книги из ГПНТБ / Хвойка И. Цветные металлы и их сплавы

латунной полосы массой 3 г. В своде печи имеются пять теплообменников для нагрева воздуха, который с боль­ шой скоростью пропускается через печь вентиляторами. Производительность печи 6 т/ч, длина ее 32 м, подводи­ мая мощность 800 кет [445].

Протяжные печи для отжига и закалки

В зарубежных цехах прокатки алюминиевой полосы широко применяют протяжные печи, в которых полоса не соприкасается ни с одной деталью печи, т. е. находит­

2 з

пус печи; 5 — сопла

ся во взвешенном состоянии в газовой среде, создающей­ ся в результате циркуляции газа (или воздуха) под про­ ходящей полосой и над ней. Схема такой печи приведена на рис. 126. Эту печь используют как для нагрева поло­ сы, так и для ее охлаждения. Скорость газа на выходе из сопел высокая — около 15 м/сек; скорость нагрева также довольно значительная, особенно в пределах тем­ ператур до 600° С (примерно в 4 раза выше, чем при обычном нагреве). Параметры некоторых таких печей, работающих по указанной технологии, приведены в табл. 26 [446].

Вцехе прокатки алюминия фирмы Kayser Aluminium

вТрентвуде (США) такая печь приспособлена и для за­ калки. Общая длина линии составляет примерно 186 м, длина собственно печи 100 м. Закалка происходит со скоростью более 540 град/сек. Обработке подвер­

Таблица 26

Данные о некоторых установках для термической обработки полосы из алюминия и его сплавов во взвешенном состоянии

12 т/ч для полосы шириной до 1870 мм, толщиной 0,4— 1,6 мм. Печь имеет семь зон нагрева, две зоны охлажде­ ния и одну закалочную зону. Печь отапливается пропа­ ном. На аналогичной установке в прокатном цехе фирмы Reynolds Metals Со в Маккуке (Иллинойс) обрабатыва­ ют рулоны полосы массой 13,7 т. Установка изготовлена фирмой Herre Equipment Согр.

Строятся также печи с очень интенсивной теплопере­ дачей, происходящей за счет подачи на движущуюся полосу при вертикальном ее положении нагретого до оп­ ределенной температуры (при отжиге) и холодного (при охлаждении) воздуха.

Обычно отжиг медной и латунной полосы осуществ­ ляется в протяжных электропечах, за которыми уста­ навливают оборудование для обезжиривания, травления, промывки и сушки. На рис. 127 приведена схема двухъ­ ярусной установки для отжига и травления. Общая вы­ сота установки 6,6 м, длина 31 м. Латунная полоса обра­

батывается на этой установке в рулонах массой 3 т. Про­ изводительность оборудования 1,5—2 т/ч.

В некоторых цехах прокатки латуни находятся в экс­ плуатации еще более производительные установки. Так, на заводе фирмы Scovill (США) работает протяжная печь для отжига латунной полосы шириной 700—750 мм, толщиной 0,13—1,5 мм при скоростях 7,5—75 м/мин, про­ изводительностью 4,5 т/ч [447—455]. Фирма Electric

Рис. 127. Схема установки для отжига и травления латунной полосы:

Furhaces Со в Сэлеме (США) строит вертикальные печц для отжига латунной полосы толщиной 0,1—1,6 мм про­ изводительностью 1000 кг/100 мм ширины полосы в час. Аналогичная печь работает на заводе фирмы Trefimétaux в Серифонтейне (Франция). Производительность ее1 6 т/ч при ширине полосы 750 мм. За печью имеется тра­ вильная установка.

В протяжных печах соединение полос осуществляют сваркой (точечной, стыковой, ультразвуковой, электро­ дуговой в защитной атмосфере [456] ).

Во всех цехах прокатки алюминия протяжные печи применяют для скоростного нагрева. Это — очень высо­ копроизводительные печи большой мощности (напри­ мер, при производительности 5—6 т/ч подводимая мощ­ ность составляет 600 кет). Находятся в эксплуатации также печи с индукционным нагревом. Эти печи имеют следующие показатели: ширина нагреваемой полосы до 1200 мм, толщина 0,2—2,25 мм; подводимая мощность

350 кет, напряжение 400 в, частота 960 гц, скорость по­ лосы 3—30 м/мин, расход электроэнергии 165 квт-ч/т.

В цехах отжига проволоки из цветных металлов внед­ рены или опробуются следующие новые технологические процессы:

1. Отжиг проволоки из меди и ее сплавов путем про­ пускания через нее электрического тока. Отжиговые ус­ тановки монтируют непосредственно за волочильным станом. Их выпускают уже многие изготовители воло­ чильных станов как в социалистических (СССР, Венг­ рия), так и в капиталистических странах .(Herborn and Niehoff в ФРГ, Winget Syncro в Англии и др.). Установ­ ки работают на напряжении 20—40 в. Для достижения производительности 1 т/ч при диаметре проволоки 1,5 мм подводимая мощность должна составлять 135 ква. В СССР внедрен этот способ для отжига медной прово­ локи диаметром 0,1—5 мм.

Установка типа С 3/46 фирмы Winget-Syncro Ltd. в Рочестере имеет следующие показатели [457] : диаметр проволоки 0,4—1,3 мм, подводимая мощность 46 ква, рабочая скорость 16,6—25,4 місек, температура 450° С, расход пара 3,2 кг,/ч.

2. Фирма Thermatool разработала способ непрерыв­ ного индукционного отжига алюминиевой проволоки с помощью токов высокой частоты. Установка мощностью 25 кет при частоте 450 кгц работает со скоростью около 500 м/мин. Действие установки основано на принципе коаксиального проводника.

