1.3 Анализ технологии производства холоднокатаного листа

Исходным материалом для производства холоднокатаных листов и рулонов служат горячекатаные полосы толщиной 1,56,0 мм, шириной 10002350 мм, свернутые в рулоны весом до 35 т, которые поступают из ЛПЦ-4 по конвейеру, или по ж/д пути из ЛПЦ-10. Подкат должен соответствовать требованиям СТП-101-85 на горячекатаную полосу в рулонах. В цехе рулоны снимаются с конвейера и ж/д платформ мостовыми кранами и укладываются на склад для охлаждения. После охлаждения рулоны поступают в обработку (рисунок 1).

Рисунок 1– Схема потоков производства проката в ЛПЦ - 5

Технология цеха холодной прокатки чрезвычайно разнообразна и сложна. Она включает следующие важнейшие технологические операции: травление, прокатку, отжиг, дрессировку, резку и упаковку.

1.3.1 Удаление окалины

В технологическом цикле производства листовой стали значительное место занимает операция удаления окалины с поверхности горячекатаных полос. Этот передел в большой мере определяет качество готовой листовой продукции, технико–экономические показатели листопрокатного цеха, влияет на загрязнение производственных площадей и окружающей среды. Окалину удаляют двумя способами: химическим и механическим. При химическом способе поверхность горячекатаных полос обрабатывают различными веществами, раствором соляной кислоты. Преимуществом кислотного травления окалины является получение чистой и гладкой поверхности проката, а недостатками – появление травильной хрупкости, разрушение зданий и оборудования под действием паров кислоты и значительные расходы, связанные с нейтрализацией травильных растворов.

При современном техническом уровне металлургического производства травление остается основным способом очистки от окалины полос и листов из углеродистой стали.

При травлении стали на границе раздела металл–окалина–кислота происходят электрохимические, химические и механические процессы. Электрохимические процессы следствие работы местных гальванических пар, химические – растворение в кислоте составных частей окалины, механические – отслоение окалины водородом.

В травильном отделении ЛПЦ–5 установлены два НТА. Непрерывный травильный агрегат предназначен для удаления вторичной окалины с горячекатаного подката и в значительной мере определяет качество полосы, получаемой холодной прокаткой травленого подката. В нем осуществляется следующие операции: размотка рулона сварка концов предыдущей и последующей полосы, дрессировка с целью разрыхления окалины и уменьшения не плоскостности, травление, мойка, сушка, промасливание, резка и смотка в рулоны.

Травление горячекатаной полосы осуществляется в ванне непрерывного травильного агрегата при взаимодействии окалины с соляным травильным раствором. В качестве травильного раствора используется маточный раствор. Движение полосы и травильного раствора на НТА осуществляется по принципу противотока, то есть раствор течет в направлении, противоположном движению полосы. Полоса задается в травильную ванну через правильную машину и тянущие ролики, из травильной ванны вытягивается тянущими роликами, установленными за сушильным устройством. Маточный раствор непрерывно подается в 8–й "карман" четвертого отсека травильной ванны и движется навстречу полосе, отработанный раствор сливается через 1–й "карман" первого отсека ванны.

Скорость различных реакций различна и определяется соотношением окислов в слое окалины.

В результате реакции происходит наводораживание металла, что способствует повышению его твердости. Кроме того, выделяющийся водород, активизирует процесс травления за счет частичного восстановления высших окислов до FeO или Fe и механического отделения предварительно разрыхленных слоев окалины от металла. Поэтому окалина на поверхности металла, имеющая много пор и трещин, удаляется значительно быстрее, чем плотная окалина.

На НТА–1–2 разрыхление окалины осуществляется при прохождении полосы через ИРМ и дрессировочную клеть. Дрессировочная клеть "кварто" служит для разрыхления окалины путем обжатия полосы, что облегчает травление, позволяет повысить скорость прохождения полосы через травильные ванны и улучшает профиль полосы. Величина обжатий при дрессировке должна составлять 2-5%.

Скорость прохождения полосы через участок травления зависит от марки стали, профиля полосы, состава окалины на ее поверхности, качества предварительной механической обработки и активности травильных растворов. В результате реакций, протекающих в процессе травления, содержание кислоты в травильном растворе непрерывно снижается, а содержание FeCl₂ увеличивается. В водных растворах серной кислоты увеличение содержания FeCl₂ в травильном растворе при определенном содержании HCl приводит не только к снижению скорости травления, но и к созданию благоприятных условий для выпадения осадка FeCl₂ + H₂O. Максимальная производительность непрерывных травильных агрегатов, хорошее качество поверхности травленого металла и создание условий, исключающих возможность выпадения в осадок FeCl₂ + H₂,O обеспечивается за счет строгого соблюдения режима травления, указанного в таблице 2.

Таблица 2 - Состав и температура травильного раствора для разных ванн

Номер отсека травильной ванны	Состав травильного раствора, % H2SO4(не менее) FeSO4(не более)		Температура травления
1	12	18	90-100
2	12	18	90-100
3	12	18	90-100
4	20	12	90-100