способ эксплуатации погружного оборудования ванны горячего оцинкования
Классы МПК: | C23C2/06 цинк или кадмий или сплавы на их основе |
Автор(ы): | Ламухин А.М. (RU), Абраменко В.И. (RU), Степанов А.А. (RU), Дронник Людмила Михайловна (UA), Каган Инна Яковлевна (UA), Долгин Алексей Михайлович (UA), Рябинкова В.К. (RU), Артюшечкин А.В. (RU), Рослякова Н.Е. (RU), Трайно А.И. (RU) |
Патентообладатель(и): | ОАО "Северсталь" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-02-26 публикация патента:
10.02.2004 |
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано на агрегатах непрерывного горячего оцинкования стальных холоднокатаных полос. Предложен способ эксплуатации погружного оборудования ванны горячего оцинкования, включающий его подогрев и последующее погружение в расплав цинка, при этом перед подогревом на нетрущейся поверхности наносят кремнийорганический лак с армирующими наполнителями, который сушат на воздухе в течение не менее 3 суток, а подогрев погружного оборудования осуществляют до температуры 190-410oС, при которой выдерживают в течение 3-4 ч. Изобретение позволяет повысить стойкость погружного оборудования и улучшить качество оцинкования. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ эксплуатации погружного оборудования ванны горячего оцинкования, включающий его подогрев и последующее погружение в расплав цинка, отличающийся тем, что перед подогревом на нетрущиеся поверхности наносят кремнийорганический лак с армирующими наполнителями, который сушат на воздухе в течение не менее 3 суток, а подогрев погружного оборудования осуществляют до температуры 190-410°С, при которой выдерживают в течение 3-4 ч.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к горячему оцинкованию, и может быть использовано на агрегатах непрерывного горячего оцинкования стальных холоднокатаных полос. Расплавы цинка и его сплавов характеризуются высокой агрессивностью по отношению к черным металлам, из которых изготовлено погружное оборудование ванны горячего оцинкования. Расплав цинка вступает в химическое взаимодействие со стальным оборудованием, погруженным в него, и интенсивно разъедает поверхность стали. В результате существенно сокращается стойкость погружного оборудования. Помимо этого, более тугоплавкие железоцинковые соединения, образующиеся в результате химического взаимодействия, загрязняют рабочий расплав цинка в ванне, что отрицательно сказывается на качестве оцинкования. Известен способ подготовки к эксплуатации валков для горячего лужения, включающий механическую шлифовку и погружение их в масляную среду агрегата горячего лужения жести при температуре 230-250oС, причем поверхность валков дополнительно промасливают полимеризованным растительным маслом, содержащим 0,2-0,4 мас.% оловянных солей жирных кислот при вязкости 100 = 40-70 мм2/с, и выдерживают при температуре окружающей среды не менее 10 ч [1]. Недостатки известного способа состоят в том, что после указанной подготовки стойкость погружного оборудования в цинковом расплаве остается низкой. Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ эксплуатации погружного оборудования ванны горячего оцинкования, согласно которому производят предварительный подогрев погружного ролика в течение не менее 4 ч, стабилизирующего - не менее 2 ч. Подогретое оборудование погружают в расплав цинка и осуществляют оцинкование стальных полос [2] - прототип. Недостатками известного способа являются низкая стойкость погружного оборудования и низкое качество оцинкования, так как цинковый расплав интенсивно разъедает поверхность погружного оборудования. Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в повышении стойкости погружного оборудования и улучшении качества оцинкования. Для решения поставленной технической задачи в известном способе эксплуатации погружного оборудования ванны горячего оцинкования, включающем его подогрев и последующее погружение в расплав цинка, согласно предложению перед подогревом на нетрущиеся поверхности наносят кремнийорганический лак с армирующими наполнителями, который сушат на воздухе в течение не менее 3 суток, после чего осуществляют подогрев погружного оборудования до температуры 190-410oС, при которой выдерживают в течение 3-4 ч. Сущность изобретения заключается в следующем. Нанесение на нетрущиеся поверхности кремнийорганического лака с армирующими наполнителями, последующая его сушка в течение не менее 3 суток и подогрев погружного оборудования до 190-410oС с выдержкой при этой температуре в течение 3-4 ч позволяет сформировать на поверхности плотное твердое покрытие, имеющее хорошую адгезию к поверхности. При погружении оборудования в расплав цинка под воздействием температуры расплава происходит деструкция покрытия, которая сопровождается ростом неорганических полимерных пространственных цепочек. Образующееся покрытие обладает высокой термостойкостью, не вступает в