» » Оборудование для термической обработки полос
10.02.2017

Термическую подготовку поверхности стальной полосы производят в протяжных печах безокислительного нагрева (вертикального или горизонтального типа). Печи вертикального типа имеют один или два прохода полосы. По всей длине или высоте на каждом проходе печи имеется несколько нагревательных зон с встроенными газовыми горелками.
В печах последних конструкций на входе имеется дополнительная неотапливаемая камера подогрева (КП) полосы за счет тепла отработанных газов, ранее выбрасываемых из основной печи в атмосферу. Температура полосы в конце камеры подогрева достигает 200—250°C и выше (260—315°С). Экономия тепла от применения камеры подогрева в зависимости от технологии ведения процесса и конструкции печи составляет 12—50 %.
Нагрев полосы в камере безокислительного нагрева (КБН) производится от сжигания газообразного топлива в горелках.
Работа камеры безокислительного нагрева на агрегате цинкования HЛMK характеризуется следующими параметрами.
В качестве топлива используется природный газ с теплотворностью 8200—8500 ккал/м3, который сжигается в горелках с тепловой мощностью 55*10в4 ккал/ч. Работа горелок основана на смешении газа и воздуха в сопле. Все горелки в количестве 58 шт. размещены в семи зонах камеры. Давление атмосферы продуктов сгорания составляет 50—150 Па (5—15 мм вод. ст.). Расход топливного газа в зависимости от производительности (45—120 т/ч) и сортамента полос составляет 1000—2500 м3/ч.
В камере предусмотрена автоматическая продувка азотом снизу в количестве 1680 м3/ч, которая производится при остановках линии или падении давления азота в печи.
Оборудование для термической обработки полос

В камере восстановительного нагрева (КВН) полоса достигает заданных температур при одновременном удалении возможных окисных пленок с ее поверхности. В этой камере полоса нагревается радиантными трубами. В качестве топлива для радиантных труб используется природный газ, сжигаемый встроенными в них двуступенчатыми горелками конструкции фирмы «Блум», США (рис. 75), которые также используются на агрегатах цинкования в Японии на заводах в Кимицу и Нагоя (рис. 72, 73). Горелки обеспечивают полное сжигание газа с низким остаточным содержанием окислов азота в продуктах горения. Воздух для горения подается нагретым в рекуператорах до 300°C в количестве 1500 м3/ч. Расчет теплообмена и нагрева полосы в КП, КБН и KBH приведен в работе.
Камера медленного охлаждения (KMO) имеет две зоны, в которых при помощи вентиляторов холодный воздух подается по трубам, обеспечивающим плавно регулируемое охлаждение полосы. В камере ускоренного охлаждения (КУО) поверхность полосы подвергается струнной обработке охлажденным защитным газом через щелевые сопла, расположенные в трех зонах камеры. Скорость и равномерность охлаждения полосы регулируется.
Быстрое охлаждение полосы осуществляют различными способами. Например, фирма «Кокерил мэкэникал индастриз» (Бельгия) эту операцию проводит в горячей воде (процесс «Ховак»), фирма «Ниппон кокан» (Япония) — в холодной воде. Фирма «Син ниппон сэнтэцу» (Япония) опробовала роликовый метод охлаждения, путем изменения угла охвата водоохлаждаемых роликов полосой. Этим способом достигается высокая скорость охлаждения 100— 200°С/с, но требуется строгий контроль за проявлением волнистости полосы в этот период за счет возможной неравномерности распределения температуры по ширине металла.
Камера перестаривания (КПС) печи разделена на три зоны регулирования путем ленточных электронагревателей мощностью по 990 кВт. Нагреватели используются для поддержания заданной температуры и подогрева полосы при ее остановках.
Длина полосы в камерах протяжных печей АНГЦ разных конструкций приведена в табл. 35.
Оборудование для термической обработки полос

На некоторых АНГЦ перестаривающий отпуск проводят только после нанесения покрытия, а иногда и до и после. Причем эффективность проведения отпуска после цинкования более высокая, чем перед цинкованием, что обусловлено применением высоких скоростей охлаждения во втором случае.
Особенностью агрегата цинкования в Нагойе (рис. 73) является применение в нем перестаривающего отпуска, осуществляемого в атмосфере азота при температуре 375°C после цинкования полосы. Отпуску подвергают оцинкованную полосу, предназначенную для автомобильной промышленности (односторонне оцинкованная сталь и сталь с покрытием из железоцинкового сплава).
Для исключения в этих камерах налипания цинка на поверхность роликов их выполняют составными, бандажированными асбестом, пропитанным фенольными смолами. Износостойкость материала такого ролика в атмосфере азота в течение 1 мес зависит от содержания в этой атмосфере кислорода и выражается зависимостью:
Оборудование для термической обработки полос

k — коэффициент, равный для печи данной конструкции 10,0.
Износ асбестового слоя под действием окислительных процессов растет. При концентрации [О2]≤0,01 % и температуре 390°C изменение размеров диаметра роликов незначительно и не превышает 10 мкм. Твердость поверхностного слоя остается стабильной.
Снижение налипания цинка на поверхность роликов и уменьшение их износа осуществляется также за счет исключения локализации тепловой энергии методом интенсивной циркуляции печной атмосферы. Разность температуры полосы на разных участках печи от входа к выходу не превышает 10°С.
Для приготовления защитной атмосферы применяют азот со степенью очистки 99,998 %, осушенный до точки росы минус 75°C, и водород с точкой росы минус 55°C с объемной долей кислорода до 0,0005 %. Содержание водорода в камерах КВН, КУО и КПС до 15 %, оптимальное— 5—10%. Подача газовой смеси производится через патрубки свода печи во все камеры одновременно. Направленное движение газовой смеси к входу печи обеспечивает стабильное поддержание заданной температуры точки росы.
Максимальное содержание кислорода в оптимальных условиях работы камер печи составляет 0,002 %.