Сортовые и проволочные станы

Сортовая сталь (профили, рельсы, балки, катаная проволока и штрипсы) является одним из массовых видов прокатных изделий. В общем объеме производства проката сортовая сталь занимает 40-50 %. На рельсобалочных станах прокатывают швеллеры,шпунты, трамвайные рельсы и др.

На крупно-, средне-, мелкосортных станах прокатывают сортовую сталь, предназначенную для изготовления различных деталей машин, строительных конструкций, различных машин и т.д. Часть сортовой стали и проволоки является исходным материалом для штамповки, высадки, во-лочения с целью получения конечных продуктов и изделий.

Типовыми станами для производства сортовой стали являются непре­рывные станы и станы с последовательным расположением клетей с диаметром валков 350-650 мм. Валки каждой клети имеют индивиду­альный привод. Применяются также станы линейного типа.

Непрерывные станы обеспечивают необходимое качество прокаты­ваемой стали, обладают технико-экономическими показателями (вы­сокой производительностью, полным исключением ручного труда, ско­ростью прокатки до 20 м/с). Эти станы имеют индивидуальные приводы каждой клети, что обеспечивает возможность широкого регулирования скорости в каждой клети. Примером таких станов могут быть построенные высокопроизво­дительные мелкосортные и проволочные станы. Непрерывный стан 250 состоит из 23 клетей (черновая группа из 7 клетей, промежуточ­ная из 4 клетей, а так-же две чистовые группы по 6 клетей с чередующи­мися горизонтальными и вертикальными валками). На стане предус­мотрена возможность осуществления бесконечной прокатки (стыковая сварка заготовок), скорость прокатки до 20 м/с.

Проволочные станы имеют высокую производительность, применяется бесконечная прокатка, скорость прокатки до 35 м/с (на проектируемых станах до 45 м/с). В составе такого проволочного стана 27 клетей: черновая группа из семи клетей, промежуточная из четырех клетей, две промежуточные по две клети в каждой, две чистовые груп­пы по шесть клетей.

ОПАСНЫЕ И ВРЕДНЫЕ ФАКТОРЫ ПРИ ПРОКАТКЕ И ОТДЕЛКЕ СОРТОВОЙ СТАЛИ

При прокатке рельсов масса блюмов составляет 2-4 т, длина 4,5-6 м. Масса и размеры заготовок для каждого сортового стана опре­деляются размерами прокатываемых полос и характеристикой вспомогательного оборудования стана (длиной рольгангов, шириной холодильников, расстоянием от последней клети стана до пил или ножниц и др.). Валки черновой группы клетей приводятся во вращение от реверсисного электродвигателя мощностью 6000 кВт, а чистовой двухвалковой клети 2000 кВт. При прокатке в черновой клети возникают опасные и вред­ные факторы, как и при прокатке на обжимном стане, с той разни­цей, что их уровни воздействия несколь-ко ниже, чем на блюминге. Разлет окалины наблюдается в меньших объемах, чем на блюминге.

Обеспыливание на мелкосортных прокатных станах. На черновых группах проволочно-штрип-сового стана для уменьшения образования мелкодисперсной пыли из окалины применяют простое устройство в виде деревянной доски, на которой прикреплена рези­новая лента, прижатая к рабочим валкам. Вода,охлаждающая валки, попадает на такой отстойник и стекает пэ сторонам, не попадая на рас­кат. Такое приспособление обеспечивает снижение запыленности на 25 %. На последних четырех клетях для отсоса пыли смонтированы устройства, состоящие из надвижных зонтов. Тяга создается вентилятором производительностью 5200 м³/ч. Отсасываемая пыль оседает в скруббере высотой 6500 и диаметром 1935 мм. Такая вентиляционная система хотя и громоздка, однако обеспечивает достаточно высокую эффективность отсоса пыли,образующей-ся при выходе из зо­ны деформации.

Защита от шума. Рабочие клети станов и другие элементы рабочей линии станов являются источниками шума, главным образом ударного происхождения.Наибольшие уровни шума наблю­-даются при холостом ходе стана. Для снижения шума рабочей линии стана используют малошумные материалы (пластмассовые элемен­ты в подшипниках вместо стальны и применением подшипников жидкостного трения). При резке дисковыми пилами генерируется шум из-за трения разрезаемого ме­талла о диск, а также взаимодействия между диском пилы и металлом. При вращении диска с окружной скоростью v, м/с, под действием центробежной силы будут возникать в диске растягивающие напряжения:

σ = ρv²- 10^-3,

где: р— плотность материала диска, кг/м³.

