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

Ванна, изображенная на рис. 21, со всех сторон футеро­ вана кирпичом. Газоходы, расположенные по бокам ванны ниже уровня ее дна, существенного значения для обогрева не имеют, так как находятся за толстым слоем футеровки. Горячие газы проходят вначале по верхним каналам и, следовательно, наибольшее количество тепла приходится на верхние слои цинка. Рассекатель, выложенный вплот­

родки (от передней стенки ванны до рассекателя) выложены кирпичом в шахматном порядке, так что в образовавшиеся «окна» проникают горячие газы и нагревают переднюю стенку ванны. Газоходы расположены по бокам ванны (по одному газоходу с каждой стороны по всей высоте ванны). Газоходы внутри выложены кирпичом в шахматном поряд­ ке, так что горячие газы по длине ванны несколько раз меняют направление движения в вертикальной плоскости.

72

Удачной является конструкция наружных стенок печи: воздушная прослойка между стенкой газохода и наружной стенкой способствует снижению температуры и улучшению условий труда рабочих.

На рис. 22,с штриховкой показаны места наибольшего разъедания стенок ванны. Максимальное разъедание наблю­ дается с той стороны 'ванны, где находятся флюсовщик и съемщик посуды, и меньшее — с противоположной стороны, где находится один съемщик. Объясняется это тем, что в пер­ вом случае имеет место более интенсивное перемешивание расплава, чем во втором. Кроме того, при сопоставлении рисунков 22, в и 22, с видно, что наибольшее разъедание соот­ ветствует тем местам на стенках ванны, где оканчивается футеровка. Тепловое напряжение на боковых стенках ванны распределено неравномерно: в местах, футерованных кирпичом, оно меньше; в местах, оголенных от футеровки,— больше. В тех местах, где заканчивается футеровка, обра­ зуются резкие перепады температур, порождающие возникно­ вение местных напряжений в металле. В результате этого происходит быстрое местное растворение стенок ванны [8]. Следовательно, такая футеровка наружных стенок ванны является нерациональной.

На рис. 23 и 24 показаны еще два способа обогрева ванн.

передняя стенка и углы ванны футерованы кирпичом. Во втором случае (рис. 24) обогрев ванны со стороны флюсовой коробки и со стороны выемки изделий абсолютно одинаков, так как топка расположена с боковой стороны ванны. Ван­ на не имеет никакой футеровки и при работе на низких температурах (до 490° С) стоит до 6 месяцев, так как тепло­ вые нагрузки на ней распределены равномерно.

73

Ванны Новомосковского металлургического завода име­ ют газовый обогрев: горелки расположены как со стороны

зеркала расплава — на одних ваннах (рис. 25), так и со сто­ роны флюсовой коробки — на других. Кирпичом футерова­ ны передняя стенка и дно ванны, а верхние части остальных

дохраняющий футеровку от оплавления и - разрушения. Температура цинкового расплава в оцинковочных отде­ лениях определяется термопарами (хромель-копелевыми) и потенциометрами типа ЭПП—09М2, гр. ХК, пределы

74

измерений — 0 ■— 600° С или милливольтметрами любого типа, гр. ХК.

Чтобы избежать быстрого выхода термопары из строя вследствие разъедания чехла цинковым расплавом, на тер­ мопару следует надеть чехол из обрезка водопроводной тру­ бы, заваренной на конце. Для большей надежности делается чехол из двух труб разного диаметра, между которыми засыпают песок. На границе раздела цинк — воздух термопа­ ра должна бытьизолирована асбестовым шнуром. Проверка правильности показаний термопары производится по ртут­ ному термометру.

Хранение и подогрев мыльного раствора производятся в железных ваннах. В нижней части имеется кран для сли­ ва отработанного раствора. Для предохранения ванны от коррозии стенки ее окрашивают.

Подогрев раствора производят острым паром. Ванна с мыльным раствором должна быть оборудована бортовой отсасывающей вентиляцией.

Новое оборудование цинковальных отделений. Стремление к созданию равномерного нагрева ванны привело к тому, что в Австралии и ряде стран Европы стали применять элек­ трообогрев стальных цинковальных ванн, при этом нагре­ вателями служат изоляционные панели, на которых мон­ тируют нихромовые ленты. Крепление нихрома к панелям осуществляется теплостойкими шпильками, установлен­ ными на огнеупорном кирпиче. Нагреватели развешивают вокруг стальной ванны, чем достигается равномерный ра­ зогрев всех ее частей. Благодаря равномерности нагрева увеличивается срок службы ванны. Так, ванна из жаро­ прочной стали с электрообогревом находилась в эксплуата­ ции на протяжении 30 месяцев [21].

При электрообогреве возможна очень точная регули­ ровка температуры, поэтому отсутствуют перегревы, и

75

выход гартцинка оказывается меньше. Однако стальные ванны при любом обогреве дают большой выход гарт­ цинка.

