РАЗДЕЛ 11. ПРОИЗВОДСТВО ЖЕСТИ
Общие положения
По-английски жесть – tinplate, по-французски – fer blanc, по-немецки – weib blech. То есть, понятие о жести сочетается с представлением о тонком стальном листе с «белым» (оловянным) покрытием.
Вплоть до XIX в. белую жесть использовали, главным образом, для изготовления домашней утвари, украшений и в ряде случаев при строительстве. Лишь в начале XIX в. появился постоянный крупный потребитель жести - консервная промышленность. До 40-х годов прошлого столетия жесть производили методом горячей пакетной прокатки, а оловянное покрытие наносили методом горячего лужения. В 40-х годах были заложены основы современной технологии получения подката для жести на ШСГП и дальнейшей холодной прокатки на СХП.
Крупнейшим производителем и потребителем жести являются США (примерно 30% от общего мирового производства и потребления), а крупнейшим экспортером жести является Япония. Всего в мире выпускается примерно 16 млн. т в год жести на стальной основе. В настоящее время рынок жести насыщен. Наблюдается некоторый спад ее производства в тоннах по следующим причинам:
– постоянного снижения средней толщины жести;
– серьезной конкуренции со стороны алюминиевой жести и пластмасс.
Сортамент
В мире производят в основном жесть из малоуглеродистой стали с защитными покрытиями оловом (белая жесть), хромом и алюминием, а также черную жесть в объеме примерно 30% от общего объема производства белой жести.
Номинальная толщина жести, выпускаемой в Великобритании (BS 2920-73) равна 0,17-0,31 мм (интервал толщин 0,01 мм). Для США (ASTM Ф623-72) эта величина составляет 0,127-0,378 мм (интервал толщин 0,013-0,015 мм), а для Японии - 0,15-0,50 мм. Ширина жести, в основном, 560-940 мм, в редких случаях - до 1200 мм.
В России жесть изготавливают толщиной 0,20-0,36 мм. Предельные отклонения по толщине и разность толщин в разных точках листа или полосы приведены ниже
| Толщина металла, мм | 0,18 | 0,20-0,28 | 0,32 | 0,36 |
| Предельные отклонения, мм | (+0,01)¸(-0,02) | ±0,02 | ±0,02 | |
| Наибольшая разность толщины в разных листах и на 1 м полосы, мм | 0,01 | 0,02 | 0,02 | 0,03 |
В США жесть поставляют с точностью размеров по толщине 10% от номинальной величины, для ответственных назначений с точностью 5%. По стандартам DIN 1540-70 и ISO 1111/1-1983 жесть поставляется с точностью ±8,5%. Основными характеристиками свойств жести, определяющими способность последней к штампуемости и другим видам механической обработки, являются твердость и глубина лунки по Эриксену.
Потребители
Консервная промышленность, радиотехническая, электротехническая, химическая и легкая промышленности, машиностроение, приборостроение, широко применяют жесть для изготовления различных видов тары.
При поставке жести в листах-карточках их длина 457-1829 мм. Производится поставка жести и в рулонах.
В зависимости от способа прокатки жести и ее термической обработки, жесть делят на три группы с разделением в этих группах по твердости, определяемой по шкале HR30
1. Жесть одинарной прокатки на непрерывном стане с последующим отжигом в колпаковых печах. При этом по твердости жесть делят на шесть групп: Т-1; Т-2; Т-3; Т-4; Т-5; Т-6. Твердость жести по этим группам равна соответственно 49±3; 53±3; 57±3; 61±3; 65±3; 70±3 по шкале HR30Т.
2. Жесть одинарной прокатки на непрерывном стане с последующим отжигом в АНО делится по твердости на группы: Т-4-СА; Т-5-СА; Т-6-СА с твердостью соответственно 61±3; 65±3; 70±3 по шкале HR30Т.
3. Жесть повторной прокатки по схеме - прокатка на НСХП, отжиг, повторная прокатка в двухклетевом прокатно-дрессировочном стане делится на 3 группы: DR-8, DR-9 и DR-10 с твердостью соответственно 73, 76 и 80 по шкале HR30Т.