химическое взаимодействие с расплавом цинка и исключает контакт покрытых нетрущихся поверхностей оборудования с расплавом. За счет этого достигается повышение стойкости погружного оборудования и улучшение качества оцинкования. В качестве кремнийорганического лака с армирующими наполнителями может быть использован полиметилсилоксан в смеси с термостойкими оксидами хрома, алюминия, кобальта, мусковитом (слюдой). Экспериментально установлено, что если время высыхания на воздухе слоя смеси кремнийорганического лака с армирующими наполнителями будет менее 3 суток, то при последующем подогреве погружного оборудования произойдет образование пузырей и отслаивание полимерного покрытия, что недопустимо. При подогреве погружного оборудования до температуры 190-410oС с выдержкой в течение 3-4 ч происходит отвердение высушенного покрытия и образование полимера с пространственной структурой молекул, а также соконденсация кремнийорганического лака, оксидов и мусковита. При температуре ниже 190oС или времени выдержки менее 3 ч не происходит полного отвердения покрытия, в результате оно отслаивается и теряет защитные свойства. Увеличение температуры нагрева выше 410oС или времени выдержки более 4 ч приводит к частичной деструкции покрытия, неравномерности его свойств. Это снижает стойкость погружного оборудования и качество оцинкованных полос. Пример реализации способаДонный барабан ванны горячего оцинкования стальной полосы, выполненный из коррозионно-стойкой аустенитной стали О3Х17Н14М3, подвергают механической обработке. Затем на нетрущиеся поверхности донного барабана с помощью кисти наносят в два слоя защитное покрытие - кремнийорганический лак (6 мас. ч.) с армирующими наполнителями (13 мас. ч.). При необходимости защитное покрытие разбавляют толуолом. Нанесенное на поверхность донного барабана покрытие высушивают на воздухе в течение c = 3,5 суток. Затем донный барабан загружают в холодную газовую печь и производят его подогрев до температуры tn=300oC, при которой выдерживают в течение времени п = 3,5 ч.
По завершению выдержки производят установку нагретого донного барабана в подшипниковых опорах скольжения, после чего узел донного барабана погружают в ванну с расплавленным цинком агрегата горячего оцинкования. При погружении в расплав цинка температура донного барабана возрастает, что сопровождается полимеризацией защитного покрытия. Защитное покрытие обладает высокой температуростойкостью и не смачивается расплавом цинка. Расплав цинка не имеет контакта с покрытыми нетрущимися частями донного барабана, благодаря чему повышается его стойкость, улучшается качество оцинкования. Варианты реализации предложенного способа подготовки донного барабана ванны горячего оцинкования и показатели их эффективности приведены в таблице. Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа (варианты 2-4) достигается повышение стойкости донного барабана при улучшении качества оцинкования: выход продукции I сорта максимален. В случаях запредельных значений заявленных параметров (варианты 1 и 5) и реализации способа-прототипа (вариант 6) стойкость донного барабана и качество оцинкования снижаются. Технико-экономические преимущества предложенного способа заключаются в том, что нанесение на нетрущиеся поверхности погружного оборудования кремнийорганического лака с армирующими наполнителями, последующее его высушивание в течение не менее 3 суток и подогрев погружного оборудования до температуры 190-410oС с выдержкой при этой температуре в течение 3-4 ч позволяют сформировать плотный, равномерный защитный слой, который после погружения в расплав цинка и нагрева до температуры расплава полимеризуется. Покрытие из неорганического полимера на основе кремния предохраняет нетрущиеся участки погружного оборудования от контакта с цинковым расплавом. За счет этого достигается повышение стойкости погружного оборудования и улучшение качества оцинкования. В настоящее время проведены испытания предложенного способа на агрегате непрерывного горячего оцинкования ОАО "Северсталь". Защитное покрытие наносили на следующее погружное оборудование: торцевые диски, цапфы, внутреннюю поверхность бочки донного барабана, прижимные рычаги, щековины донного барабана, платик, кронштейны стабилизирующего и корректирующего роликов, участки рам, погруженные в расплав. Испытания показали, что предложенный способ обеспечивает увеличение срока службы погружного оборудования и качества оцинкованной полосы, рентабельность производства которой возрастает на 5-8%. Источники информации
1. Авт. св. СССР 1588798, МПК С 23 С 2/02, 2/08, 2/40, 1990. 2. Производство оцинкованной стали в листах и рулонах на агрегате непрерывного горячего оцинкования цеха покрытий производства холоднокатаного листа. Технологическая инструкция ТИ 105-П.ХЛ-21-95, Череповец, 1995, с. 22-23 - прототип.
Класс C23C2/06 цинк или кадмий или сплавы на их основе