20.07.2018
В ходе возведения частного жилого здания и разработке интерьера, необходимо принимать во внимание все требования, которые...


20.07.2018
Биметаллическими радиаторами называют батареи, созданные из нескольких сплавов: стального и алюминиевого. Сталь применяют с целью...


19.07.2018
Гибка металла, в особенности, листового, считается технологичной процедурой, в ходе которой из прокатного листа можно получить ту...


18.07.2018
Металлические изделия самой разной функциональности для краткости называются метизы. Группа охватывает широчайший ассортимент,...


18.07.2018
Сегодня на рынке выбор покрытий для пола является попросту колоссальным, среди самых востребованных вариантов следует отметить...


17.07.2018
Инверсионная крыша является «кровлей наоборот». Если говорить простыми словами, то основным её отличием, сравнивая со стандартной...



Зачистка дефектов поверхности проката

09.06.2018
Способы зачистки металла развиваются в металлургии с начала XX века. Первыми инструментами для удаления дефектов поверхности были ручные зубила и молотки, напильник; на смену этим инструментам пришли пневматические зубила, ручные маятниковые и стационарные наждаки, ручные газовые резаки. Интенсивное развитие механизированных средств зачистки началось в конце 50-х годов, современный период характеризуется внедрением автоматизированных устройств зачистки металла и созданием агрегатных систем и поточных линий, которые предназначены для выполнения наряду с зачисткой операций отделки металла. Объем стружкообразования в металлургии превысил 0,5 млн. т в год, что указывает на то, что металлургия начала эффективно выполнять роль высокопроизводительного заготовительного цеха машиностроительной промышленности.

Широкое распространение получили следующие процессы зачистки дефектов поверхности холодного и нагретого металла: огневые, абразивные, лезвийные. Создаются новые процессы зачистки, но за последние 15—20 лет ни один из них пока не имеет существенного значения. Среди новых процессов наиболее интенсивные работы ведутся в области электрических методов — известны электроконтактные, электрохимические, плазменные и устройства для переплава поверхности металла.

Зачистка дефектов с поверхности металла представляет собой специфическую область металлообработки, свойственную только металлургическим заводам, так как:

1) в металлургии значителен объем огневого процесса зачистки металла;

2) наибольшая доля металла, удаляемого резанием, приходится на труднообрабатываемые, сложнолегированные, нержавеющие и инструментальные стали и сплавы, прочностные свойства которых постоянно возрастают;

3) зачистка слитков и заготовок ведется до удаления видимых дефектов на глубину до 10 мм и более на сторону;

4) удаляемый с поверхности слитков и заготовок металл не имеет стандартных данных по физико-механическим свойствам; как правило, дефектный слой менее пластичен и существенно хуже обрабатывается резанием, чем основной металл; поверхность металла имеет значительные нарушения сплошности в виде трещин, пузырей, корочек и т. п.;

5) существует объективная тенденция ведения процессов обработки в потоке основных металлургических агрегатов, что создает высокие темпы обработки нагретого металла;

6) экономия высокоценного металлургического сырья, образующегося в значительных объемах при зачистке, требует полной утилизации, качественного сбора и транспортировки отходов даже по отдельным обрабатываемым маркам сталей и сплавов;

7) интенсивные процессы металлообработки создают повышенные требования к условиям работы персонала в цехах, а также к защите окружающей среды.

Зачистка дефектов в потоке прокатных станов выполняется в основном огневыми машинами, число которых к 1978 г. в России составило 25 единиц и в ближайшие годы удвоится, и частично — термофрезерными машинами.

Однако исследованиями, выполненными в Московском институте стали и сплавов, установлено, что эффективность зачистки в потоке блюминга повышается при переходе от машинной огневой зачистки к термофрезерной.

По мере усложнения сортамента зачищаемых марок сталей эффективность термофрезерных машин возрастает. При зачистке углеродистых сталей разница в величине приведенных затрат между огневой и термофрезерной машинами составляет 0,14 руб/т, а при зачистке стали 12Х18Н10Т эта разница по отношению к кислородно-флюсовой огневой машине уже составляет 11,84 руб/т.

По экономическим соображениям, термофрезерную машинную зачистку в потоке следует применять:

- для углеродистых марок сталей, разлитых сверху через слой шлака;

- для низколегированных, легированных и высоколегированных марок сталей, разлитых сифоном под слоем шлака (табл. 6).

