6. Термическое отделение

Агрегат непрерывного отжига и нанесения электроизоляционного покрытия.

Назначение: термическая обработка холоднокатаных полос в режиме обезуглероживания и рекристаллизации, комбинированного отжига, с последующим нанесением электроизоляционного покрытия.

Скорость транспортировки полосы на входном участке:

- максимальная скорость – 60 м/мин;

- заправочная скорость – 30м/мин.

Максимальная скорость полосы в печи 45м/мин.

Максимальная скорость полосы на выходном участке 60м/мин.

Печь для отжига имеет две камеры нагрева, две камеры выдержки, камеру регулируемого охлаждения, камеру струйного охлаждения и воздушный холодильник.

Первая камера нагрева разделена на 4 зоны регулирования (длина камеры 33 м).

Первая камера выдержки разделена на 9 зон регулирования (длина камеры 160 м).

Вторая камера нагрева – одна зона регулирования (длина камеры 11 м).

Между первой камерой выдержки и второй камерой нагрева имеется разделительный тамбур длиной 1,8 м.

Вторая камера выдержки разделена на 3 зоны регулирования (длина камеры 25 м).

Камера регулируемого охлаждения имеет длину 14 м. Охлаждение осуществляется косвенным методом с помощью труб воздушного охлаждения. Между камерой регулируемого охлаждения и второй камерой выдержки имеется разделительный тамбур длиной 1,8 м.

Камера струйного охлаждения обеспечивает охлаждение за счет подачи азота вентиляторами (длина камеры 13 м).

Выходной тамбур имеет длину 2,6 м.

Печь имеет 5 газовых свечей. Две основные свечи установлены на входе первой и второй камеры нагрева. Три свечи установлены на входе в первую и во вторую камеры нагрева, на входе в камеру охлаждения.

Азотоводородный газ, подаваемый в первые камеры нагрева и выдержки, может увлажняться в пяти увлажнителях. Азотоводородный газ, подаваемый во вторые камеры нагрева и выдержки, увлажняется в трёх дополнительных увлажнителях. Сухой азотоводородный газ подаётся в камеры с помощью перффированных труб.

Максимальная температура нагрева, исходя из возможностей оборудования - 1050ºС.

Атмосфера обезуглероживания азотоводородная смесь с объёмной долей водорода 16 - 25%.

Атмосфера рекристаллизации азотоводородная смесь с объёмной долей водорода 4 - 15%.

Максимальный расход защитной атмосферы:

- влажный газ - 390 м³/ч;

- сухой газ - 300м³/ч.

Ванна предварительной обработки (длина 10м) с последующей сушкой полосы газовыми горелками. Имеется возможность нагрева полосы с помощью газовых горелок перед ванной предварительной обработки.

Ванна нанесения покрытия – длина 6м.

Печь сушки электроизоляционного покрытия имеет камеру нагрева, выдержки и охлаждения. Камера нагрева и выдержки разделена на 9 зон регулирования (длина камеры 45 м). Нагрев электрический, максимальная температура полосы 650ºС. Камера охлаждения длиной 15м.

Смотка полосы на моталку осуществляется с использованием автоматического устройства центрирования полосы. Далее следует отбор проб для испытания металла на магнитные и механические свойства, взвешивание, обвязка и маркировка обработанных рулонов и отправка их на склад участка отделки металла.

Расчетная производительность агрегата 53125тонн в год.

Сварочная машина “ Т И Г ” – для сварки полос в стык, неплавящимся электродом:

- толщина свариваемых полос – 0,25 ÷ 1,0мм;

- максимальный расход электрода 0,3мм на шов;

- диаметр электрода 1,6мм;

- полный цикл сварки 70 сек.

Дисковые ножницы:

- диаметр ножей:

- диаметр новых ножей 306 мм;

- диаметр изношенных ножей 272 мм.

Максимальное количество резов 15.

Устройство для раздавливания заусенцев:

- диаметр роликов 200мм;

- длина бочки роликов 1500мм;

- количество роликов – по 4 с каждой стороны.

Ножницы поперечной резки:

- длина ножей 1400мм;

- сечение ножей – 25х40мм;

- количество возможных переточек 25 (за одну переточку снимается 5 мм).

