Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Эффективность защитных сред, применяемых при термообработке, зависит от большого числа факторов, которые влияют на взаимодействие металлов с газами. В производственных условиях одной из основных характеристик, определяющих качество поверхности, является расход защитной атмосферы; обычно при отжиге распушенных рулонов он составляет 3 м2/ч на печь (свободный объем муфеля 1,5 м3). Приток свежей атмосферы необходим потому, что состав газа в муфеле печи существенно отличается от исходного и непрерывно изменяется вследствие совместного протекания реакции водяного газа (СО2+Н2⇔СО+Н2О) и генераторного процесса (2СО⇔СО2+С), которые преимущественно развиваются в неподвижной атмосфере. Освежение атмосферы печи особенно важно соблюдать при отжиге медноникелевых сплавов, которые стимулируют развитие реакции генераторного процесса.
Отклонения от установленных газовых параметров влияют на качество поверхности металла после отжига, но это не единственная причина. Другой причиной потускнения поверхности при длительных отжигах в садочных печах с применением защитных атмосфер является образование продуктов неполного сгорания смазки, остающейся на поверхности после прокатки. Особенно сильно это проявляется при отжиге тонкой ленты в рулонах с плотной намоткой, когда суммарная поверхности отжигаемого металла велика и, следовательно, значительно количество смазки, а условия ее удаления из объема рулона затруднены. Рекомендуется использовать смазки такого состава, которые имеют небольшое коксовое число.
Совмещение вакуумирования объема печи с введением защитной атмосферы способствует получению более чистой поверхности. Откачка объема печи до разрежения около 10в-2 МПа уже обеспечивает значительное улучшение чистоты поверхности. Подобные меры безусловно необходимы, если отжиг является конечной операцией.
При непрерывных скоростных процессах, когда материал находится в зоне высоких температур не более 2 мни. требования к составу защитных атмосфер могут быть менее жесткими. В частности, при отжиге латунной ленты в протяжных печах можно использовать пар.
К тому же в ряде случаев практические требования к чистоте поверхности не столь категоричны, и если качество поверхности не оговаривается TУ или ГОСТом, то на полуфабрикатах допускаются потускнение и цвета побежалости. В этих случаях рационально вести процессы скоростного светлого отжига лент из латуней, используя дешевые защитные экзотермические атмосферы с последующим травлением поверхности. При этом в зависимости от требуемой микроструктуры и конечных физико-механических свойств задают определенный температурный режим, который отрабатывают применительно к каждому тепловому агрегату
Состояние поверхности после отжига в протяжной печи с защитной атмосферой не зависит от состава применяемых смазок, если количество их на поверхности не превышает обычно принятого (1-5 г/м2). Поэтому обезжиривания не требуется.
Легкое окисление поверхности (матовость или интенсивная желтизна), характерное для латуни при отжиге в неосушенном экзотермическом газе, устраняется при прохождении ленты через жидкостный затвор печи. В качестве жидкости рекомендуют воду, подкисленную до pH=1; концентрация cepной кислоты -0,15—0,25%, или 1,5—2,5 г/л. Последующая струпная промывка и быстрая сушка обеспечивают получение лент со светлой неокисленной однородной поверхностью. В случае нагрева без защитной атмосферы травление нужно осуществлять в растворах обычно принятой концентрации.
При использовании в процессе прокатки эмульсин не допускается длительный интервал времени (больше одной смены) между прокаткой и отжигом, так как это при водит к коррозии поверхности полуфабриката (точки, тусклые пятна), последствия которой не удаляются травлением.
Циркуляция защитной атмосферы значительно уменьшает неравномерность нагрева и способствует получению более однородных механических свойств, а также является эффективным средством повышения производительности печей. Коэффициент полезного теплоиспользования печей, работающих с применением экзогаза, составляет 0,60, в то время как для однотипных печей без циркуляции он равен лишь 0,24.