Снижение энергозатрат толстолистовых станов

Исследованию подвергали поверхность бандажей в месте контакта его с прокатываемым металлом и поверхность образца. При этом фазовый состав и степень окисленности рабочей поверхности бандажей и горячекатаного металла изучали методами полного количественного рентгенофазового анализа и электронной микроскопии на дифрактометре ДРОН-2 и трансмиссионном электронном микроскопе JЕМ-200СХ методом двухступенчатых реплик. На поверхности бандажа при прокатке со смазкой установлено наличие тонкого и несмываемого водой твердого слоя и оксидов железа FеО, Fе₂О₃ и Fe₃O₄. Рентгенограммы свидетельствуют о том, что содержание оксидов в выявленном слое при использовании синтетической смазки меньше, чем при использовании минерального масла.

По данным электронномикроскопических исследований, толщина слоя составляет 0,1-0,4 мкм. Он представляет собой множество участков размером 0,1-1,0 мкм. Качество пленки (большая равномерность участков, больший их размер, меньшее количество оксидов железа) лучше при прокатке с синтетическим материалом по сравнению с минеральным маслом. Пленка при прокатке с полимерным материалом сохраняется даже после прокатки пяти образцов после одноразового нанесения смазки.

Количественный рентгенофазный анализ показал, что применение синтетической технологической смазки по сравнению с минеральным маслом способствует увеличению магнетита (79% против 52%) в окалине горячекатаного листа и снижению вюстита (12% против 19%). Это обстоятельство свидетельствует о снижении окисляемости горячекатаного листа. Очевидно, это связано с окислительно--восстановительной атмосферой (CO - С0₂ ), получаемой при деструкции синтетической смазки в очаге деформации.

Коэффициент температуропроводности исследованного синтетического материала составляет 25, 8^-8 м²/с, что почти в 60 раз меньше значения этого параметра для воды и незначительно отличается от данного параметра для минерального масла. Известно, что минеральные масла характеризуются хорошими экранирующими свойствами и обеспечивают снижение температуры поверхности валков в очаге деформации на 20-25 °С . Численные значения критерия Прандтля, рассчитанные для синтетической смазки и минерального масла "турбинное-22", равны 232,6 и 290,3. Близость этих величин свидетельствует о незначительном отличии тепловых потоков в условиях применения синтетического материала и минерального масла, т.е. о высоких экранирующих свойствах применяемой полимерной смазки. Пленка, образующаяся на поверхности валков при применения синтетической смазки способствует повышению экранизирующих свойств и большему по сравнению с минеральным маслом снижению энергосиловых параметров прокатки. Представленные данные свидетельствуют о том, что одной из основных причин высокой эффективности полимерных материалов, применяемых в качестве технологической смазки при горячей прокатке, является образование на поверхности валков более качественного (по сравнению о применением минерального масла) несмываемого водой твердого слоя.

Промышленные эксперименты по применению технологических смазок показывают значительное снижение силы прокатки, что влияет на снижение энергозатрат при прокатке.

Таблица 2 - Расход электроэнергии при прокатке листов со смазкой и без на ТЛС 2300 Донецкого металлургического завода.

Удельный расход электроэнергии, потребляемой на прокатку с использованием смазки в чистовой клети толстолистового стана 2300, снижается на 5,3 - 12,5%. Применение технологических смазок и охлаждение при прокатке является важнейшим и неотделимым элементом технологии производства и от них в большой мере зависит в конечном итоге производительность и качество. Применение технологических смазок при горячей прокатке позволяет повысить стойкость рабочих и опорных валков чистовых и черновых клетей широкополосных станов за счет снижения интенсивности их износа, уменьшить съем металла валков при их перешлифовке, снизить усилие прокатки, крутящий момент на валу приводного двигателя клети и расход потребляемой электроэнергии, повысить качество поверхности горячекатаных полос, уменьшить количество окалины и предупредить образование дефекта "вкатанная окалина" на полосе и за счет этого увеличить скорость прохождения полосы через агрегаты непрерывного травления, уменьшить количество перевалок и увеличить производительность широкополосных станов за счет увеличения фактического времени работы стана. Технико-экономические показатели работы систем технологической смазки на некоторых отечественных и зарубежных станах горячей прокатки приведены в табл. 2

.