По международным стандартам ISO и Euronorm жесть одинарной прокатки по твердости также делится на шесть групп: Т50; Т52; Т57; Т61; Т65; Т70. Этим группам соответствует твердость до 52; 
; 
; 
; 
; 
по шкале HR30T. Указанные нормы твердости жести практически совпадают с нормами Т-1; Т-2; Т-3; Т-4; Т-5; Т-6 по ASTM.
Твердость жести одинарной прокатки по ГОСТ 13345-85 должна соответствовать нормам, приведенным в табл.40, а глубина лунки по Эриксену - значениям, приведенным в табл.41.
Жесть повторной прокатки электролитического лужения осуществляли в соответствии с требованиями ТУ 14-1-4243-87.
Таблица 40
Твердость жести по ГОСТ 13345-85
| Степень твердости | Твердость по Супер-Роквеллу с применением столика | |
| алмазного (±3) | стального (±3) | |
| А1 | ||
| А2 | ||
| В | ||
| С | ||
| Д |
Таблица 41
Глубина лунки по Эриксену для консервной жести по ГОСТ 13345-85
| Номер жести | Толщина жести, мм | Глубина лунки по Эриксену (мм, не менее) для степеней твердости | ||
| А1, А2 | В | С | ||
| 0,18 | 6,2 | 5,7 | 5,2 | |
| 0,20 | 6,4 | 5,9 | 5,4 | |
| 0,22 | 6,7 | 6,2 | 5,7 | |
| 0,25 | 7,0 | 6,5 | 6,0 | |
| 0,28 | 7,4 | 6,9 | 6,4 | |
| 0,32 | 7,7 | 7,2 | 6,7 | |
| 0,36 | 8,0 | 7,5 | 7,0 |
Согласно ТУ 14-1-4243-87, жесть повторной прокатки должна иметь следующие свойства (испытания по ГОСТ 1345-85):
твердость HR30T:
на алмазном столике 70-75 ед.;
на стальном столике 76-82 ед.;
угол пружинения q = 110-133 (определяется на приборах типа Б4 СПГ ГОСТ 8.325-78;
глубина лунки по Эриксену не менее 2,5 мм.
Шероховатость поверхности черной жести одинарной и повторной прокатки, предназначенной для нанесения покрытия электролитическим способом, должна быть не более 0,63 мкм. Шероховатость жести, направляемой на горячее лужение, не регламентируется.
Отклонение от плоскостности по ГОСТ 13345-85 для жести консервной одинарной прокатки не должно превышать 5 мм, а для жести повторной прокатки - 4 мм (ТУ 14-1-4243-87). Жесть разного назначения допускает отклонение по плоскостности по 10 мм.
4. Требования к стали для производства жести
В 40-х-60-х годах прошлого века сталь для жести выплавляли главным образом в мартеновских печах, а несколько позже - в кислородных конвертерах и разливали в слитки массой 10-12 т в виде кипящих и реже полуспокойных марок стали. В дуговых электропечах металл для жести не выплавляют из-за неизбежно высокого содержания азота и примесей цветных металлов.
Мартеновское производство стали в мире практически прекращено и не может рассматриваться как база для производства жести.
Современная технология производства стали для изготовления жести ориентирована исключительно на вариант: кислородный конвертер - МНЛЗ. При этом оптимальным вариантом является конвертер, работающий при минимальном расходе лома или с заменой лома металлизированным сырьем (во избежание попадания в сталь цветных металлов) и продувкой кислородом чистотой не менее 99,5%. Сверхнизкий углерод может быть получен только при вакуумной обработке стали, а низкий фосфор - обескремниванием и дефосфорацией чугуна до содержания кремния 0,03-0,05% и фосфора 0,005-0,015%. Одновременно с дефосфорацией содержание серы в чугуне может быть получено на уровне 0,002-0,005%.
В целом целесообразная технологическая цепочка выплавки стали для жести такова:
- обескремнивание и дефосфорация чугуна на желобе доменной печи и в чугуновозном ковше вдуванием порошкообразных реагентов;
- продувка металла в конвертере по технологии максимальной дефосфорации;
- обезуглероживание на установках вакуумной дегазации;
- легирование металла металлическим марганцем и алюминием под рафинировочным шлаком и десульфурация при электродуговом обогреве и продувке аргоном.
При наличии в сортаменте менее ответственных заказов некоторые элементы технологической цепочки, относящиеся к рафинированию металла вне конвертера (кроме установки печь-ковш), на таких плавках могут быть исключены.