Поскольку из всех видов футеровки наиболее стойкой к воздействию расплавленного цинка является керамическая, встал вопрос о создании керамических цинковальных ванн. Но коэффициент теплопроводности керамических материа­

гического завода в настоящее время работают шесть керами­ ческих ванн с индукционным обогревом. Для обогрева при­ меняются индукционные трансформаторы, разработанные электроцехом этого же завода. Трансформатор представля­ ет собой сердечник, набранный из трансформаторного же­ леза (рис. 26), с первичной и вторичной обмотками. Первич­ ная обмотка состоит из большого числа витков магнитопровода (% = 80 ); вторичная обмотка представляет собой один виток расплавленного цинка (со2 = 1), сообщаю­ щийся с цинком ванны, т. е. замкнутый через цинк ванны.

76

конца поступает относительно холодный цинк. Поскольку по углам ванны расположены четыре трансформатора, че­ тыре струи перегретого цинка вызывают перемешивание всего расплава так, что температура цинка во всех частях ванны одинакова. Мощность, потребляемая одним транс­ форматором, — 150 кет.

77

Виток из перегретого цинка должен находиться в'защитной оболочке. Во избежание разъедания цинком эта оболоч­ ка должна быть выполнена из той же керамической массы, что и сама ванна. Поскольку виток сообщается с полостью ванны, изготовление ее осуществляется только тогда, когда установлены все четыре трансформатора, поэтому керамиче­ ские ванны должны изготовляться на месте.

Керамическая ванна представляет одно целое с керами­ ческой оболочкой трансформатора (рис. 27), изготовление

исушка ее очень сложны. Инструкция по изготовлению, на­ бивке и сушке керамической массы была разработана Харь­ ковским научно-исследовательским институтом огнеупоров

иоткорректирована на заводе в процессе строительства ванн.

Основным материалом для строительства керамических ванн является огнеупорная масса следующего состава, %:

78

Термопару, во избежание разъедания ее цинковым рас­ плавом, замуровывают в стенку ванны. Регулировка темпе­ ратуры осуществляется автоматически: температура зада­ ется установкой стрелки потенциометра, при повышении или понижении ее отключается или включается подача тока к трансформаторам.

Срок службы керамических ванн рассчитан на 3 года; в цехе Лысьвенскогометаллургического завода такие ванны проработали около двух лет без ремонта и, по утверждению работников завода, могут служить пять лет и более.

Таблица 13

Расход металла и получаемые отходы на 1 т посуды на Лысьвенском металлургическом заводе (по годам)

*В 1960 г. все ванны были металлические; до IX месяца 1963 г. работали еще 3 металлические ванны; с сентяб­ ря 1963 г. полностью перешли на керамические ванны.

Керамические ванны позволили в 3,5 раза уменьшить выход гартцинка (табл. 13) и снизить расход цинка на 1 т посуды с 220 до 205 кг. Хотя себестоимость 1 т посуды

79

несколько повысилась за счет большего расхода электроэнер­ гии на обогрев ванн (себестоимость 1 т посуды при металли­ ческих ваннах составляла 254 руб. 15 коп., а при керами­ ческих — 255 руб. 29 коп.), но это окупается большой эко­ номией средств, затрачивавшихся ранее на замену ванн, ремонт печей и отходы в виде гартдинка.

Экономический расчет показал, что при работе 6 керами­ ческих ванн вместо металлических экономия средств в год составляет 103 278 рублей.

Механизация процесса цинкования штучных изделий.

Цинкование штучных изделий (посуды, различных деталей) до настоящего времени производится, в основном, вручную, что не позволяет получить одинаковую толщину слоя на всех изделиях. Поэтому большое внимание уделяется механиза­ ции процесса. Так, в Англии предложено приспособление для оцинковки стальных изделий, так называемый «механи­ ческий цинковалыцик» [40] — тележка с цепью, движущая­ ся вдоль ванны и окунающая изделия во флюс, находящийся на зеркале ванны, и затем в цинковый расплав. Изделия на­ вешиваются на цепь и снимаются с нее вручную.

Имеются также сообщения [52, 60] о механизации про­ цесса цинкования деталей «сухим» способом (с раствором флюса). В этом случае подвески, находящиеся на бесконеч­ ной цепи, изготовляют из титана, который не корродирует в цинковом расплаве благодаря периодической пассивации титана в кислоте во время травления детали [58].

На Лысьвенском металлургическом заводе создан «ме­ ханический цинковалыцик» для оцинковки ведер и тазов. Изделие, находящееся в захватах, последовательно погру­ жается в расплавленный флюс и цинк. Установка в захва­ ты и съем изделий осуществляются вручную. Опытный об­ разец машины имеет производительность в 3 раза большую, чем при ручном цинковании.

80

Технология производства оцинкованной посуды. Изго­ товление черной сшивной посуды. Из стальных листов, в со­ ответствии с картами раскроя, вручную или на штампах выкраивают заготовки изделий. Почти вся изготавливаемая посуда (за исключением бидонов для керосина и садовых леек) имеет коническую форму, поэтому каждый корпус состоит из двух полукорпусов. После гибки полукорпусов производится сшивка их и закатка доньев.

Следующая операция — вставка проволоки в борт и под­ катка борта. Последняя операция — установка арматуры (ручек, дужек).

Раскрой заготовок для каждого изделия должен про­ изводиться из стали определенной толщины. В табл. 14 приведена толщина стали, которая применяется на Лысьвенском металлургическом заводе для изготовления различ­ ных видов посуды.

Травление. Черная посуда из штамповочного отделения поступает в травильное отделение. Обезжиривание черной