книги из ГПНТБ / Соголовская А.Г. Прогрессивные методы горячего цинкования

недопустимо из-за повышенного содержания в ней мышьяка [4], который, реагируя с выделяющимся при травлении водородом, образует очень ядовитое летучее соединение— мышьяковистый водород (AsH3), который может вызвать

ступ кислоты к стали; в результате этого увеличивается продолжительность травления, образуются местные перетравы (в местах, свободных от осадка), и на оцинкованной поверхности появляются наплывы.

Для декапирования должна применяться техническая соляная кислота (ГОСТ 857—41 или ГОСТ 1382—42), со­ держащая не более 0,01 % мышьяка.

Топливо. В настоящее время для обогрева ванн приме­ няется различное топливо: уголь, жидкое топливо или газ. В зависимости от топлива изменяются условия работы ванн, влияющие на качество цинкования посуды. Лучший обо­ грев — газовый, так как подачу газа можно легко регули­ ровать (вручную или автоматически), следовательно, бы­ стро получать нужную температуру расплава. Кроме того, газовый обогрев значительно повышает культуру произ­ водства.

Заводы, работающие на жидком топливе, получают его обычно цистернами, поэтому необходимы специальные ем­ кости для хранения. Для распыления жидкого топлива не­ обходим сжатый воздух, регулировка горения сложнее, чем в газовых горелках.

Наилучшим является электрообогрев ванн, который возможен при наличии дешевой электроэнергии. Как и газо­ вый, электрообогрев дает равномерный нагрев стенок ванны (при соответствующей конструкции печи), что спо­ собствует увеличению срока службы ванн.

62

Наибольшие трудности представляет работа на угле. Заводы получают, в основном, отходы угля с низкой тепло­ творной способностью, поэтому регулировать температуру расплава практически невозможно, что создает большие трудности в работе.

Оборудование цехов, производящих оцинкованную по­ суду. Штамповочные отделения. Изготовление черной сшив­ ной посуды из листовой стали состоит (за исключением ко­ рыт) из следующих операций: вырубки, вальцовки и соедине­ ния полукорпусов, гибки донных фальцев и закатки доньев, нанесения ребер жесткости и приварки арматуры. Корыта для стирки белья изготовляют либо методом штамповки, либо методом прессовой формовки с фальцевым соединением углов.

Для вырубки полукорпусов, штамповки и вырубки до­ ньев, ушек, гибки продольных фальцев применяют кривоши­ пные прессы. Подача листа под штамп должна производиться по рольгангу вместо обычно применяемой ручной подачи. Гибка донного фальца, укладка проволочного кольца в бурт него закатка, накатка ребра жесткости производятся на ли­ стогибочных машинах; гибка бурта по большому диаметру — на лощильных станках, закатка круглых доньев — на за­ каточных, овальных — на копировально-закаточных стан­ ках.

Для изготовления проволочной арматуры применяются правильно-отрезные автоматы и прессы. Для приварки ушек используются сварочные машины.

На ряде мелких предприятий, не имеющих необходимо­ го оборудования для механизации изготовления сшивной посуды, многие операции (например, раскрой заготовок для крупных изделий, гибка дужек идр.) производятся вручную или с помощью приспособлений, изготовленных на этих заводах.

63

Трудоемкость и количество операций для изготовления одних и тех же изделий зависят от технической оснащенно­ сти предприятий. На Новомосковском металлургическом заводе для изготовления ведра требуется пятнадцать опера­ ций, на Лысьвенском металлургическом заводе * — только десять. Объясняется это тем, что на Лысьвенском металлур­ гическом заводе были реконструированы старые или созданы новые станки и автоматы, позволяющие объединить несколь­ ко операций в одну. Так, в одну операцию объединены гиб­ ка донного фальца и накатка ребра жесткости, закатка дна и гибка бурта по большому диаметру. Изготовление прово­ лочных дужек и колец для ручек производится на гибочном автомате, производительность которого — 30—35 дужек в минуту.

Внутрицеховой транспорт штамповочных отделений: монорельс с тельфером — для подвозки пакетов листовой стали; транспортер — для передачи заготовок с одной опе­ рации на другую.

Травильное отделение. Основным оборудованием тра­ вильных отделений являются травильные ванны, качающие устройства к ним, а также механизмы для выполнения по­ грузочно-разгрузочных работ.

На большинстве заводов травильные ванны футерованы кислотоупорным кирпичом на кислотоупорной замазке. В качестве кислотоупорной замазки может использоваться смесь базальтового или диабазового порошка с кремнефто­ ристым натрием и жидким стеклом. После 50—75 ч сушки при температуре 35—40°С и обработки серной кислотой (10—15%-ным раствором) замазка может с успехом выдер­ живать температуру и концентрацию травильных растворов.