По данным таблицы 3 повышение производительности достигается применением более интенсивных режимов обжатий, возможных благодаря смазке, что делает цикл прокатки меньше, соответственно и снижает энергозатраты.

Использованная литература

1. Асимметричная прокатка тонколистовой стали за рубежом / В.С. Горелик, Б.А. Гунько, П.С. Гринчук и др.//Обзорная информация. Сер. Прокатное производство.- Вып. 2.- М.: Черметинформация, 1987.- 21 с.

2. Бровман М.Я. Основные функциональные уравнения асимметричной прокатки// Тезисы докладов IV Всесоюзной научно-технической конференции "Теоретические проблемы прокатного производства".- Днепропетровск, ноябрь 1988.- Ч.1.-С.101…103.

3. Горелик В.С., Орнатский Э.А., Митьев А.П. Прокатка толстого листа со скоростной асимметрией//Тезисы докладов IV Всесоюзной научно-технической конференции "Теоретические проблемы прокатного производства".- Днепропетровск, ноябрь 1988.- Ч.2.- С. 17…19.

4.Бровман М.Я. Оборудование для асимметричной прокатки в СССР и за рубежом (Сер.

Металлургическое оборудование)// ЦНИИТЭИтяжмаш.-1987.- Сер.1.- Вып. 2.- 32 с .

5. Оптимизация расхода энергии в процессах деформации : пер. с нем.

А. Хензель и др. ; под.ред. Т. Шпиттеля, А. Хензеля . - М. : Металлургия, 1985 . - 184с.

6. Снижение энергозатрат при прокатке полос / А.Л. Остапенко, Ю.В. Коновалов, А.Е. Руднев, В.В. Кисиль . - К. : Техніка, 1983 . - 224с.

7. Повышение эффективности производства толстолистового проката : тематический отраслевой сборник . - М. : Металлургия, 1984 . - 106с.

8. Совершенствование теплового процесса листовой прокатки / А.В. Третьяков, Э.А. Гарбер, А.Н. Шичков, А.В. Грачев . - М. : Металлургия, 1973 . - 311с

9. Совершенствование технологии прокатки, термообработки и толстолистового проката : тематический сборник научных трудов / ред. Ф.Е. Должиков. - М. : Металлургия, 1987 . - 99с.

10. Снижение материальных и энергетических затрат при производстве листовой стали : тематический сборник научных трудов / Под ред. Ф.Е. Долженкова . - М. : Металлургия, 1990 . - 119с.

11. В. Б. Демилович, д.т.н., Б. М. Никитин, д.эл-т.н., В. Н. Иванов, д.т.н., В. И. Червинский, к.т.н. Актуальные энергосберегающие технологии индукционного нагрева в металлургии / Индукционный нагрев, №2 2008г.

12. В.М. Данько. Зменшення витрат енергоносіїв при виробництві товстих листів.

13. А.В. Данько. Сучасний розвиток листопрокатного виробництва/ Донбаський державний технічний університе м. Донецьк

14. В.И Спицын, О.А. Троцкий. Электропластическая деформация металлов -М: Наука, 1985г. -160с

15. В. Н. Кокорин, Ю. А. Титов Применение смазочно-охлаждающих технологических жидкостей в производстве прокатки листового материала/ Учебное пособие для студентов/ Ульяновск 2004г.

16. Грудев, А. П. Технологические смазки в прокатном производстве / В. Т. Тилик. - М. : Металлургия, 1975. - 368 с.

Размещено на Allbest.ru