Разливку стали производят на МНЛЗ в слябы толщиной 200-250 мм.
5. Требования к подкату для производства жести
Заготовкой для производства жести является горячекатаный подкат с ШСГП, но требования к нему существенно жестче, чем для производства холоднокатаного листа.
Сохраняются требования по отсутствию наружных дефектов и неметаллических включений, смятия концов и складках рулонов, телескопичность не более 50 мм, предельные отклонения по толщине подката не должны превышать требований ГОСТ 19903, а разница в толщине свариваемых концов подката на НТА не должна превышать 0,1-0,15 мм. Несколько ужесточаются требования к поперечному профилю подката. Подкат должен иметь определенный уровень механических свойств и структуру металла.
Для производства жести обычно используют подкат толщиной 2-2,5 мм и выпуклость его поперечного профиля должна находиться в пределах 0,02-0,06 мм, а косина не превышать 0,03 мм.
Эти требования обусловливают целесообразность иметь длину бочки валков стана горячей прокатки близкой к длине бочки валков стана для прокатки жести. При этом следует иметь в виду, что жесть производят шириной не более 1200 мм (в подавляющем большинстве случаев до 1000 мм), что обусловливает длину бочки валков станов для производства жести 1200 или максимально 1400 мм.
Еще одним требованием к подкату для производства жести является получение его с требуемой твердостью. Во-первых, это должно обеспечить высокие пластические свойства подката для последующей холодной прокатки, а во-вторых, требуемую твердость жести (регламентирована ГОСТ 13345 в диапазоне 54-60 HR30TA). На твердость и пластические свойства подката влияет как химический состав стали (главным образом, содержание углерода и азота), так и температурно-скоростной режим прокатки подката, скорость его охлаждения на отводящем рольганге ШСГП и температура смотки. Следует иметь в виду, что требования к твердости подката несколько различаются, в зависимости от того, в каких агрегатах будет производиться отжиг жести - в АНО или в колпаковых печах, поскольку технологии отжига жести в этих агрегатах существенно различаются по скорости и продолжительности нагрева, максимальной температуре нагрева и скорости охлаждения.
Однородную феррито-цементитную структуру подката можно получать при следующих температурных режимах горячей прокатки: tч.гр. более 1070°С, tкп более 870°С.
6. Компоновочные решения цехов по производству жести
Принципиальные положения параметров технологии современного производства жести и оборудования для ее производства были разработаны в середине прошлого века. С этого времени для производства жести строят специализированные цехи различной производительности и сортамента, соответственно которым и выбирают параметры оборудования.
Цехи малой мощности на объем производства от нескольких тысяч до 100-300 тыс.т в год оснащают одним (реже двумя) одноклетевыми реверсивными станами и оборудованием для выполнения минимума необходимых технологических операций (удаление окалины, отжиг, нанесение защитных покрытий, разделка, упаковка). Возможно перенесение части этих операций в другие цехи или даже предприятия.
В цехах большой мощности (0,5-1 млн.т/год) устанавливают непрерывный пяти- или шестиклетевой стан (в последние годы – в основном шестиклетевые НСХП) и оборудование для выполнения всех технологических и вспомогательных операций производства жести. То есть в цех поступает заготовка, а из цеха выходит готовая упакованная продукция.
В большинстве случаев высокопроизводительные цехи жести сооружают на действующих металлургических предприятиях, располагающих ШСГП, производящих подкат для жести.
Оригинальное решение по размещению цеха жести было принято при его проектировании для Карагандинского металлургического комбината (КарМК). Оно заключалось в том, что цех жести примкнули к уже действующему на этом предприятии цеху холодной прокатки листа (рис.123). Было несколько положительных моментов такого решения.
Во-первых, углублялась переработка выплавляемого на комбинате металла – вместо отгрузки в качестве готовой продукции части горячекатаного листа (более дешевого) планировалось отгружать жесть (значительно более дорогую).
Во-вторых, используются уже существующие линии подачи рулонов с ШСГП-1700.
В-третьих, для травления применяются уже действующие в ЦХП НТА.
7. Общая технологическая схема производства жести
Общая принципиальная схема расположения основных агрегатов для выполнения главных технологических операций производства жести с защитными покрытиями, показана на рис.124.
