2. Дополнительное подтравливание металла после механического удаления окалины

Иногда после механического удаления окалины в роликовых окалиноломателях или после дробеструйной обработки без применения тонкой очистки катанку подвергают дополнительному травлению. Время травления в этом случае невелико и составляет несколько секунд. Последующее нанесение подсмазочных покрытий ликвидирует все трудности для процесса волочения по сравнению с условиями непосредственной деформации свеже-зачищенного металла в потоке с окалиноломателем. Однако дополнительное подтравливание требует содержания кислотного хозяйства, регенерации и Нейтрализации отработанных травильных растворов, что приводит к значительным расходам, не решает проблем защиты окружающей среды и улучшения санитарных условий.

3. Вибрационное травление

При обычных методах травления трудно добиться равномерного и полного удаления окалины с поверхности катанки из-за значительной разницы в ее количестве на внутренних и внешних витках бунта, плохого доступа травильного раствора внутрь больших бунтов или мотков, взаимного перекрытия витков и т.п. Результатом являются местные перетравы и недотравы, увеличивается продолжительность травления, усиливается склонность к наводораживанию и последующему ржавлению.

Указанных недостатков можно избежать, если применять вибрационное травление.

Рис. 12. Принципиальная схема вибротравления:

1 — волновод (крюк); 2 — пружины; 3 рама; 4 — предохранительные пружины; 5 — фундамент; 6 — травильная ванна; 7 -катанка; 8 виток; 9 — вибратор

На рис. 12 показан способ вибрационного травления бунтов катанки. Бунт, подвешенный на С-образном крюке, погружается, как обычно, в стационарную травильную ванну. Крюк опирается на две специальные подпружиненные прокладки. Вибрация сообщается крюку дебалансными двигателями, рассчитанными на частоту колебания 16, 24 и 150 Гц, с сегментообразными грузами, в отверстия которых вставлены стальные или свинцовые болты. Можно использовать магнитные вибраторы на 50 и 100 Гц с вибрирующим якорем, пневматические двигатели с дроссельными заслонками и грузом или возбудителем дебаланса с посторонним приводом. В любой виброустановке в принципе можно выделить три системы: рабочую, обеспечения колебаний и защиты фундамента от колебаний. Рабочая система виброустановки предназначена для передачи вынужденных колебании катанке и состоит из волновода 1 с вибраторами и самой катанки. Система обеспечения достаточной амплитуды колебаний катанки в рабочей системе состоит из упругих элементов 2, подпружинивающих волновод. Система защиты фундамента от колебаний состоит из массивной рамы 3 и предохранительных пружин 4, исключающих передачу вибрации на фундамент 5.

Для объяснения действия вибрационного травления следует рассмотреть замкнутое пространство между тремя витками. Это самый неблагоприятный случай, который может возникнуть в каждом бунте и который влияет на длительность и качество травления всего бунта. В этом пространстве на единицу поверхности приходится для данного количества окалины определенное количество кислоты и этот объем можно рассматривать как изолированный. Внутри подобного квазизамкнутого пространства кислота, как правило, расходуется полностью, а длительность травления при этом значительно возрастает. Если же придать катанке колебательное движение, то это квазизамкнутое пространство раскроется, и все части бунта будут омываться свежим раствором.

На длительность травления влияет и другое обстоятельство. При травлении скорость химической реакции намного превышает скорость перемещения реагирующих веществ в травильном растворе. Эта скорость перемещения, или скорость диффузии реагирующих веществ в растворе, и определяет скорость травления.

Перемещение реагирующих веществ путем диффузии происходит вяло. Оно усиливается свободной конвекцией, вызванной разницей в плотности травильного раствора, ускоряется выделяющимся водородом, однако эти процессы не улучшают качество травления, особенно для внутренних витков бунта.

При возбуждении колебаний в бунте скорость проволоки относительно раствора из-за постоянного изменения направления движения становится относительно большой. Раствор не увлекается подвергаемым травлению материалом как при травлении в качающейся ванне. Возникают турбулентные потоки, в которых перемешивание раствора ускоряется. Из-за этих двух обстоятельств принудительное наложение колебаний уменьшает время травления на 70% по сравнению с травлением без вибрации. Это уменьшение длительности не зависит от видов стали, окалинообразования и состава травильной ванны.

После промывки травленых бунтов в стационарной ванне можно в стекающей с бунта воде определить все концентрации кислоты — от концентрации в травильной ванне до концентрации в промывочной ванне. Даже при длительном пребывании бунтов в промывочной ванне травильный раствор между витками плотно смотанных бунтов почти не удаляется. То же относится к процессам нейтрализации и известкования после промывки. Длительность хранения травленой и известкованной проволоки тем меньше, чем выше содержание кислоты в ваннах промывки и известкования. В результате недостаточной промывки и нейтрализации уже через несколько часов вылеживания, на воздухе на поверхности известкованной проволоки появляется ржавчина. При промывке с вибрацией устанавливается резкий перепад концентрации между промывочными ваннами, причем отношение содержания хлора в первой, второй промывочной ваннах и в ванне известкования составляет 10000:100:1. При промывке без вибрации это отношение равно 10000:1000:100. Таким образом, при промывке с вибрацией улучшается качество промывки и нейтрализации и существенно снижается расход воды в травильном отделении.