Для горячей прокатки листовой стали применяют толстолистовые станы, непрерывные и полунепрерывные с моталкой в печах. Длина бочки пркатного валка 2800-3600 мм. Максимальная толщина сляба 250 мм, масса до 40 т. Скорость прокатки до 20 м/с, мощность привода 121000 квт. Годовая производительность на 1 квт составляет примерно 50 т. Сопла гидравлического сбивателя окалины сверху и снизу раската водой под давлением 10 кН/см² установлены на клети с верти­кальными валками и черновой клети с задней стороны, а на чистовой клети с передней стороны. Концентрация оксида углерода у излучающей панели при неработающем вытяжном устройстве не превышает ПДК. В ряде случаев при прокатке на листовых станах стремятся сохранить теплоту раската после выхода его из последней клети черновой группы.

Защита от вредных выделений при прокатке. При нагреве исходных материалов на поверхности последних образуется окалина, которая при прокатке взламывается и поднимается в пространство около стана. Дисперсность частиц этой окалины, загрязняющих воздух прокатного отделения (пролета стана), определяется условиями работы нагрева­тельных устройств, маркой обрабатываемой стали и конструкцией печей. При хорошо работающих нагревательных устройствах величина угара (окалинообразование) равна 1,5 %, при плохо работающих -до 3 %. Суммарная величина угара определяется на основании данных о производительности прокатного стана (печей) и принятой величине угара,%:

u= А (0,015-0,03)

где: А — производительность стана по всаду (производительность пе­чей), т/ч.

Примерно 15 % окалины, образующейся при нагреве металла в печи, остается в подине, а при движении на рольгангах с боковых и нижних поверхностей заготовок (слитков) удаляется ~ 50 % объема окалины. Тогда на поверхности заготовок останется 100 - (15+50) = 35 %, или и' = А (0.015 - 0,03)0,35, т/ч. В случае предварительного воздействия гидросбива перед клетью с верхней по­верх-ности заготовки омывается 50 % объема окалины. При прокатке окалина раздробляется и ее частицы поднимаются в воздух. Масса этой окалины и" = А (0,015 ~ 0,03) 0,35 • 0.4 т/ч. Если прокатка не сопровождается воздействием гидросбива, масса окалины, поднимающейся в воздух, составляет: d = А (0,015 -0,03) • 0,35 т/ч.

Металлическая пыль (раздробленная окалина) распределяется в пространстве перед клетью и за ней, объем этого пространства опре­деляется габаритами рабочей клети стана (расстоянием между клетями в случае последовательного их расположения). Концентрация металли­ческой пыли в названном пространстве может быть определена на осно­вании данных о количестве выделяющейся пыли в единицу времени и числе заготовок, прокатываемых в ту же единицу времени. Если на ста­не прокатывают п заготовок, то количество металлической пыли и"' = ^te А (0,015 - 0,03)0.35 • 0.4//7, а ее концентрация в расчетном простран­стве с = u/V, где V — пространство у стана, из которого следует удалять вредные выделения, м³.

Объем отсасываемого воздуха из пространства у стана, из которого следует удалять вредные выделения, определяют по формуле V = 2600Fu,

где: F - площадь приемного отверстия колпака, м²;

и - средняя скорость воздуха в приемном отверстии колпака, м/с.

Далее определяют тип вентилятора и вычисляют мощность двига­теля, устанавливаемого для привода вентилятора, по формуле

V = QH/360Q • 102

где О — производительность вентилятора, м³/ч;

Н — полное давление воздуха, Па;

С учетом коэффициента запаса установленная мощность Vi = Nky,

где: Nky - коэффициент запаса, принимаемый в зависимости от мощности двигателя

(ko = 1,05-1,5);

W- мощность на валу двигателя.