В соответствии с этой схемой горячекатаные рулоны поступают в цех жести с ШСГП на склад рулонов. Охлажденные рулоны подают к НТА. После травления подкат подвергают промывке, сушке, обрезке кромок и промасливанию, и либо сматывают в рулоны, либо (при совмещенных НТА и прокатном стане) подают на жестекатальный стан непосредственно (без промежуточной смотки).
В зависимости от типа стана, производящего жесть (бесконечной или порулонной прокатки), также возможны две схемы. На станах бесконечной прокатки имеются, как правило, два разматывателя, правильные машины, ножницы поперечной резки концов подката и стыкосварочная машина и обязательно петлевой накопитель, после которого непрерывная полоса поступает в прокатный стан. На станах порулонной прокатки также имеются разматыватели, с которых полоса поступает непосредственно в прокатный стан.
|
| Рис.123. Схема расположения основного оборудования цеха холодной прокатки КарМК (ОАО «ИСПАТ-Кармет») со станами1400 (а) и 1700 (б): I – склад горячекатаных рулонов; II – вальцешлифовальная мастерская; III – помещение закалки валков; IV – склад оборудования и валков; V – мастерская ревизии подшипников; VI – отделение приготовления растворов; VII – электромашинные залы; VIII – ремонтно-механическая мастерская; IX – мастерская изготовления тары; X – склад холоднокатаных рулонов; XI – склад травленых рулонов; 1 – непрерывные травильные агрегаты; 2 – непрерывный шестиклетевой стан 1400; 3 – непрерывные агрегаты электролитической очистки полосы; 4 – колпаковые печи отжига рулонов жести; 5 – непрерывные агрегаты отжига полосы; 6 – двухклетевой стан 1400 для прокатки тончайшей жести; 7 – двухклетевой дрессировочный стан 1400; 8 – агрегаты подготовки рулонов; 9 – непрерывные агрегаты электролитического лужения; 10 – агрегат электролитического хромирования; 11 – агрегат вакуумного алюминирования; 12 – агрегат электролитической очистки тончайшей жести; 13, 27 – агрегаты поперечной резки; 14 – агрегат упаковки пачек жести; 15 – агрегат упаковки пачек жести и листов; 16 – агрегат упаковки рулонов; 17 – агрегаты сортировки; 18 – ножницы; 19 – весы; 20 – стенды для охлаждения рулонов после отжига; 21 – передаточные тележки; 22 – транспортер горячекатаных рулонов; 23 – конвейеры протравленных рулонов; 24 – непрерывный пятиклетевой стан 1700; 25 – колпаковые печи для отжига рулонов; 26 – дрессировочный стан 1700; 28 – агрегаты резки некондиционных листов; 29 – агрегаты продольной резки; 30 – агрегат упаковки узких рулонов; 31 - агрегат упаковки рулонов; 32 – агрегаты упаковки пачек листов |
|
| Рис.124. Схема расположения основных технологических агрегатов для производства жести с защитными покрытиями: 1 – тележка с горячекатаными рулонами; 2 – непрерывный травильный агрегат; 3 – шестиклетевой стан; 4 – агрегат электролитической очистки; 5 – колпаковые печи; 6 – агрегат непрерывного отжига; 7 – стан холодной прокатки тонкой и особотонкой жести; 8 – дрессировочный стан; 9 – агрегат подготовки полосы; 10 – линия электролитического лужения; 11 – линия хромирования; 12 – линия вакуумного алюминирования; 13 – агрегаты резки рулонов черной жести на листы; 14 – агрегаты резки полос (рулонов) жести с защитными покрытиями на листы; 15 – стенды сортировки и упаковки готовой продукции |
Прокатанная до требуемой толщины полоса обязательно проходит электролитическую очистку либо в отдельном агрегате (см. рис.124, поз. 4), которые применяют, если отжиг металла производят в колпаковых печах, либо в агрегате непрерывного отжига (см. рис.124, поз. 6), в головной части которого установлено оборудование для очистки полосы от технологической смазки перед ее поступлением в камеры нагрева. После термической обработки металла смотанные в рулоны полосы попадают либо в стан холодной прокатки тонкой и особотонкой жести, либо в дрессировочный стан.
Черную жесть после дрессировки как в рулонах, так и разделанную на листы, упаковывают и отгружают как готовую продукцию (см. рис.124, поз.13).