* Лысьвенский металлургический завод (Пермская обл.) является одним из лучших в стране по производству оцинкованной посуды.

64

Эта же замазка применяется и при футеровке ванны керами­ ческими кислотостойкими плитками. Недостаток такой фу­ теровки — быстрое разъедание швов и кромок кис­ лотой.

Как показал опыт работы заводов, эти ванны очень бы­ стро выходят из строя. Наиболее надежными в работе явля­ ются стальные ванны, гуммированные внутри. Они могут применяться для горячих травильных растворов.

Травление может производиться также в деревянных ваннах, изготовленных из дерева хвойных пород (доски дол­ жны иметь толщину 50—60 мм). Снаружи эти ванны покры­ вают слоем асфальта во избежание течи. Иногда деревянные ванны делают с двойными стенками, зазор между которыми заполняют асфальтом или гудроном.

Для горячей промывки применяются такие же ванны, как и для травления. Для холодной промывки и декапировки можно применять деревянные ванны или стальные, футерованные винипластом, руберойдом, листовой резиной и другими органическими кислотостойкими материалами. Во всех случаях недопустимо применение стальных баков, не имеющих футеровки, так как это приводит к загрязнению растворов и посуды солями железа, что увеличивает обра­ зование гартдинка.

Все травильные ванны обязательно должны быть обору­ дованы бортовым отсосом.

Подогрев кислоты и воды для горячей промывки произ­ водится острым паром, но поскольку пар, конденсируясь

втравильной ванне, насыщает травильный раствор водой

иснижает концентрацию его, подогрев кислоты лучше про­ изводить с помощью змеевиков, выполненных из нержавею­ щей стали или свинца.

Из нержавеющей стали изготовляются также корзины,

вкоторые складывают изделия для травления.

Качающее устройство, состоящее из электропривода, кулачкового механизма и рычагов, служит для перемешива­ ния кислоты в ванне, улучшает омывание поверхности изде­ лий травильным раствором.

Транспортировка и перегрузка корзин с изделиями осу­ ществляются обычно тельфером, укрепленным на монорель­ се, проходящем через травильное отделение.

совый путь.

На многих заводах ввиду тесноты травильных отделений установка монорельса невозможна, поэтому все операции по загрузке и выгрузке производятся вручную.

В травильном отделении цеха оцинкованной посуды Лысьвенского металлургического завода применяется ле­ бедка, которая очень проста по устройству и может быть изготовлена на любом заводе (рис. 18). Она представляет собой консоль, приваренную к штанге из уголкового железа, укрепленной вертикально в подпятниках. Поворот консоли

66

В травильных отделениях, помимо бортового отсоса, должна быть оборудована вытяжная и приточная вентиля­ ция. Стены должны быть облицованы метлахскими плитка­ ми для защиты их от паров кислот, полы — выложены кера­ мическими кислотоупорными плитками, а металлические конструкции — окрашены масляной краской или покрыты асфальтовым лаком.

Отделения цинкования посуды. Основным оборудованием оцинковочных отделений являются цинковальная ванна с топочным устройством и контрольно-измерительной аппара­ турой, а также ванна для обработки изделий в мыльном растворе.

В настоящее время на большинстве* заводов Украины, производящих оцинкованную посуду, применяются сталь­ ные сварные ванны.

Только два завода республики применяют литые сталь­ ные ванны — Новомосковский и Нижнеднепровский метал­ лургические заводы. По заказу этих заводов Днепропетров­ ский завод тяжелых прессов отливает ванны из стали, име­ ющей примерно следующий состав: С — 0,08 — 0,1%; Si— следы; Мп — 0,5 — 0,6%; Р < 0,05%; № — до 6%.

Эти ванны имеют толщину стенок 75 мм и работают без ремонта 3 месяца. Преимущество их перед сварными ван­ нами — отсутствие швов, которые наиболее интенсивно

разъедаются цинком. Вместе с тем, прокатанная листовая сталь значительно плотнее литой и разъедается цинком медленнее.

Большинство мелких предприятий Украины применяет для сварки ванн листовую сталь толщиной 30—40 мм неза­ висимо от ее марки и химического состава. Обследование заводов показало, что в лучшем случае это сталь марки Ст.З, имеющая следующий химический состав: С— 0,20%; Si — 0,17%; Мп — 0,47%; S — 0,038%; Р — 0,020%.

Ванны из такой стали могут работать 5—6 месяцев с ежемесячным текущим ремонтом или 2—3 месяца — без ремонта. Сталь Ст.З содержит большие количества кремния и углерода, что снижает ее стойкость против действия цин­ кового расплава.