По данным о концентрации металлической пыли в прост­ранстве у стана проводят выбор фильтра для очистки вентилируемого воздуха от пыли. При прокатке на листовых станах применяют гидро-обеспыливание. Для предотвращения разлета окалины исполь­зуют цепные завесы, установленные перед рабочими валками. Большое значение для имеет температура конца прокатки на станах горячей прокатки. Окончание горячей прокатки при температуре выше или ниже про-катной снижает пластичность металла,приводит к увеличению величины обжатия при холодной прокатке, создает условии для yвеличения прочности сцепления вторичной окалины с поверхностью металлала и затрудняет ее удаление с поверхности полосы. С поверхности горячекатаных рулонов необходимо удалять окалину для того, чтобы она не вдавливалась при холодной прокатке, вызывая сильный износ валков и запылечность воздуха у клетей стана. Окалину удаляют химическим способом (травлением), механическим (дробеструйной обработкой), элект-рофизическим (ультразвук), низко­температурной плазмой (обработкой в электролите). Механический спо­соб применяют для очистки изделий сравнительно небольших сечений. Дробеструйная обработка не может быть применена для очистки поверх­ности тонких листоз от окалины, так как внедренная в поверхность лис­тов дробь может явиться источником поверхностных дефектов. В цехах холодной прокатки окалину удаляют предварительной ломкой окалинолома-телем и последующим травлением в непрерывных агрегатах.

Горячекатаные рулоны поступают на конвейере из цеха горячей прокатки листовой стали в отделение непрерывных травильных агре­гатов, где их укладывают на складе в штабеля в вертикальном положе­нии. Температура рулонов 300-400°С, после остывания 100°С. Пр;л по­мощи специальных захватов рулоны подают к транспор­теру-накопителю непрерывной травильной линии. Полосу разматывают и ее передний конец подают в окалиноломатель. Производительность травильного агрегата и расход кислоты определяются качеством пред­шествовавшей ломки окалины. В окалиноломателе полоса испытывает несколько последовательных резких перегибов, которые обеспечивают ролики небольшого диаметра. При этом окалина взламывается и частич­но отделяется от поверхности листовой стали. Далее полоса последовательно проходит правильную машину, гильотинные ножницы, сшивную или стыкосварочную машину и посту­пает в травильные ванны. Непрерывность процесса травления полосы обеспечивается сваркой концов рулонов или их сшиокой и созданием определенного запаса полосы в петлевых ямах. В травильных ваннах полоса погружается в 12—22 %-ный раствор сер­ной кислоты, подогретый до 95°С. Этот раствор проникает в трещины окалины, образовавшиеся после прохождения полосы через окалиноломатель, и взаимодействует с металлом по уравнению H₂SО₄+Fe=FeS0₄+Н. Образующийся свободный молекулярный водород интен­сивно отрывает окалину от поверхно-сти металла, подвергающегося травлению. В травильных ваннах химическая реакция протекает более эффективно, если в окалине имеется большое количество трещин. Травильный раствор приготовляют из серной кислоты и присадки, обеспечивающей замедление или прекращение процесса коррозии желе­за (эта присадка является регулятором травления) и пенообразователя. Концентрация кислотного раствора в травильных ваннах уменьшается от 18-22 % в первой ван-не до 12-16 % в четвертой (всего установлено 4 ванны). Присадку вводят при 90-95°С, при более высоких температурах она разлагается. Кислотный раствор постепенно выраба­тывается: со-держание кислоты в нем уменьшается, а содержание желез­ного купороса повышается. Если кон-центрация серной кислоты в растворе достигает 8-10 %, а железного купороса 18-20 %, то раст-вор для травления окалины становится непригодным и подлежит замене. На ско­рость травления горячекатаных полос оказывают влияние многие факто­ры: марка стали, толщина обрабатываемой полосы, концентрация и тем­пература травильных растворов и др. Так, при травлении горячекатаных полос электротехнической стали в непрерывном травильном агрегате с четырьмя тра-вильными ваннами длиной 20 м каждая скорость травле­ния для полос толщиной 2,5 мм равна 1-1,2 м/с, свыше 2,5 мм 0,3-0,66 м/с. Низкая скорость травления обусловлена тем, что окалина на поверх-ности трансформаторной стали вместе с оксидами железа содер­жит стекловидную пленку, что обеспечивает высокую адгезию окалины с металлом; она имеет большую плотность и плохо под-вергается трав­лению. Добавки поваренной соли (на 1 м³ раствора 1 кг) ускоряют процесс травления, но при этом выделяются соединения хлора. При работе травильных ванн применяют два метода - индивидуаль­ный и каскадный. При индивидуальном методе замену раствора производят по мере снижения его активности в каждой ванне; при каскад­ном методе в последнюю ванну, соединенную с остальными по системе сообщающихся сосудов, непрерывно поступает свежий маточный раствор с содержанием до 22 % кислоты и до 9 % железного купороса. Пос­лед-ний метод работы травильных ванн более эффективен. Отработанные растворы направляют на регенерацию. Технологический процесс состоит :