Тонкую, сверхтонкую и черную жесть, предназначенную для нанесения покрытий, пропускают через агрегат подготовки полосы и направляют к соответствующему агрегату защитных покрытий (см. рис.124). В состав большинства из них входят и агрегаты разделки и упаковки уже готовой продукции, либо имеются отдельные агрегаты.
В обоих вариантах существует обязательный контроль всех предусмотренных стандартами или техническими условиями показателей качества продукции.
8. Прокатные станы для производства жести
Для прокатки жести применяют пяти- или шестиклетевые НСХП. В редких случаях при малых объемах производства – реверсивные станы.
Современными станами для прокатки жести следует считать шестиклетевые станы. Таким станом, в частности, является стан 1400 ОАО «ИСПАТ-Кармет».
Стан 1400 предназначен для прокатки жести и тонких полос из марок стали 08кп, 10кп, 08пс. На стане возможен бесконечный (основной) или порулонный режимы прокатки. Схема расположения основного оборудования стана 1400 приведена на рис.125.
| |||
| Рис.125. Схема расположения основного оборудования стана бесконечной прокатки 1400 ОАО «ИСПАТ-Кармет»: 1 – разматыватели №1 и №2; 2 – тянущие ролики; 3 – стыкосварочная машина; 4 – натяжное устройство №1; 5 – направляющие ролики; 6 – петлевое устройство; 7 – барабан; 8 – поворотные ролики; 9 – натяжное устройство №2; 10 – натяжное устройство №3; 11 – петлевая яма; 12 – разматыватель №3; 13 – гильотинные ножницы; 14 – правильно-тянущая машина; 15 – непрерывная группа рабочих клетей; 16 – проводковые столы; 17 – измеритель натяжения полосы; 18 – измеритель толщины полосы; 19 – натяжные ролики; 20 – летучие ножницы; 21 – моталки |
В головной части стана имеется загрузочный конвейер (на рис.125 не показан), на котором могут быть размещены три рулона. Загрузочный конвейер обеспечивает передачу рулонов на тележку загрузочного устройства. За загрузочным конвейером установлен механизм удаления обвязочной ленты и загрузочной устройство, содержащее тележку для приема рулонов и передачу их к разматывателям (на рис.125 не показаны).
| Техническая характеристика стана 1400 ОАО «ИСПАТ-Кармет» | |
| Размеры подката, мм: толщина................................ | 1,8-3 |
| ширина................................. | 700-1250 |
| Диаметр рулона, мм.......................... | 750/1500-2200 |
| Масса рулона, т.............................. | <30 |
| Размеры готовых полос, мм: толщина................................ | 0,16-0,60 |
| ширина................................. | 700-1250 |
| Скорость прокатки, м/с: заправочная............................. | 0,75 |
| максимальная........................... | |
| При проходе сварного шва................ | <16 |
| при разрезании полосы и заправке конца полосы в моталку........................ | 2-8 |
| Темп изменения скорости прокатки, м/с: При ускорении.......................... | 2,5 |
| При замедлении......................... | |
| Диаметры бочки валков, мм: рабочих................................ | |
| опорных................................ | |
| Длина бочки валков, мм....................... | |
| Сечение стоек станины, мм.................... | 705´800 |
| Максимальная сила прокатки, МН.......... | |
| Нажимное устройство: диаметр нажимного винта, мм............. | |
| ход винта, мм........................... | |
| скорость перемещения винта, мм/мин....... | 26,4-50 |
| диаметр поршня ГНУ, мм................. | |
| ход поршня, мм.......................... | |
| давление жидкости, Па................... | 314,8×105 |
| Проектная мощность, тыс.т/год................. |
Разматыватели обеспечивают строгое центрирование рулонов по оси стана и создание натяжения в процессе размотки. Каждый разматыватель оснащен механизмом отгибки (скребкового типа) и подачи переднего конца полосы в листоправильную машину. В листоправильной машине правят передний и задний концы полосы перед стыковой сваркой (на рис.125 не показана).
В стыкосварочной машине производят сварку концов полос (сечением 1,2¸6´600¸1350 мм) и удаление грата. За стыкосварочной машиной расположено натяжное устройство №1, состоящее из трех приводных роликов диаметром 1000 мм с индивидуальным приводом и двух прижимных роликов. Это устройство обеспечивает натяжение полосы при сварке концов и перед петлевым накопителем.