Углеродистые и близкие к ним по себестоимости (до 85 руб/т) низколегированные стали, разлитые сверху через слой шлака, эффективно зачищать в потоке блюминга машинной огневой зачисткой только при реализации отходов зачистки по цене не менее 30 руб/т.

Значительное расширение разливки стали на машинах непрерывного литья заготовок (MHЛЗ) в перспективе до 40—50% от общей разливки в целом по стране требует дальнейшего совершенствования машинной зачистки в потоке агрегатов, позволяющей, помимо получения полноценных отходов зачистки, пригодных для переплава, обеспечивать выборочную зачистку горячего металла. Создание таких машин следует ожидать на основе абразивного способа.

Основное количество стали в нашей стране пока разливается в изложницы сифонным способом для легированных сталей и сверху для сортамента марок сталей мартеновского и конвертерного производств. Улучшение качества поверхности металла в этих условиях достигают разливкой под слоем шлака, что снижает потери металла при зачистке и повышает выход годного металла в зависимости от сортамента марок сталей на 3—8%.

Эффективность способов зачистки прокатных заготовок на заводах, не имеющих средств зачистки металла в потоке станов, повышается:

- для углеродистых и низколегированных марок сталей, разлитых сифоном по обычной технологии или сверху через слой шлака, при применении ручных огневых резаков и специальных огневых и плазменных машин для зачистки холодного или подогретого металла;

- для легированных марок сталей, разлитых сифоном под слоем шлака, при применении универсальных обдирочно-шлифовальных станков для силового и скоростного шлифования или огневых средств зачистки с применением флюсов;

- для высоколегированных сталей, разлитых сифоном под слоем шлака, при применении поточных линий зачистки металла, состоящих из головной агрегатной абразивной или лезвийной машины сплошной зачистки и устройств местной выборки поверхностных дефектов.

Зачистка проката в горячем состоянии имеет следующие преимущества:

- при огневой обработке снижается удельный расход энергоносителей, повышается производительность, снижается вероятность трещинообразования на поверхности металла;

- при термофрезерной и абразивной обработке снижается удельная мощность на резание металла, повышается производительность, возрастает стойкость инструмента относительно пути резания, улучшается качество поверхности и возрастает ценность отходов зачистки.

В зависимости от физико-механических свойств обрабатываемых сталей и сплавов существуют нижние пределы эффективного нагрева, которые для углеродистых сталей составляют 850—900° С, для легированных 900—950° С, для быстрорежущих 950—1000° C, для жаропрочных сплавов на никелевой основе 1100—1150° С, которые соответствуют сопротивлению временной деформации ~20—30 кгс/мм2.

Наибольшая эффективность обработки создается при использовании технологического тепла в потоке прокатных станов. Однако в последние годы развивается зачистка (в особенности труднообрабатываемых материалов) с использованием предварительного подогрева металла на адъюстажах. В качестве методов нагрева нашли распространение сплошной предварительный печной нагрев, нагрев поверхностного слоя газами, электрической дугой, плазменным шнуром, токами высокой частоты. Изучаются методы нагрева излучением теплоты, нагрева в электролите и др.

К методам и средствам нагрева предъявляются следующие общие требования:

- экономическая эффективность нагрева должна обеспечить увеличение производительности обработки и снизить себестоимость обработки в целом;

- источник нагрева должен иметь высокую теплотворную способность и высокий к. п. д.;

- нагреваемый объем металла должен быть локальным, исключающим деформацию заготовки, структурные и фазовые превращения;

- устройство для нагрева должно быть простым в обслуживании и безопасным в эксплуатации.

Огневая зачистка, как уже было указано, является специфическим рабочим процессом зачистки поверхности металла, применяемым на металлургических заводах.

В табл. 7 приведены основные показатели по производительности некоторых рабочих процессов зачистки при обработке характерных групп сталей и сплавов. Наиболее универсальным и эффективно развивающимся способом зачистки является абразивный, экономические перспективы которого значительно улучшились в связи с созданием высокостойких производительных кругов для силового и скоростного шлифования, а также практически решенной проблемой использования отходов шлифования в сталеплавильном производстве.