• из коагуляции травильного раствора в коагуляторах;

• фильтрации скоагулированного раствора на вакуум-фильтрах с отделе­нием осадки от раствора; выделения железного купороса из фильтра на вакуум-кристаллизаторах;

• получения пульпы;

• выделения из пульпы железного купороса с последующей подачей маточного раствора в тра­вильное отделение, а железного купороса на склад купороса.

После удаления окалины в травильных ваннах полосу промывают от остатков кислоты сначала холодной, а затем горячей водой при 95°С. Остатки кислоты удаляют горячей водой. Окончатель-ную очистку по­верхности полосы окалины производят в чистильно-моечных машинах металли-ческими щетками. После прохождения в этой машине полосу сушат воздухом, подогретым до 80-85°С; во избежание коррозии воздух подают на полосу сверху и снизу специальными воздуходув­ками через паровые калориферы. Высушенные полосы промасливают маслом, сматывают в рулоны и передают на дальнейшую обработку.

Широкое распространение получают непрерывные травильные агре­гаты башенного типа, в которых применяют травильные солянокислотные растворы. Известно и применение горизонталь-ных травильных агрегатов. Удаление окалины солянокислым раствором отличается более высо­кой производительностью и лучшими санитарно-гигиеническими условия­ми в цехе, так как процесс травления протекает в закрытой камере. При остановках полосы исключается перегрев; в этом случае автомати­чески отключается подача травильного раствора форсунками на поверх­ность полосы. При травлении полос в агрегате непрерывного травления полоса проходит через герметичную башню, состоящую из нескольких секций, связанных одна с другой и изолирован-ных от наружной атмосферы.В каждой секции полоса орошается с обеих сторон соляной кисло-той, непрерывно стекающей по полосе и взаимодействующей с окалиной.Герметизация башни дает возможность повысить температуру кислот­ного раствора и его концентрацию, что способствует повышению ско­рости травления. Вертикальное расположение травильного агрегата позволяет исключить петлевые ямы, а накопителем полосы является башня. Оборудование головной и хвостовой частей агрегата башенного типа как и в агрегатах горизонтального типа.

Травление соляной кислотой имеет ряд преимуществ по сравнению с травлением серной кисло-той. Исключается перегрев листовой стали и достигается длительная сохранность травильно­го раствора. При травлении в соляной кислоте образуются соли желе­за, которые растворяются в течение всего процесса травления и промывки. При этом улучшается качество поверхности полосы, что немало­важно для подготовки их к нанесению покрытий (цинкованию, лужению и др.)

Травление в растворе соляной кислоты широко не применяют из-за более высокой стоимости соляной кислоты по сравнению с серной, по­вышенной загазованности воздуха помещения травильного отделения выделении паров кислоты в больших количествах, а также отсутствия возможности регенерации кислоты. В современных цехах холодной прокатки листовой стали проводят полную регенерацию соляной кислоты, совместная работа агрегата непрерывного травле-ния и установок регенерации обеспечивает замк­нутый кругооборот кислоты. При регенерации кислоты образуется оксид железа, который используют в электронной промышленности. Концентрация и температура раствора кислоты поддерживаются постоян­ными, что обеспечивает одинаковые условия травления при снижении расхода кислота до минимума. Полная регенерация раствора кислоты позволяет применять сравнительно недорогие устройства и внецеховые сооружения по обезвреживанию и обработке кислотных растворов.

