Способ производства проката из свинецсодержащих сталей

(,511 В. 2 И У 8 ИДЕТЕЛ ТОРСН 7.0-7 5й 25-30об по п,тем, чтопределяютспускающт площадь Желе 2, Спощ и й с япокрытиясвободноность име 1, отличаначальную толщиниз условия, чтоя свинец поверхюл, Р 47в, В.П.Шелехов,атин, Б.С.Резвов,Соколов, Ю.А,Данио, Р.М.Валеев ю ОЮ+Е РУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт труда и техникибезопасности и Научно-исследователский институт черной металлургии(56) 1. Молчанов З.В. Охрана трудав прокатном производстве. Металлургияф, .1973, с,30-387,2. Защитные высокотемпературныепокрытия. Сборник научных трудов5-го Всесоюзного совещания по жаростойким покрйтиям., Наука, 197с. 213-222 с.229-232.3. Аластическая деФормация металлев и сплавов. )Металлургияф,(54) (57) 1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТА ИЗ СВИНЕЦСОДЕРЖИЦИХ СТАЛЕЙ, вклю"чающий нанесение защитного покрытия,нагрев и последующую прокатку заготовок, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения санитарно-ги- .гиенических условий при прокатке иповышения качества поверхности проката, в качестве покрытия используютжелезоалюминиевую смесь при следующем соотношении компонентов, мас, В:,где 1, - количество воздуха, необходимое для разбавления выде-лений свинца до ПДК, м;Ез в .интенсивность выделения свинца в единицу времени с. единичной площади для заготов- Яки без покрытия, известнойтемпературы и заданной марки ф/)стали соответственно со сво- ф фбодной горячей поверхностии при прокатке с заданнымиосновными параметрамимг/м 2, мин;) - время; )еЧ - А/а, где А - содержание свинца в пыли, Ъ , а - ПДК свин- завеца, мг/м з.3, Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью совмещения нагрева заготовок под прокатку Я) с термообработкой покрытия, нагрев рер ведут по следующему режиму - до 600- ф -660 С со скоростью 10-15 С/мин доо720-760 С.- со скоростью 5-10 С/мин и далее дотемпературы нагрева под прокатку.Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к производству проката иэавтоматных свинецсодержащих сталей, и предназначенодля решения вопросов по улучшениюусловий труда работающих, 5Известные способы производствапроката включают борьбу с вреднымивыделениями и пылью посредством душирующей вентиляции, водораспыления,а также гидрообеспыливания при подаче воздушно-водяного факела в места наибольшего пылевыделения Г 1 3,Значительно снижая уровень запыленности в рабочей зоне оператора(вальцовщика), известные технические 15решения не исключают ситуации, когдасодержащееся в оставшейся пыли количество вредных или токсичных; веществ превышает значение предельнодопустимой концентрации, а дальнейшее повышение интенсивности воздухообмена оказывается не только эффективным, но и создает угрозу простудных заболеваний обслуживающего персонала,25Недостатками известных технических решений является также формирование устойчивого фона рассеянноговыделения вредных веществ из осевщей пыли и незащищенность атмосферымежклетового пространства, котораяпри прохождении горячего проката на.сыщается испарениями с его поверхности вредных и токсичных веществ,Известен способ производства проката, включающий нанесение на поверх ность заготовки технологического покрытия, типа стекловидных и стеклокристаллических, защищающего металлот окисления в процессе нагрева, обработки,и предотвращающего потери 40его на угар,Обычно эти покрытияодновременно являются горячей технологической смазкой (.23,Применение указанйых покрытий длязащиты нелегирбванной углеродистойстали, которая близка по составу ифизико-химическим свойствам автоматным сталям, например, АС 14, сопряжено с трудностями, обусловленнымиактивным электрохимическим взаимодействием металла со стекловиднымрасплавом покрытия, Однако особенности структуры свинецсодержащих автоматных сталей не позволяют испольэовать стекловидные и стеклокристаллические покрытия для предотвращениявыделений в атмосферу свинца при горячей прокатке. Это связано с тем,что свинец, не растворяясь в железе,.