Производительность агрегата 290000 тонн в год.

Последовательность операции:

1. Подача рулона на разматыватель.

2. Обрезка дефектных участков полосы летучими ножницами.

3. Сварка полос встык.

4. Роспуск полосы на ленту и обрезка кромки.

5. Обрезка конца полосы ножницами после намотки металла на моталку;

6. Передача рулона на агрегат упаковки с помощью штабелера или кантователя.

Агрегат упаковки рулонов.

Назначение: упаковка продукции в соответствии с сортаментом.

Состоит из:

- машины радиальной обвязки;

- обёрточной машины;

- пакетирующего устройства.

Последовательность операции:

1. Обвязка рулона обручкой при помощи ручной пневматической машинки.

2. Упаковка рулона в бумагу.

3. Кантовка рулона на поддон с металлическим кругом.

4. Обёртывание по окружности металлическим листом.

5. Установка верхнего металлического круга и обвязка рулона в 2 - 3 местах.

6. Закрепление обвязочных лент между собой замком на верхнем торце рулона.

7. Взвешивание, маркировка и отгрузка рулона на склад готовой продукции.

После холодной прокатки и очистки полосы необходимо выполнить термическую обработку. Термическую обработку проводят в защитной атмосфере, состоящей из 95% азота и 3÷5% водорода. На агрегатах непрерывного отжига (АНО) рулоны разматываются, концы их свариваются, и полоса движется непрерывно через печь, в которой она нагревается и охлаждается, а затем по выходе из печи сварные швы вырезаются, и полоса снова сматывается в рулоны.

При кратковременном отжиге выгодно применять температуру, близкую к точке А_с1. Применение температур выше значения точки А_с1 не рекомендуется, из-за повышения твердости отожженного материала вследствие протекания процесса превращения Fe_α ↔ Fe_γ, которые приводят к измельчению структуры.

Преимущество отжига полос в АНО заключается в том, что отожженный металл имеет однородную структуру и механические свойства, лучшее состояние поверхности из-за отсутствия излишней технологической смазки. При таком отжиге отсутствует брак вследствие сваривания витков рулона и смятия кромок, повышается производительность, создаётся непрерывность технологического процесса.

Недостатком отжига полос в АНО по сравнению с длительным отжигом рулонов заключается в более высокой твердости и прочности отожженного металла и в меньшей способности к глубокой вытяжке. Объясняется это тем, что при кратковременном отжиге получается мелкозернистая структура, а также ограниченным протеканием процессов отдыха, отпуска и полигонизации зерен и ростом их при рекристаллизации, недостатком времени для сфероидизации и коагуляции цементита, вследствие большой скорости охлаждения металла.

Однако при отжиге в АНО при условии, что содержание углерода и азота выдержано весьма точно. И микроструктура, необходимая для получения требуемых свойств, заложена при горячей прокатки (выдержаны температурно-скоростные условия прокатки и смотки полосы), можно обеспечить получение продукции с весьма большим диапазоном свойств, при использовании одних и тех же исходных материалов.

Порезка холоднокатаного металла осуществляется на высокоскоростных агрегатах с барабанными ножницами, обеспечивающими скорость резки 4 – 6,5 м/с. Обрезка боковых кромок листов осуществляется с помощью дисковых ножниц, установленных в линии агрегата резки. Агрегат оборудован системами автоматической сортировки листов по толщине, а также листов с дефектами раковины, расслоя и др. Для этой цели агрегат оснащен рентгеновскими бесконтактными измерителями и ультразвуковыми дефектоскопами.

В цехе ПДС ОАО «НЛМК» сталь марки 2412 и типоразмером 0,35×1000 производится из горячекатаного подката 0402 2,0×1100 .

С момента от складирования горячекатаных рулонов, до отгрузки потребителю металл проходит следующие стадии обработки:

1. Подготовка горячекатаных рулонов (обрезка боковых кромок, концевых и дефектных участков горячекатаных полос).

2. Нормализация горячекатаных полос (получение необходимой структуры и её выравнивание по длине полосы).

3. Травление (удаление окалины с поверхности полосы).

4. Холодная прокатка на четырёхклетевом стане 1400 (получение конечной необходимой толщины).