При подготовке металла к холодной прокатке в отделениях неп­рерывных травильных агрегатов возникают опасные факторы.На складе горячекатаных рулонов температура воздуха в теплый и переходный периоды года повышена. Интенсивные тепловые излуче­ния связаны с тем, что го-рячекатаные рулоны при движении конвейера остывают до 300-400°С, а на складе обеспечивается дальнейшее сниже­ние температуры уложенных в штабеля рулонов до 100°С. В период ши-рокого строительства цехов холодной прокатки листо­вой стали (более 25 лет назад) непрерывные травильные агрегаты не были оборудованы надежными устройствами для отсоса паров кисло­ты и газов, образующихся при проведении травления листовой стали. Концентрация сернистых паров превышала ПДК. При промасливании поверхности травленых полос электростати­ческим методом возникает статическое электричество на поверхности полос, опасный уровень которого может оказать влияние на человека.

При транспортировании полосы и обрезке кромок дисковыми ножницами генерируется средне-и высокочастотный шум уровня 105 дБ. Непосредственно за дисковы­ми ножницами установлены кромкокрошительные ножницы, создающие шум при порезке на мелкие куски кромки, достигающий 105 дБ. Т.о., практически все механическое оборудование непрерывного травильного агрегата, а также воздуходувки являются источником ин­тенсивного шума. Особенно неблагоприятные условия возникают при транспортировании.

Механизмы второй группы состоят из ванны для химического обезжиривания; ванны для электролитического обезжиривания; ванн для промывки полос горячей водой; установки для сушки полосы горячим воздухом; тянущих роликов; петлевого устройства; дисковых пил, кромкокрошительных ножниц; устройств для регулирования натяжения полосы.

Третья группа механизмов содержит нагревательную печь с обору­дованием, обеспечивающим непрерывную термическую обработку; камеры нагрева, выдержки, замедленного и ускоренного охлажданич, а также камеры для обдувки полосы.

Механизмы четвертой и пятой групп имеют установку для нанесения защитного покрытия; тянущие ролики; петлевые устройства; ножницы; моталки для смотки полос в рулоны; устройства для сьема руло­нов с барабана моталки.

Конструктивно агрегаты непрерывного отжига башенного типа для термической обработки холоднокатаной автолистовой, трансформатор­ной и других марок стали практически не отличаются друг от друга. Различаются они лишь по числу некоторых механизмов и устройств (ванн для очистки поверхности полос, собственно печи, устройств для нанесения покрытий и их сушки, дрессировочных клетей).

Схема технологического процесса термической обработки, например, трансформаторной стали такова. Рулоны, подлежащие обработке в агрегате непрерывного отжига, укладывают на платформу приемного гидравлического стола. В результате подъема и опускания стола центри­руют внутреннее отверстие рулона с барабаном разматывателя. Затем включают гидравлический цилиндр продольного перемещения рулона и рулон надевают на барабан разматывателя. Последний расклинивают с помощью клинового устройства и рулон прочно закрепляют на бара­бане. Механизмом вращения рулон поворачивают в положение, удоб­ное для подачи переднего конца полосы в тянущие ролики, которыми полосу подают к ножницам, где проводят обрезку концов. Передний конец полосы задают в машину контактной сварки, где концы свари­вают внахлестку. Таким образом обеспечивается непрерывность про­цесса отжига.

Сваренную полосу в виде бесконечной ленты помещают в устройство электролитической очист-ки, где удаляют различные загрязнения (по­павшие на полосу при прокатке мелкую металлическую пыль, остатки смазки и т.д.). Предварительно полосу пропускают через ванну хими­ческо-го обезжиривания, щеточно-моечную машину, три ванны электро­литической очистки и щеточно-моечную мошину. Затем полосу промы­вают и сушат горячим воздухом (80-100°С). Так как полосу обраба­тывают раствором тринатрийфосфата, эмульгатора ОП-7 и полиметил-силокса-новой жидкости, температура которого 65-70°С, возможны выделения паров этих веществ в производственное помещение.

Электролитическое обезжиривание осуществляют в растворе едкого натра, углекислого натрия, тринатрийфосфата и эмульгатора ОП-7 (тем­пература раствора 80-85°С). Здесь также возможны выделения паров вредных веществ в атмосферу печного пролета.

Полосу промывают горячей водой (85-95°С). После очистки и промывки ее тянущими роликами подают в петлевое устройство, где создается запас полосы длиной около 170 м.

