ширины листа. Прокладки устанавливают через 0,7-0,8 м по длине листов с образованием зазора между ними в пределах 3...4 их толщины по всей поверхности листа и приступают к травлению в 22-26%-ном растворе серной кислоты с 9% сульфата железа, содержащем ингибитор кислотной коррозии, а промывку металла осуществляют в течение времени, обратно пропорциональном времени травления. Например, при травлении в течение 10 мин. промывка длится 1 мин., а при пятиминутном травлении - промывка около 5 мин., что необходимо для хорошего прогрева металла с целью улучшения осушки его. Промытый металл извлекается из ванны и просушивается.

В процессе разработки предлагаемого способа варьировали условия подготовки металла к травлению, а именно, оптимизировали параметры стержней-прокладок, зависящих от размеров листов, условия травления и промывки (концентрацию кислоты, железа и ингибитора в травильном растворе), фиксируя наличие дефектов, связанных с травлением, промывкой (недотрав, перетрав, коррозия, а также их деформация).

Результаты оптимизации параметров стержней-прокладок при подготовке металла к травлению с разными расстояниями между стержнями по длине листов (менее 0,7-0,8 м и более 0,7-0,8 м), с диаметром стержней (менее 3...4 и 3...4 толщины листов) представлены в таблице 1. Длина стержней во всех вариантах составляла 0,8.. .0,85 ширины листов.

Таблица 1 - Результаты оптимизации параметров стержней-прокладок при подготовке металла к травлению

Из таблицы 1 видно, что при длине стержней 0,8...0,85 ширины листов, которая в наших опытах была 1220-1460 мм, и расстоянии между ними более 0,7-0,8 м по длине листов (2500-3600 мм), а также при использовании стержней-прокладок с диаметром менее 3...4 толщины листов, после травления в горячем растворе наблюдалось ухудшение плоскостности (в особенности в нижней части пачки листов), что вызывало увеличение их отсортировки по дефектам: «коррозия» - с 2,0 -2,2 % до 14,2 - 30,0 %, «недотрав» - с 2,0 - 6,6 % до 4,0 - 26,6 %. Пачка с дефектом «волна» (2.8х1270х2930) мм не учитывалась.

Чрезмерное же увеличение диаметра стержней (до 6…7 толщины листов), во-первых, приводит к уменьшению количества одновременно загружаемого материала (т.е. к снижению производительности процесса), и, во-вторых, повышается расход нержавеющей стали на изготовление стержней.

Концентрация раствора (22-26%) серной кислоты при наличии в нем 9% сульфата железа, что соответствует составу маточного раствора, является оптимальной для низко- и среднеуглеродистых марок стали (например, 08кп, 08пс, 15пс, 20пс, 3пс, 20кп). При уменьшении концентрации серной кислоты и увеличении содержания сульфата железа для исключения недотрава на отдельных листах требуется увеличение времени травления. Уменьшение концентрации кислоты в растворе менее 14% при увеличении концентрации сульфата железа выше 14-15% может привести к появлению листов с недотравом. Абсолютно необходимым является присутствие в растворе ингибитора, препятствующего кислотной коррозии стали. Оптимальной является степень защиты ингибитора в пределах 60-80% в зависимости от выработки раствора.

Для обеспечения удовлетворительной промывки и сушки металла (с целью нагрева металла) установлено время нахождения его в ваннах промывки и травления. В опытах установлена взаимосвязь между продолжительностью травления и временем горячей промывки: чем больше время травления (оно зависит от марки стали и ее толщины), тем меньше время промывки.

Как показали результаты, приведенные в таблице 2, при использовании предлагаемого способа травления, что стало возможно при изготовлении стержней-прокладок необходимых размеров в массовом порядке, были получены наилучшие результаты по отсортировке листов с дефектами «недотрав», «перетрав» и «коррозия» (суммарно - не более 1,6%). После сортировки производят повторное травление дефектных листов.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость предлагаемого способа для травления тонколистовой стали в пачках, что позволило внедрить его в листопрокатном цехе.

Подтвержденный экономический эффект от реализации тонкого качественного конструкционного листа составил не менее, чем 10282 тыс. рублей в год.

Таблица 2 - Отсортировка металла при использовании предлагаемого способа травления тонколистовой стали в пачках в ЛПЦ-4