Входная часть линии стана включает натяжные устройства №2 и 3, по конструкции аналогичные петлевому устройству №1, разделенные петлевой ямой. Петлевая яма между натяжными устройствами №2 и 3, в которой полоса транспортируется без натяжения, позволяет осуществить развязку по натяжению головной и входной частей стана бесконечной прокатки. Разматыватель №3 и правильно-тянущая машина установлены перед шестиклетевым станом 1400. Между правильно-тянущей машиной и первой клетью стана находятся гильотинные ножницы с гидравлическим приводом для разрезания полосы при перевалках рабочих и опорных валков и вырезки, при необходимости, сварных швов.
В линии стана установлено шесть идентичных четырехвалковых клетей. Все клети шестиклетевого стана 1400 оборудованы комбинированным нажимным механизмом, включающим электромеханическое нажимное устройство с приводом нажимных винтов от электродвигателей для установки межвалкового зазора и гидравлическое нажимное устройство (ГНУ), состоящее из двух гидроцилиндров, размещенных под подушками нижних опорных валков и служащих для регулирования силы прокатки. ГНУ обеспечивает высокую скорость и точность перемещения валков при регулировании толщины, а электромеханические устройства используют при настройке клетей, перестройке их на новый размер полос и при перевалках валков.
Опорные валки шестиклетевого стана 1400 установлены в гидростатодинамических подшипниках жидкостного трения (ПЖТ) с упорным узлом качения, рабочие валки – на подшипниках качения.
С целью регулирования плоскостности полосы все клети шестиклетевого стана 1400 оснащены устройствами дополнительного изгиба и противоизгиба рабочих валков. Гидроцилиндры дополнительного изгиба установлены в подушках опорных валков и предназначены для устранения коробоватости жести. Устранения волнистости полос добиваются при помощи гидроцилиндров противоизгиба, размещенных в плитовине станины.
В межклетевых промежутках установлены пресс-проводковые столы для выпуска заднего конца полосы с натяжением и предотвращения окова валков.
Выходная часть стана обеспечивает смотку прокатанных рулонов, транспортирование их от стана, инспекционную проверку качества поверхности полосы. За последней клетью стана установлена натяжная станция, которая обеспечивает поддержание переднего натяжения в последней клети в период реза полосы и заправки переднего конца на барабан моталки. Рез полосы осуществляется барабанными летучими ножницами для деления полосы после намотки рулона.
За ножницами по ходу прокатки установлены две моталки.
Стан 1400 оснащен АСУ ТП, связанной с локальными системами автоматического регулирования. Для контроля за ходом технологического процесса и работой отдельных приборов и механизмов в линии стана установлены датчики, информация с которых поступает на управляющую вычислительную машину (УВМ). Стан управляется с центрального поста управления (ЦПУС) и рабочих мест у клетей. В ЦПУСе задается программа прокатки, осуществляется управление механизмами стана и технологическими системами в автоматическом и полуавтоматическом режимах, управление станом во всех скоростных режимах, управление локальными системами, контроль технологических параметров стана и электрических параметров главного привода, контроль запаса полосы в петле-аккумуляторе, управление станом с помощью УВМ во всех предусмотренных режимах. С постов управления на клетях предусмотрено управление скоростными режимами стана, управление нажимными винтами, механизмами установки валков, центрирующими роликами, проводковым столом и другими сервисными устройствами.
9. Технология производства жести
Травление подката для производства жести производят в НТА, аналогичных действующим в цехах холодной прокатки листа.
Режим обжатий при прокатке жести в шестиклетевых станах характеризуется пониженными величинами относительного обжатия в первой клети, одинаковой величиной относительного обжатия во второй-пятой клетях и повышенными величинами относительного обжатия в клети 6 (табл.42).