Далее полоса поступает в печь для отжига, а затем в агрегат нанесе­ния защитного покрытия. Нанесенное термостойкое покрытие под­вергают сушке токами высокой частоты.Здесь создают-ся электромаг­нитные поля,от которых должна быть обеспечена защита.После нане­сения защит-ного покрытия полосу тянущими роликами подают в петле­вые устройства, а затем к гильотинным ножницам. Смотку полосы про­водят двумя моталками с захлестывателями. В башенной печи проводят обезуглероживание полос в среде защит­ного газа, содержащего 95 % Na и 5 % Н₂. Такая смесь практически безопасна и не взрывается. В первой камере печи, обогреваемой электричес­кими нагревателями,температура полосы повышается до 700°С в среде сухого защит-ного газа; во вторую камеру подают влажный газ (температура полосы здесь составляет 950°С). После нагрева полоса поступает в камеру выдержки,где при температуре отжига полосу вы­дер-живают в среде водорода с целью обезуглероживания. Эта камера герметизирована, что исключает подсос воздуха и возможность воз­никновения взрыва. Далее полосу направляют в камеру регулируемого охлаждения, в которой температура ее понижается от 950 до 800°С. Камера оборудована трубами, по которым от воздуходувки подают воздух и нагревают его. В этой же камере установлены и электронагре­ватели, которые при необходимости могут быть включены, и камера ре­гулируемого охлаждения будет работать как камера выдержки. За­тем полоса поступает в камеру ускоренного охлаждения, где температура полосы понижается от 700-800 до 150°С с высокой скоростью, Ускорение процесса охлаждения достигается принудительной циркуляцией защитного газа, создаваемой вентиляторами. Охлажденная до 150°С полоса поступает в камеру обдува, где циркулирует холодный воздух (температура полосы понижав ся до 60°С). После охлаждения на поверхность полосы с обеих сторон наносят защитное покрытие.

Проходная горизонтальная печь предназначена для термической об­работки (отжига и отпуска трансформаторной стали) в контролируемой атмосфере. При проведении обезуглероживающего отжига полосу нагре­вают до 900-950°С в атмосфере сухих продуктов частичного сгора­ния диссоциированного аммиака и выдерживают при той же температуре с одновременным обезуглероживанием полосы в атмосфере увлажнен­ных продуктов частичного сгорания диссоциированного аммиака и ох­лаждения до 150°С в атмосфере сухого газа. При отпуске полосу нагре­ва-ют до 750-850°С в атмосфере сухого газы, проводят выдержку при этой температуре и охлаждение до 150°С з атмосфере сухого газа,

Перед обезуглереживающим отжигом поверх­ность полосы очищают от жировых загрязнений в установке,состоящей из ванны струйной обработки, ванны очистки и сушильного устройства.

Струи горячей воды с температурой 60-70°С при давлении 100-150 Н/см² омывают жировые пленки с поверхности полосы. Затем по­лоса поступает в ванну электролитического обезжиривания, где она обезжиривается и промывается. Для обезжиривания применяют раствор, состав которого аналогичен описанному для агрегата башенного типа, Полосу сушат горячим воздухом, а затем подают в электрическую печь, состоящую из входной камеры с водоохлаждаемым затвором, камеры нагрева, камер выдержки и охлаждения, затвора с асбестовыми прокладками. В рабочем пространстве печи установлены поддер­живающие ролики, изготовленные из жаропрочных труб. Движение полосы осуществляется при помощи тянущих роликов, расположен­ных вне печи. Электронагреватели в камере нагрева расположены на своде и подине, в камере выдержки только на своде.

При работе горизонтальной проходной печи УЗД составляет 90-98 дБ, что объясняется устройством струйного регулируемого охлаждения полос. При работе вентиляторов УЗД достигает 102-104 дБ. При работе агрегата непрерывного отжига башенного типа общий УЗД равен 90-106 дБ. Основными источниками шума являются петлевые устройства, где возникает низкочастотный шум с уровнем 93-97 дБ, и камера ускоренного охлаждения, где генерируется интенсивный шум до 106 дБ.