5. Подготовка холоднокатаных рулонов (обрезка утолщенных концевых и дефектных участков холоднокатаных полос).

6. Термообработка (обезуглероживающе-рекристаллизационный и рекристаллизационный отжиг) и нанесения электроизоляционных покрытий.

7. Дрессировка производится для придания необходимой шероховатости и обеспечения высоких свойств отделки поверхности.

8. Селективный отбор рулонов и участков рулонов, соответствующих повышенной точности проката и первому классу отделки поверхности.

9. Упаковка и отгрузка готовой продукции.

На агрегате подготовки горячекатаных рулонов производится обрезка боковых кромок и утолщенных концов (около 10м), вырубка дефектов, образовавшихся в процессе горячей прокатки.

В агрегате нормализации происходит получение необходимой структуры и размера зерна и их выравнивание по длине полосы. Нормализация происходит по одному из следующих режимов (табл. 11):

Таблица 13. Режимы термообработки горячекатаного подката

Параметры	Номер режима
	9	10	11	12
Скорость движения полосы в печи, м/мин	20	25	25	30
Натяжение полосы, кН	5	5	5	5
Температура в зоне 1, ºС	890	920	970	980
Температура в зоне 1, ºС	890	920	970	980
Температура в зоне 1, ºС	890	920	970	980
Температура в зоне 1, ºС	890	920	970	980
Температура в зоне 1, ºС	810	810	860	860
Температура в зоне 1, ºС	810	810	860	860
Температура в зоне 1, ºС	810	810	860	860
Температура полосы в конце зоны камеры охлаждения 1,2, ºС	не регламентировано
Расход защитного газа в камере выдержки, м^3/ч	400 - 800

В непрерывном травильном агрегате травление металла производят по «каскадному» методу в травильной ванне, состоящей из пяти секций. Раствор соляной кислоты в кислотные секции ванны травления подают насосами из складских резервуаров блока химических установок (БХУ) ПДС. Первоначально раствор соляной кислоты подают в кислотную секцию № 5, с которой перетоком, против движения полосы, травильный раствор поступает в предыдущие кислотные секции (№№ 4, 3, 2 и 1). Каждая из пяти секций имеет индивидуальную систему нагрева и циркуляционную систему. Отработанный травильный раствор откачивают из кислотной секции № 1 на участок регенерации. Между кислотными секциями травильной ванны, а также между ванной травления и ванной промывки, установлены отжимные гуммированные ролики для предотвращения переноса движущейся полосой травильного раствора из секции в секцию. Рулоны стали марки 0402 перед задачей на разматыватель, подогревают по кромкам в проходной печи с газовым подогревом при температуре (300 ± 50) ºС для повышения пластичности металла.

Таблица 14. Режимы обработки полосы марки 0402 в НТА

Параметры	Номинальное значение параметра	Пределы применения параметра
Скорость полосы в линии травления, м/мин	120	±30
Температура травильных растворов в ваннах травления, ^оС	75	±10
Массовая концентрация суммарной соляной кислоты в 5-й по ходу полосы ванне травления, г/дм^3	190	±20
Массовая концентрация общего железа в 5-й по ходу полосы ванне травления, г/дм^3	20	±10
Массовая концентрация общего железа в 1-й по ходу полосы ванне травления, г/дм^3	90	не более
Массовая концентрация суммарной соляной кислоты в первой по ходу полосы ванне травления, г/дм^3	190	±20
Массовая концентрация суммарной соляной кислоты в 1-й по ходу полосы секции ванны промывки, не более, г/дм^3	5	-
Массовая концентрация общего железа в 1-й по ходу полосы ванне промывки, не более, г/дм^3	2	-
Массовая концентрация суммарной соляной кислоты в 4-й по ходу полосы секции ванны промывки, не более, мг/дм^3	20	-

После травления полосу промывают от остатков травильного раствора в четырехсекционной противоточной промывочной ванне. Тип промывки каскадный, струйный. Промывку производят путём распыления на полосу промывной воды через систему коллекторов. На выходе промывных каскадов полосу отжимают гуммированными роликами, которые предотвращают перенос промывной воды из секции в секцию. В третьей секции ванны промывки полосу очищают с помощью щеточно-моечной машины с четырьмя капроновыми щетками. Щеточные валы прижимают к полосе при помощи прижимного механизма с ручным приводом. Контроль степени прижатия щеток к полосе осуществляет травильщик НТА. Подачу промывной воды на завершающую стадию промывки полосы после травления осуществляют в 4-ю секцию промывной ванны из отдельного бака при помощи циркуляционного насоса.