По данным американских исследователей [21], для изго­ товления цинковальных ванн применяется сталь, содержа­ щая примерно 0,1% углерода и не более 0,07% кремния — это максимальное содержание кремния, при котором сталь меньше всего подвергается действию расплавленного цинка. Поэтому лучшей является сталь марки Ст. 1, в которой со­ держится углерода — 0,10%, а кремния — наиболее опас­ ной примеси — только следы (остальные примеси не оказы­ вают существенного влияния на стойкость ванны). Ванна

выпускающем оцинкованные стальные листы, ванна из стали Ст. 2 проработала больше года при температуре рас­ плава 455°С.

При сварке ванн должны применяться электроды марок ЦМС-5 или ЦМС-7, изготовляемые ЦНИИТМАШ. Эти элек­ троды дают шов, наиболее стойкий против действия цинко­

68

вого расплава. Режим сварки для электродов марки ЦМС-5— 180 а, для электродов марки ЦМС-7 — 200—220 а рабочего тока [27]. По данным Никопольского механического завода, при сварке каждого шва за 6—8 проходов на заводе не было случаев разъедания ванны в местах сварки. Это свидетель­ ствует о том, что сварные ванны могут работать не хуже ли­ тых при качественной сварке из малоуглеродистой стали.

В цехе оцинкованной посуды Лысьвенского металлур­ гического завода до 1961 года применяли литые стальные ванны. Для увеличения срока их службы на всю внутреннюю поверхность ванны качественными электродами нава­ ривали тонкий слой, при этом из поверхностных слоев стали выплавлялся углерод, и на внутренней стороне ванны со­ держание углерода понижалось до 0,05%.

* Ванна изготовлена из стали Ст. 1.

69

Аналогичный способ применялся на одном из Москов­ ских заводов для профилактического ремонта ванн. Про­ филактический ремонт производился через 3 месяца работы ванны, независимо от ее состояния. Места, выеденные цин­ ком, наплавлялись электродами.

При цинковании «сухим» способом в цинковый расплав погружается рама прямоугольной формы (флюсовая короб­ ка), выступающая над зеркалом расплава. Флюсовую короб­ ку необходимых размеров изготовляют непосредственно на заводе из любой листовой стали толщиной 8—10 мм. Такая флюсовая коробка разъедается цинком в течение 1—2 не­ дель и увеличивает количество гартцинка в ванне. Если флюсовую коробку сделать из той же стали, что и цинковальную ванну, срок службы ее увеличивается до шести месяцев. Однако такая флюсовая коробка получается более тяжелой и вынимать ее при чистке гартцинка труднее. В этом отношении удобнее перегородка, погруженная в рас­ плав и отделяющая небольшую часть ванны под флюс. Эта перегородка изготовляется из той же стали, что и ванна, и имеет форму трапеции, соответствующую размерам попереч­ ного сечения ванны; она вставляется в ванну на нужную глубину, а места соприкосновения со стенками ванны уп­ лотняются асбестом. Такие перегородки могут служить более шести месяцев. При чистке гартцинка перегородку достаточно приподнять, не вынимая ее полностью из ванны.

Однако флюс, так же как и цинк, усиленно разъедает стенки ванны, с которыми он соприкасается, причем разъе­ дание тем сильнее, чем больше во флюсе хлористого аммо­ ния. Поэтому целесообразно внутренние стенки ванны, соприкасающиеся с флюсом, футеровать шамотом или де­ лать флюсовые коробки из шамота.

Неотъемлемой частью всех аппаратов для цинкования

70

являются устройства для обогрева ванн (топка с газохо­ дами).

Обследование предприятий УССР показало, что обогрев ванн на всех заводах осуществляется по-разному, так как до сих пор не разработана единая рациональная система обогрева. На рисунках 21—26 схематически показаны спо­ собы обогрева ванн для цинкования посуды на шести пред­

приятиях республики, а также различные способы футеровки ванн снаружи.

Как показал опыт работы за-

водов, обогрев ванны со стороны дна является нерациональ" ным, так как в цинке возникают конвективные потоки, направленные вверх, которые увлекают за собой гартцинк, находящийся на дне ванны. В результате этого в верхних слоях расплава много гартцинка, который на' изделиях образует «крупу». При наличии на дне ванны свинцовой подушки нижний обогрев менее опасен, так как свинец аккумулирует тепло, что способствует равномерному расп­ ределению его по нижней части ванны. Однако на ряде за­ водов еще устраивают газоходы под дном ванны (рис. 20).

71