Патент на изобретение №2209846

(54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ГОРЯЧЕГО ЦИНКОВАНИЯ ПОЛОСЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий из цинка, алюминия и их сплавов на изделия, в частности на наружную поверхность полосы. Способ включает подготовку поверхности полосы, нанесение на нее цинкового покрытия путем погружения в ванну с расплавом цинка, удаление отходов горячего цинкования из ванны, при котором осуществляют их сбор и выемку, и последующее охлаждение полосы. В процессе создания на поверхности ванны слоя отходов горячего цинкования на упомянутый слой периодически воздействуют импульсными колебаниями. Использование изобретения обеспечивает снижение себестоимости производства горячего цинкования полосы за счет уменьшения расхода цинка.

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий из цинка, алюминия и их сплавов на изделия, в частности на поверхность полосы.

Известны способы непрерывного горячего цинкования полосы по книге Е.В. Проскурина “Цинкование”, Москва, “Металлургия”, 1988г., стр. 175-215, УДК 669.586.5, включающие подготовку поверхности полосы, нанесение на нее цинкового покрытия путем погружения в ванну с расплавом цинка, удаление отходов горячего цинкования из ванны и последующее охлаждение оцинкованной полосы. Упомянутый процесс удаления отходов горячего цинкования (дросса) сводится к их сбору с поверхности расплава и дальнейшей переработке в специальных агрегатах.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом), по мнению авторов, является способ отделения металлического цинка от дросса в ванне для горячего цинкования по заявке Японии 432544, кл. С 23 С 2/06, 04.02.1992. Из описания заявки следует, что при цинковании полосы путем погружения ее в ванну с расплавом цинка на поверхности расплава образуется дросс (отходы горячего цинкования), который собирают в специальное приспособление, находящееся в верхней части ванны с образованием в нем увеличенного по высоте слоя дросса с последующим его нагревом и выемкой из ванны цинкования.

Недостатком известного технического решения является то, что для дополнительного извлечения цинка из дросса, собранного с поверхности расплава в специальное приспособление, расположенное в верхней части ванны, необходимо использовать дополнительные энергетические источники. Вместе с этим, при вычерпывании дросса вместе с ним захватывается и расплавленный цинк, что ведет к его потерям в ванне цинкования и как следствие – загрузка в последнюю дополнительных цинковых слитков. А это в свою очередь способствует увеличению расхода цинка, увеличению затрат на электроэнергию по расплавлению слитков, уменьшению температуры расплава в ванне цинкования, что может негативно отразиться на качестве цинкового покрытия полосы. Переработка самого дросса по извлечению цинка также потребует дополнительных энергетических затрат. Все вышеперечисленные недостатки способствуют увеличению себестоимости процесса горячего цинкования полосы.

Задача, на решение которой направлено техническое решение, – снижение себестоимости процесса горячего цинкования полосы за счет уменьшения расхода цинка. При этом достигается получение такого технического результата, как снижение энергетических затрат по переработке отходов горячего цинкования.

Вышеуказанные недостатки исключаются тем, что в способе непрерывного горячего цинкования полосы, включающем подготовку поверхности изделия, нанесение на него цинкового покрытия путем погружения в ванну с расплавом цинка, удаление отходов горячего цинкования из ванны, при котором осуществляют их предварительный сбор и выемку, и последующее охлаждение оцинкованной полосы, перед выемкой отходов горячего цинкования на последние периодически воздействуют импульсными колебаниями.

Способ осуществляется следующим образом. Подготовку поверхности полосы ведут обработкой ее в щелочной среде с последующей промывкой, удалением влаги и сушкой горячим воздухом. Затем осуществляют термическую обработку полосы в печи отжига агрегата непрерывного горячего цинкования в среде азотно-водородного газа. Нанесение на полосу цинкового покрытия производят погружением полосы в ванну с расплавом цинка. В процессе горячего цинкования полосы на поверхности расплава образуется слой дросса (отходы горячего цинкования), который необходимо удалять. Удаление дросса осуществляется его выемкой с поверхности расплава с помощью специнструмента в специальное устройство, расположенное в верхней части ванны. Перед выемкой на дросс (отходы) периодически воздействуют импульсными колебаниями. Источником импульсных колебаний может служить возмущающая сила исполнительного органа, например вибратора или специального инструмента. Так как дросс имеет губчатую структуру, то цинк располагается именно в его порах. Сила поверхностного натяжения цинка в порах дросса не дает возможности образовываться каплям цинка. Воздействие же импульсных колебаний на поверхность дросса способствует преодолению сил поверхностного натяжения цинка, находящегося в дроссе, что приводит к образованию капель цинка и их отеканию в расплав, находящийся в ванне. Затем при помощи черпака производят выемку дросса и последующую погрузку в изложницу, стоящую около ванны цинкования. После выхода полосы из ванны горячего цинкования охлаждение изделия осуществляют при помощи устройства типа туманного охладителя и последующего ее охлаждения водой в специальном баке.

Пример.

В листопрокатном производстве НЛМК на агрегате непрерывного горячего цинкования обработке подвергалась полоса, полученная из стали марки 08Ю по ГОСТ 9045. Подготовку полосы проводили следующим образом. Обезжиривание полосы вели в щелочной среде, при температуре раствора 70-80^oС, промывку полосы в ванне горячей промывки при температуре воды 85^oС, удаление влаги с поверхности полосы при помощи отжимных роликов, сушку полосы горячим воздухом, после чего проводили отжиг полосы в печи отжига АНГЦ в среде защитного азотно-водородного газа при температуре 850-440^oС. Нанесение цинкового покрытия на полосу проводили путем ее погружения в расплав цинка, находящийся в ванне цинкования, температура расплава 460^oС. Излишне нанесенный цинк сдували с полосы струей воздуха. Удаление отходов горячего цинкования (дросса) проводили следующим образом. При помощи ручного скребка дросс собирали с поверхности расплава в сборник, представляющий собой ловушку с бортами и расположенный в ванне цинкования на ее поверхности. По мере заполнения сборника высота слоя дросса увеличивалась. При достижении высоты слоя дросса в пределах 15-30 мм над поверхностью расплава сбор его прекращали. Затем на упомянутый слой накладывали импульсные колебания (например, воздействовали пневмовибратором с частотой 120-140 колебаний в минуту и амплитудой 6 мм) с периодичностью три и паузой десять секунд в течение 1,5 минуты. Затем производили выемку дросса при помощи черпака и последующую погрузку в изложницу, стоящую около ванны цинкования. После выхода полосы из ванны горячего цинкования охлаждение полосы проводили с помощью устройства типа туманного охладителя, на форсунки которого подавалась вода с расходом 0,2-0,3 м³/ч и воздух, а на последнем этапе полоса охлаждалась водой в специальном баке.

Как показала опытная реализация предложенного способа, содержание цинка в слитке дросса снизилось в среднем на 23% по сравнению с содержанием цинка в слитках дросса, получаемых по известному способу. Вместе с этим уменьшилось количество цинковых слитков, задаваемых в ванну цинкования, а также электроэнергии для их расплавления, следствием чего является снижение себестоимости процесса цинкования, кроме того, снизились энергозатраты по переработке дросса.

Формула изобретения

Способ непрерывного горячего цинкования полосы, включающий подготовку поверхности изделия, нанесение на него цинкового покрытия путем погружения в ванну с расплавом цинка, удаление отходов горячего цинкования из ванны, при котором осуществляют их сбор и выемку, и последующее охлаждение оцинкованной полосы, отличающийся тем, что перед выемкой отходов на последние периодически накладывают импульсные колебания.