Таблица 42
Режимы обжатий при прокатке жести на НСХП 1400
при толщине подката 2,4 мм
| Номер клети | Относительное обжатие, % | Сила прокатки, МН | Переднее натяжение полосы, кН | Ток двигателей главного привода, кА |
| Жесть толщиной 0,18-0,22 мм | ||||
| 25-30 | 8-11 | 250-270 | 0,2-0,6 | |
| 30-40 | 8-12 | 130-150 | 0,6-1 | |
| 30-40 | 8-11 | 100-120 | 0,8-1,2 | |
| 30-40 | 8-10 | 70-80 | 1,2-1,5 | |
| 30-40 | 8-12 | 50-60 | 1,4-1,6 | |
| 35-60 | 10-13 | 20-30 | 1,4-1,8 | |
| Жесть толщиной 0,25-0,36 мм | ||||
| 25-30 | 8-11 | 250-270 | 0,2-0,6 | |
| 30-40 | 8-12 | 130-150 | 0,6-1 | |
| 30-40 | 8-11 | 100-120 | 0,8-1,2 | |
| 30-40 | 8-10 | 70-80 | 1,2-1,5 | |
| 30-40 | 8-12 | 50-60 | 1,4-1,6 | |
| 35-40 | 8-12 | 20-30 | 1,4-1,8 |
Исследования, выполненные на стане 1400, показали, что процесс прокатки полос с малыми обжатиями в клети 6 имел ряд недостатков. Во-первых, отсутствие обжатия в клети не позволяло регулировать толщину полосы изменением скорости только в клети 6 из-за низкого коэффициента передачи Dh 6 / DV 6 (где Dh 6 – изменение толщины полосы, а DV 6 – изменение скорости прокатки в 6-й клети стана). Поэтому регулирование толщины осуществляли синхронным изменением скоростей прокатки в клетях 5 и 6. Натяжение полосы между этими клетями поддерживали постоянным путем коррекции скорости в клети 6. При такой схеме затруднялось регулирование толщины прокатываемых полос из-за большого транспортного запаздывания. Во-вторых, прокатка в клети 5 тонкой, практически конечной толщины полосы увеличивала вероятность ее порыва в последнем межклетевом промежутке. Вероятность порыва полосы возрастала и вследствие того, что при указанном распределении обжатий поддержание заданного натяжения между клетями 4 и 5 путем перемещения винтов клети 5 вносило значительные возмущения в натяжение между клетями 5 и 6.
Отрицательное влияние на стабильность процесса прокатки в рассматриваемых условиях оказывала также разница в динамической загрузке приводов клетей 5 и 6, что в режимах разгона и торможения стана приводило к изменению натяжения полосы в последнем межклетевом промежутке. И наконец, отсутствие достаточного обжатия в клети 6 снижало эффективность регулирования формы прокатываемой полосы. Недостаточный разогрев валков клети и малая величина перепада температур по длине бочки валка затрудняла процесс теплового регулирования его профиля. Ограниченная возможность перераспределения вытяжек по ширине полосы при малом обжатии усложняла регулирование формы полосы путем принудительного изгиба валков.
При разработке режимов прокатки на стане 1400 большое внимание было уделено выбору оптимальных величин межклетевых натяжений полос.
Натяжение полосы способствует достижению равномерной деформации металла в межвалковом зазоре, центрированию полосы относительно оси прокатки, снижению силы прокатки. Оно используется в качестве управляющего воздействия в системах тонкого регулирования толщины полосы. Без достаточной величины межклетевого натяжения полосы процесс непрерывной прокатки практически не осуществим.
Известно, чем выше уровень межклетевых натяжений, тем устойчивее в динамическом отношении оказывается электромеханическая система стан-полоса. Однако чрезмерно высокий уровень межклетевых натяжений может вызвать порывы прокатываемых полос и пробуксовки валков отдельных клетей относительно полосы. Поэтому выбор рационального уровня межклетевых натяжений является важнейшей технологической задачей оптимизации процесса непрерывной прокатки жести.
Стабильный процесс прокатки возможен при межклетевых натяжениях 80-90 Н/мм2. При меньших значениях натяжений процесс прокатки становится неустойчивым.
До конца 70-х годов в отечественной практике предполагалось величину удельного натяжения на непрерывных станах холодной прокатки принимать равной (0,3-0,4) sТ, где sТ - предел текучести металла в соответствующем межклетевом промежутке. Увеличение натяжения полосы при холодной прокатке в целом положительно сказывается на плоскостности готовой жести. Однако с ростом натяжения возрастает и вероятность порывов полосы.
В последнее время установлено, что при прокатке полос из низкоуглеродистых сталей уровень натяжений следует уменьшить. Так, снижение межклетевых натяжений с (0,35-0,4) sТ до (0,26-0,3) sТ позволяет на 25% сократить число порывов полос.