Колпаковые печи используют для отжига листовой стали. По кон­струкции они бывают цилиндрическими и прямоугольны­ми. Одностопные колпаковые газовые печи применяют для отжи­га рулонов. Топливом служит природный газ. Защитный газ (97 % N₂ и 3 % Н₂) подают со специальной станции. Исходным сырьем для получения за­щитного газа служат технический азот с содержанием кислорода до 3 % и жидкий аммиак. Основными опасными производствен­ными факторами при работе цилиндрических колпаковых печей явля­ются повышенные температура воздуха в рабочей зоне, загазованность воздуха в рабочей зоне (природный и защитный газы в смеси с возду­хом), уровень шума, обусловленный работой вентиляторов.

ВРЕДНЫЕ РОИЗВОДСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ

ПРИ НАНЕСЕНИИ ПОКРЫТИЙ И ОТДЕЛКЕ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Отделения отделки цехов холодной прокатки листовой стали вклю­чают разнообразное оборудование. Операции отделки проводят на дрессировочных станах, режущих агрегатах, правильных и промасли­вающих машинах, чистильно-моечных машинах,агрегатах нанесения покрытия и травления, контрольно-перемоточных агрегатах, установках для упаковки металла и его взве-шивания. Основную массу прокатанного металла подвергают термической об­работке, а затем направляют на отделку. Вид применяемой операции отделки зависит от марки прока­тываемой стали и назначения холоднокатаной листовой стали. Рассмотрим технологический процесс нанесе­ния защитных покрытий на поверхность холоднокатаной листовой стали. Тех­нологические покрытия наносят на поверхность холоднокатаной лис­товой стали в процессе обработки, после обработки их удаляют.При производстве трансформаторной стали перед высокотемпературным отжигом наносят термостойкое покрытие. После высокотемпературного отжига термостойкое покрытие удаляют, а на заключительном этапе на­носят электроизоляционное покрытие, играю-щее роль в усло­виях службы трансформаторной стали в электрических машинах. На­несение цинковых, оловянных и полимерных покрытий на поверхность холоднокатаной листовой стали обеспечивает высокую коррозионную стойкость изделий, изготовленных из таких материалов.

Агрегат непрерывного нанесения термостойкого покрытия на по­верхность трансформаторной стали обеспечивает электролитическое и химическое обезжиривание, очистку поверхности полосы от технологи­ческой смазки и других загрязнений, а также непрерывное нанесение термостойкого покрытия перед высокотемпературным отжигом. Агрегат состоит из ряда механизмов и устройств, обеспечивающих подготовку полосы к нанесению покрытия, очистку и нанесение покры­тия, а также уборку рулонов. Первая группа механизмов предназначена для разматывания рулона, обрезки его концов, сварки концов отдель­ных полос и подачи полосы во вторую группу, где проводятся электро­литическое и химическое обезжиривание и очистка поверхности хо­лоднокатаной электротехнической стали с использованием перемен­ного электрического тока низкого напряжения промышленной часто­ты. Для интенсификации процесса очистки поверхности полос от масля­ных загрязнений применяют УЗ-колебаний. Затем наносят на поверх­ность полос водную суспензию гидроокиси магния. Третья группа меха­низмов предназначена для вырезки сварных швов, сматывания полосы в рулон и выдачи готовой продукции. Ру-лоны, предназначенные для нанесения покрытия, устанавливают на приемный стеллаж в горизонтальном положении, при этом оси руло­на и барабана разматывателя должны быть паралле-льными, а рулон располагают над щелью, под которой перемещается тележка с подъем­ным сто-лом. Затем полоса поступает в ванну химического обезжиривания, щеточно-моечную машину, ванны электролитического обезжиривания, щеточно-моечную промывную ван­ну, сушилку, установку для нанесения защитного покрытия и индуктор ТВЧ, предназначенный для сушки защитного покрытия. После нанесения покрытия и сушки полосы сматывают на моталке и убирают электро­мостовым краном. При работе агрегата для нанесения защитного покрытия возникают опасные производственные факторы, уровень которых прак­тически аналогичен описанному при работе агрегатов непрерыв-ного отжига с башенной печью.

В агрегате непрерывного электролитического цинкования покрывают горяче- и холоднокатаные полосы из малоуглеродистой стали тол­щиной 0,3-2,5 и шириной до 1500 мм. Технологический процесс нане­сения покрытия включает подготовку поверхности полос в горячем ще­лоч-ном растворе или в электролитической ванне и травление в раствори серной или соляной кис-лот, электролитическое покрытие в сульфатном электролите (сила тока 20-30 тыс.А, напряжение 12-20 В), обработку покрытия фосфатированием в ваннах с фосфатом цинка, титана и других металлов, пассивацией, промывкой и сушкой.

