На образование дефекта «пригар эмульсии» (см. Рисунок 6) при производстве жести оказывают влияние следующие факторы, связанные с использованием технологической смазки:
наличие на поверхности полосы значительного количества эмульсии
высокая концентрация эмульсола в эмульсии
наличие в эмульсии большого количества минеральных масел и механических примесей
использование эмульсии с низкой моющей способностью
Кроме того, на образование дефекта «пригар эмульсии» существенное влияние оказывает не только используемая смазка, но и тепловой режим работы стана и процесс удаления остатков эмульсии после прокатки (сдув). Количество пятен в виде «пригара» увеличивается при температуре рабочих валков более 80оС. В этих условиях в очаге деформации развиваются температуры (более 250оС), при которых происходит термическое разложение смазки и пригорание продуктов разложения к поверхности полосы.
Высокие обжатия в последних клетях стана холодной прокатки также способствуют образованию дефекта «пригар эмульсии». При невозможности регулирования режимов обжатий использование смазок с хорошим коэффициентом трения и высокой термической устойчивостью поможет снизить количество и протяженность данного дефекта, но не исключить его полностью.
Устранение дефекта:
Для исключения образования дефекта «пригар эмульсии» необходимо:
при прокатке использовать смазки с высокой термической устойчивостью
произвести ревизию и при необходимости реконструкцию системы смазки и охлаждения валков, а так же системы сдува
снизить загрузки на последние клети стана холодного проката по обжатиям
обеспечить требуемую концентрацию эмульсии
не допускать превышения содержания в эмульсии механических примесей и свободных масел
обеспечивать качественное удаление эмульсии с полосы после прокатки
исключить попадание в эмульсионную систему посторонних минеральных масел
Рис.6 Пригар эмульсии.
Характеристика дефекта «Коррозия пятнами»:
Дефект поверхности холоднокатаного металла, представляющий собой рыжевато-коричневые пятна с рыхлой структурой окислов железа. Дефект имеет различные оттенки:
слабо выраженный (желтый налет) дефект в виде серых точек, диаметром до 1 мм. При протирании ветошью дефект удаляется c поверхности холоднокатаной отожженной полосы
менее выраженный в виде точек коричневого цвета диаметром 1-2 мм. При протирании ветошью дефект частично удаляется с поверхности холоднокатаной отожженной полосы
ярко выраженный в виде точек темного коричневого цвета диаметром 1-2 мм на фоне желтого налета. При протирании ветошью дефект не удаляется с поверхности холоднокатаной отожженной полосы
Рентгеноструктурный анализ показывает наличие в точках дефекта окислов железа (Fe2 O3 и Fe3O4) от остатков влаги, что однозначно характеризует его как коррозию. В местах, где имеется желтый или желто-коричнвый налет, обнаружены остатки углерода от масла, что классифицирует его как пригар эмульсии.
Данный дефект в основном проявляется на холоднокатаной термообработанной полосе (после отжига стали). Отмечается в большей степени на околошовных участках (зона наиболее нестабильного процесса прокатки стали) в виде продольных полос (см.рисунок ниже).
Рис.7 Коррозия пятнами.
Причины возникновения дефекта:
Технологические и физические факторы, влияющие на образование дефекта «коррозия пятнами»:
технологические режимы подачи смазочно-охлаждающей жидкости (эмульсии) в прокатные клети стана холодной прокатки металла (давление, расход и температура эмульсии)
технологические режимы прокатки металла (давление металла на валки, обжатия, скорость прокатки)
физические характеристики холоднокатаной полосы смотанной в рулон (температура после прокатки, наличие эмульсии на полосе при прокатке)
технологические параметры воздуха и работа системы сдува остаточной эмульсии (влажный воздух, низкое давление воздуха в системе, засорённость воздушных форсунок (сопел) и трубопроводов и др.)
неудовлетворительное состояние отбойников последней клети стана
процесс термообработки стали в защитном газе (отжиг стали), содержащем повышенное количество окиси углерода (более 1-1,5 %) и метана
Физика процесса защиты холоднокатаной полосы от воздействия дефекта «коррозия пятнами» :
Формирование защитной среды на границе «металл – воздух» происходит следующим образом. При прокатке металла в первых наиболее загруженных клетях стана холодной прокатки на полосе образуется максимальное количество отложений в виде прокатного масла и механических примесей (продукты истирания прокатываемой полосы и валков образующихся в процессе прокатки). В последней, мало загруженной прокатной клети стана холодной прокатки данные отложения удаляются малоконцентрированной эмульсией (0,5-0,7 %).
Эффективность очистки холоднокатаной полосы, зависит от расхода и давления, подаваемой на стан эмульсии. При этом слабоконцентрированная эмульсия, подаваемая в последнюю клеть стана, формирует масляную микропленку, которая вытесняет влагу на границе с металлом. Равномерность этой масляной пленки, безусловно, зависит от температуры эмульсии, её физико-химических параметров и распределения подачи эмульсии на полосу. Далее, находящиеся на поверхности полосы остатки влаги должны удаляться системой сдува, располагающейся за последней клетью стана холодной прокатки. Качество этого процесса зависит от давления, влажности и температуры воздуха в системе сдува. Наиболее эффективным является использование в системе сдува сухого воздуха с точкой росы не менее -30 ºС. При отсутствии возможности использования сухого воздуха, оптимальным вариантом является повышение температуры воздуха в системе сдува до температуры, близкой к температуре холоднокатаной полосы, сматываемой в рулон после прокатки металла (80-100 ºС).
В процессе термообработки стали (колпаковый отжиг стали) холоднокатаного проката с равномерной масляной пленкой и малым содержанием механических примесей первоначально происходит испарение (при t=100 оС) не удаленных остатков влаги. Затем при t=200-300 оС начинается возгонка масляной составляющей с поверхности холоднокатаной полосы.
Способы устранения дефекта:
Соблюдение нижеприведенных мероприятий позволит минимизировать образование дефекта «коррозия пятнами» на холоднокатаной полосе:
температура эмульсии, подаваемая непосредственно в прокатные клети стана должна быть не менее 48 оС
чистота форсунок (сопел) коллекторов и трубопроводов подвода сжатого воздуха системы сдува остаточной эмульсии
своевременная замена или ревизия системы отбойников последней прокатной клети стана холодной прокатки металла
обеспечение теплового баланса стана, обеспечивающего температуру холоднокатаной полосы, смотанной в рулон, после прокатки металла на уровне >100 оС
давление подаваемой эмульсии непосредственно в прокатные клети стана должно быть не менее 2.0 bar
подача сухого воздуха в систему сдува остаточной эмульсии с обеспечением точки росы не менее -30 ºС. В случае отсутствия возможности использования сухого воздуха, оптимальным вариантом является повышение температуры воздуха в системе сдува до температуры не менее 80 ºС (оптимально 100 0С)
давление воздуха в системе сдува поддерживать на уровне не менее 4.0 bar.