Выбранным режимам прокатки должны соответствовать скоростные условия прокатки. Характер скоростных режимов прокатки жести аналогичен скоростным условиям станов прокатки холоднокатаных полос и листов (см. раздел 10). Передний конец прокатывают на заправочной скорости, после надежного захвата его в моталку скорость увеличивают до рабочего значения. При прохождении по стану полосы с участком сварного шва, а также при выходе заднего конца полосы из стана скорость снижают.
На рис.126 показан возможный диапазон скоростей прокатки полос по клетям стана 1400.
Рис. 126. Распределение возможного диапазона
скоростей прокатки полос по клетям стана 1400
Плавно расширяющийся от первой к последней клети диапазон регулирования скоростей валков обеспечивает гибкую работу стана и позволяет вести прокатку с повышенными обжатиями в последней клети.
На шестиклетевых НСХП за рубежом скорость прокатки достигает 46 м/с.
При производстве жести наиболее распространенной технологической смазкой является пальмовое масло. На большинстве станов технологическую смазку подают на полосу перед входом в валки в виде механической водомасляной смеси в соотношении от 1:1 до 1:12 (концентрация масла 10-30%).
Система приготовления и подачи смазки состоит из емкостей для хранения и предварительного подогрева пальмового масла, системы приготовления технологической смазки, включающей бак-реактор, насос-дозатор, циркуляционные трубопроводы, системы подачи смазки на стан, состоящей из коллекторов, управляющих и распределительных золотников.
Одним из путей снижения расхода дефицитного пальмового масла является получение стабильной эмульсии пальмового масла в воде. Применение стабильных эмульсий вместо нестабильных водомаслянных смесей на жестекатальных станах способствует получению проката с меньшей разнотолщинностью, лучшей плоскостностью и чистотой поверхности за счет большей равномерности толщины смазочной пленки.
Помимо совершенствования способов приготовления эмульсии для снижения расхода пальмового масла, широко проводятся исследования по его замене отечественными аналогами, среди которых заслуживают внимания ПКС-1, касторовое, гидрогенезированное хлопковое масла и др. Среди зарубежных заменителей пальмового масла наиболее известны смазки Квакерол-27, Тиннол-12, Квакерол-41Е и др.
При прокатке жести на непрерывных станах в качестве охлаждающей жидкости обычно используется вода. Схема подачи охлаждающей воды на рабочие валки стана 1400 приведена на рис.127. Коллекторы с соплами, подающими охлаждающую жидкость, расположены с обеих сторон.
Система охлаждения валков должна обеспечивать возможность теплового регулирования их профиля. Для этого коллекторы, распределяющие воду по длине бочки, разделены на секции, позволяющие независимо регулировать количество подаваемой охлаждающей воды. Тепловой режим работы валка должен сохраняться постоянным.
При перепаде температуры по длине бочки не более 10°С средняя температура рабочих валков обычно не превышает 50-70°С. Температура охлаждающей воды, подаваемой на валки, обычно составляет 40-50°С.
Рис.127. Схема подачи охлаждающей воды
на рабочие валки стана 1400
После холодной прокатки жести на поверхности полос остается часть смазки, содержащей углерод и железо.
Перед отжигом поверхность холоднокатаных полос обезжиривают и очищают. В противном случае неудаленные жировые остатки в процессе отжига в защитной атмосфере превращаются в железоуглеродистые соединения, которые при дрессировке вкатываются в микроуглубления на поверхности полосы и не могут быть удалены. Это значительно ухудшает качество холоднокатаной жести и делает ее непригодной для дальнейшего лужения. Остаточные загрязнения ухудшают коррозионную стойкость белой жести, увеличивая ее пористость и отсортировку по дефектам «грязь» и «непролуда». Кроме того, при электролитическом лужении в местах загрязнений олово в момент оплавления собирается в капли.
Наиболее распространенным способом очистки поверхности холоднокатаных полос является электролитическое обезжиривание. Его производят либо в отдельных агрегатах (при дальнейшем отжиге рулонов в колпаковых печах), либо в агрегатах, входящих в состав агрегатов непрерывного отжига. Схема агрегата электролитической очистки полосы цеха жести показана на рис.128.
В головной части агрегата выполняют подготовительные операции и сварку концов полос внахлест. После сварки полосы проходят щеточно-моечную машину, ванну х