3. Латунную и бронзовую проволоку обычно отжига­ ют-в протяжных печах, где она проходит по трубам, за­ полненным защитным газом. Печи обогреваются различ­ ными способами.

Термообработка в защитной атмосфере и вакууме

Проблема светлого отжига полуфабрикатов из меди уже решена (находятся в эксплуатации высокопроизво­ дительные печи, например для отжига труб диаметром 10—100 мм производительностью до 5 т]ч, которые пол­ ностью механизированы и работают с циркуляцией ат­ мосферы), тогда как в теории и практике светлого отжига латунных полуфабрикатов все еще остаются нере­ шенными некоторые вопросы, связанные с большим пар-

циальным давлением паров цинка при температурах от­ жига. Этим обусловливаются повышенные потери цин­ ка, как это видно на рис. 128—130, поэтому предприни­ маются попытки устранить такой недостаток, применяя отжиг в условиях повышенного давления.

Рис. I2S. Зависимость парциального давления паров металлов от температуры

В настоящее время уже многие изготовители полу­ фабрикатов из алюминия и его сплавов, включая фольгу, применяют для термообработки печи с защитной атмос­ ферой. Чтобы предупредить образование пятен при сго­ рании масел, содержание кислорода в защитной атмос­ фере должно быть менее 0,2% [458].

Рис. J31. Схема процесса МТМ — Daguier:

--------------обычная термообработка в защитной атмосфере при интенсивной ее

Б — первый нагрев в защитной атмосфере; В — выдержка — удаление масляных паров вакуумированием — заполнение установки защитной атмосферой; Г — вто­ рой нагрев в защитной атмосфере; Д — выдержка при температуре отжига в за ­

Для дальнейшего улучшения качества отжига был разработан способ МТМ—Daguier, который заключает­ ся в следующем:

а) после задачи материала (например, рулонов поло­ сы) в колпаковую печь в ней создают вакуум, в резуль­ тате чего из рулона удаляется воздух;

б) рабочее пространство печи заполняют защитным газом;

в) нагрев осуществляется в защитной атмосфере. Схема этого процесса приведена на рис. 131 [459].

На заводе по производству полуфабрикатов из нике­ ля и его сплавов фирмы Н. Wiggin Со Ltd. в Герефорде установлены для отжига полуфабрикатов восемнадцать

Рис, 132. Схема полунепрерывной вакуумной отжнговой печи:

протяжных печен, где материал проходит через трубы из сплава инконель, наполненные расщепленным аммиа­ ком. Протяжные печи с защитной атмосферой применя­ ются здесь и для отжига рулонов полосы. Кроме того, находятся в эксплуатации шесть шахтных вакуумных печей емкостью по 1,8 т.

Многие цветные металлы целесообразно обрабаты­

Вакуумный отжиг осуществляется в камерных и колпаковых печах, а в настоящее время находятся в экс­ плуатации и проходные вакуумные печи, изготовляемые, например, западногерманской фирмой Deguss для тем­ ператур до 1000° С и вакуума до 0,1 мм рт. ст. Схема та­ кой печи приведена на рис. 132. Расход электроэнергии при вакуумном отжиге медной проволоки при темпера­ турах 600—800° С колеблется при непрерывной работе в пределах 100—200 кет-ч/т [460].

В некоторых странах (например, в Италии) цехи во­ лочения медной проволоки оснащены вакуумными отжпговымн печами- с требуемым количеством отжиговых стендов и стендов для подготовки колпаков к отжигу.

В вакууме можно успешно отжигать п медную проволоку

вкатушках (диаметр проволоки 0,12 мм). Проволочный цех фирмы Pirelly оснащен четырьмя вакуумными отжп-

говыми печами диаметром 2X2,4 м, мощностью по 115 кет. Производительность одной печи составляет 250 т проволоки в неделю.

В прокатном цехе фирмы Rénalu в Неф Брисаж одну вакуумную печь применяют и для отжига алюминиевой полосы в рулонах. Размеры печи 5X2,2X2,55 м, емкость 20 г, цикл отжига для 10 г 18 ч.

Для термообработки крупных листов из титана при­ меняют вакуумные печи большого размера (например, 1,8Х1>25Х6>6 м) емкостью по 9 т. Печи обогреваются графитовыми сопротивлениями, охлаждение отожженно­ го материала осуществляется в вакууме или в защитной атмосфере [461].

Основной недостаток вакуумных печей, уменьшающий преимущества вакуумной термообработки, — довольно длительное охлаждение материала до момента его вы­ дачи из печи. На заводе фирмы Spenser Non-Ferrous Me­ tals Ltd. в Вэйкфилде для интенсификации охлаждения медной проволоки и полосы после отжига используют углекислый газ; при этом продолжительность охлажде­ ния сокращается на 50%, капитальные затраты на не­ обходимую для этого реконструкцию печи очень малы. В отжиговый цех углекислый газ привозят в жидком виде и испаряют его в электрическом испарителе [462, 463]. В печь углекислый газ подается через теплообмен­ ник.

Особые способы термообработка

О т ж и г в к и п я щ е м с л о е

По эффективности этот способ термообработки мож­ но сравнить с обработкой в соляных ваннах. Преимуще­ ства этого способа термообработки перед остальными следующие: а) высокоинтенсивная теплопередача (со­ кращение длительности отжига почти на 85%); б) лег­

Рис. 136. Схема установки для электронмпульсного нагрева проволоки:

ролики; 7 — охлаждающая жидкость; 8 — длина проволоки между: а — контакт­