Агрегат непрерывного горячего цинкования предназначен для покры­тия холоднокатаных полос толщиной 0,3-1,5 мм в рулонах, которые поступают со станов холодной прокатки, минуя агрегаты электролити­ческой очистки и отжига. Операции очистки и отжига осуществляют в самом агрегате горячего цинкования. Он состоит из семи секций, в ко­торых проводят ту или иную технологическую операцию. В первой секции проводят разматывание рулонов, сварку концов полос, правку их и создание запаса полосы в петлевом устройстве. В секции электрохимической очистки проводят обезжиривание в ще­лочном растворе,промывку и сушку полос.Тер-мическая обработка состоит в безокислительном нагреве полос до 450-470°С, отжиге при 730-800°С или нормализации при 900-950°С. Термообработку проводят в среде защитного газа (10-15 % Н₂). В секции цинкования, состоящей из наклонного канала, наполненно­го защитным газом, ванны с расплавленным цинком и вытяжного устройства, наносят покрытие, температура которого 440-450°С, а по­лосы ~ 500 °С. Толщина покрытия регулируется бесконтактным струй­ным устройством.

Агрегат горячего лужения жести. Для лужения жести разра­ботаны два способа - горячее и электролитическое. Горячее лужение проводят в листах, электролитическое - в рулонах. Стопу листов подают на подающий конвейер, раскладывают по одно­му и погружают в ванну электролитического травления, где использу­ют 0,5-1,5 %-ный раствор НСl. Через ванну пропускают электрический ток силой 100-300 А, напряжением 6-12 В. Затем листы промывают струями воды, одновременно протирают щетками и направляют лудильную машину, в которой слой расплавленного олова со стороны входа листов покрыт слоем флюса (водным раствором ZnCI, нагретого до 270°С), со стороны выхода-слоем масла. Флюс удаляет остаточную влагу с поверхности листов. Расплавленное олово наносят на поверхность листов, а приводные ролики перемещают листы в ванне и одновременно проглаживают поверхностный слой. Температу­ра расплавленного олова 280-330°С. Далее листы помещают в ванну с хлопковым или пальмовым маслом. При выходе из ванны листы обдувают сжатым воздухом, что обеспечивает затвердевание слоя полу­ды. После промывки в горячем растворе соды листы обтирают матер­чатыми щетками и полируют смесью отрубей и мела с помощью матер­чатых роликов.

Агрегат для непрерывного нанесения полимерных покрытий на поверхносгь полос в головной и хвостовой частях имеет обору дование, аналогичное агрегатам нанесения покрытия. Отличительной особенностью является собственно устройство покрытия, которое вы­бирают в зависимости от типа покрытия,вида покрываемого металла и технологии его обработки. Главным в этом устройстве являются узлы собственно нанесения покрытия и сушки его. В сушильном узле полоса перемещается на воздушной подушке, горячий воздух обтека­ет поверхность полосы, обеспечивая сушку покрытия.

Основными опасными производственны­ми факторами при работе агрегатов электролитического и горячего цинкования холоднокатаных полос являются повышенная температура воздуха рабочей зоны (до 35°С) на участках нагрева полос при прове­дении термической обработки и повышенный уровень шума (до 107-109 дБ). Наиболее шумным является собственно агрегат цинкования. Причина этого шума имеет технологический характер, устранить ее практически не представляется возможным. При подготовке поверхности полос обработкой в горячем щелочном растворе и травлении в растворах НС1 или H₂S0₄ выделяются пары щелочи, кислот. Че-рез неплотности в лудильной машине выделяются пары олова,концентрация которых высока.По-этому необходимо применение устройства для отсоса этих паров. При нанесении полимерных покрытий на поверхность листовой стали имеют место выделения паров, образу­ющихся в момент распыления полимерных красок или наклеивания пленок. Это же наблюдается при нанесении красок валиком. Большое количество паров выделяется при сушке покрытия в сушилке, в связи с чем требуется применение местных отсосов. В сушилке интенсивно испаряется растворитель из нанесенной краски, который образует с воз­духом взрывоопасную смесь, имеющую низкий концентрационный пре­дел взрываемости.