Холодная прокатка осуществляется на четырехклетьевом непрерывном стане холодной прокатки «1400». При прокатке стали марки 0402 производят подогрев рулонов в туннельной печи при температуре (350±50) ºС для повышения пластичности металла. Время нагрева не менее 20 минут.

Таблица 15. Режимы холодной прокатки стали 2412 на четырехклетевом стане «1400»

Параметры	Значение	Пределы изменения уставки, %
Натяжение полосы на входе в 1-ю клеть, кН	80-90
Натяжение полосы между клетями 1-2, кН	250	±15
Натяжение полосы между клетями 2-3, кН	185	±10
Натяжение полосы между клетями 3-4, кН	135	±15
Натяжение полосы на моталке, кН	35	±10
Толщина полосы на входе в 1-ю клеть, мм	2,00	±10
Толщина полосы на выходе из 1-ой клети, мм	1,25	±10
Толщина полосы на выходе из 2-ой клети, мм	0,75	±10
Толщина полосы на выходе из 3-ой клети, мм	0,48	±10
Толщина полосы на выходе из 4-ой клети, мм	0,35	±10

Продолжение таблицы 15. Режимы холодной прокатки стали 2412 на четырехклетевом стане «1400»

Параметры	Значение	Пределы изменения уставки, %
Относительное обжатие в 1-й клети, %	37,5	±10
Относительное обжатие в 2-й клети, %	40,0	±10
Относительное обжатие в 3-й клети, %	36,0	±10
Относительное обжатие в 4-й клети, %	27,1	±10
Скорость полосы после 1-й клети, м/мин	170	±10
Скорость полосы после 2-й клети, м/мин	285	±10
Скорость полосы после 3-й клети, м/мин	445	±10
Скорость полосы после 4-й клети, м/мин	610	±10

На агрегате подготовки холоднокатаных рулонов производится обрезка боковых кромок, вырубка дефектов, образовавшихся в процессе холодной прокатки.

В агрегатах непрерывного отжига и нанесения электроизоляционного покрытия происходит обезуглероживающий и рекристаллизационный отжиг и нанесение покрытий. Очистку полосы от технологических смазок в линии АНО производят с помощью установки обезжиривания в следующей последова-тельности:

- обезжиривание полосы окунанием в обезжиривающий раствор;

- очистка полосы с помощью щеточно-моечной машины;

- промывка полосы в промывочной ванне;

- сушка полосы горячим воздухом.

Скорость транспортировки полосы для стали марок 0402 выбирают по максимальному значению результатов содержания углерода в холоднокатаной стали от начала и конца рулона:

при С_х/к ≤ 0,0060 % (режим № 62) – (35+5) м/мин;

при С_х/к > 0,0060 % (режим № 65) – (25+7) м/мин;

Натяжение полосы в печи АНО при термической обработке электротехнической изотропной стали 1- 4 групп легирования составляет для толщины ≤ 0,65 мм не более 2500 Н. При этом превышение натяжения на выходе из печи над входом не более 400 Н.

Вытяжка полосы на 1 погонный метр должна быть не более 6 мм для всех марок стали.

Таблица 16. Режимы термообработки стали марки 2412

Зона печи	Температура, ^оС
	По режиму 62	По режиму 65
1	830	830
2	830	830
3	830	830
4	830	830
5	830	830
6	900	830
7	950	830
8	1000	830
9	1050	830
10	1050	880
11	1050	900
12	1050	900
13	1050	900
14	1050	1050
15	1050	1050
16	1050	1050
17	1050	1050

Диапазон регулирования в каждой зоне +30 ^оС.

После производится селективный отбор рулонов и участков рулонов, соответствующих повышенной точности проката и первому классу отделки поверхности, упаковка и отправка заказчику.

12