при кристаллизации стали иэ расплава занимает межкристаллические объемы, образуя глобулы с приведеннымдиаметром 5-25 мкм и более. Нагревпод прокатку (1250 ОС) стали приводитк плавлению свинца. В зоне пласти/ческой деформации жидкий свинец иэ глобул приповерхностного слоя вытесняется на границу раздела с покрытием, что ведет к интенсивному разрушению последнего. В связи с чем необеспечивается как защита металлаот окисления, так и защита окружающей средыот выделений свинца,Известен способ производства проката, основанный на введении в технологический процесс операций нанесения алюминиевого покрытия.Известный способ включает обязательную предварительную обработкуповерхности заготовки, для чего используют одну иэ следующих операций:травление в 10-ном растворе азотнойкислоты, дробеструйную обработку илипрокаливание. После чего методомэлектродуговой металлизации наносятпокрытие, используя алюминиевую проволоку марки А 97, и термообрабатывают заготовку ГЗ 3.Недостатками данного способа является обязательная операция предварительной обработки поверхности заготовок, нерегламентированные условиятермообработки покрытия, а также нрименение чистого алюминия, которыйневозможно использовать для защиты от выделений свинца с поверхности прокатываемой, автоматной стали, поскольку качество поверхностипроката в этом случае резко падает.Применительно к производству проката из свинецсодержащих сталей известные способы предварительной очистки поверхности заготовок неэффективны в связи с тем, что свинец химически устойчив, обладает высокойпластичностью, а также, образуя наповерхности заготовки расеянные участки облуды, одновременно занимаетмикропоры, возникающие при вскрытииглобул свинца на первом переделе(слябы) .Нерегламентированные условия термообработки не позволяют достичь врамках единого технологического цикла нагрева под прокатку эффективногоалитирования поверхностных слоев заготовки,Невозможность использования чистого алюминия для защиты окружающейсреды от выделений свинца при горячей прокатке объясняется разрушением алюминиевого покрытия, которое впроцессе прокатки дискретно отслаивается от поверхности, сохраняя одновременно с ней связь, образуя бахрому из множества отогнутых чешуек.Разрушаясь, покрытие определяетвоэможность выделения свинца с освободившейся прИ этом площади поверхности 5, относительная величинакоторои к общей площади поверхностипроката 5 определяется коэффициентом55 а - -ц - ,10(Г 4 Е )ьМ Величина укаэанного коэффициента определяется как прочностью связи покрытия с поверхностью, так и температурно-скоростным режимом прокатки.Связывая свинец в контактной зоне пластической деформации при прокатке, покрытие при одновременном использо(вании вентиляции в зоне прокатки может обеспечить снижение уровня содержания свинца в окружающей эту зону атмосфере, ниже установленной предельно допустимой концентрации (ПДК), когда освободившаяся площадь поверхности проката (5) отвечает требова- нию где , - объем воздуха, необходимыйдля разбавления вредных выделений до ПДК, м з;- интенсивность выделения свинэца с единицы площади в единицу времени при прокаткестали мг/м 2, мин;т - продолжительность прокатки,мин;- Ч= А/а - где А - содержание вредныхвеществ (свинца) в пыли (В);а - Пдк этого вещества.(свинца) мг/м 3,Однако в реальных условиях дляулучшения санитарно-гигиеническихусловий труда необходимо снизитьдо безопасных величин содержаниесвинца в атмосфере цеха и, в частности, на рабочем месте вальцовщика(оператора),Покрытие из чистого алюминия непозволяет решить поставленную задачу, Это связано с тем, что оставшиеся на поверхности чешуйчатые частицыпокрытия разрушаются при движениипроката в межклетевом пространствеи образуют свинецсодержащую пыльПоскольку технически обеспечитьлокальную вентиляцию на всей трасседвижения проката невозможно, содержание свинца в атмосфере цеха и нарабочем месте вальцовщика повышается, формируется устойчивый фон свинецсодержащих выделений, нарушаютсянормальные санитарно-гигиеническиеусловия труда.Дискретное строение покрытия, наличие чешуек и эадиров на поверхности проката после горячей прокаткисоздает угрозу механических травмкожного покрова и глаз, ухудшаеткоррозионную устойчивость прокатапри хранении, ухудшает товарный видпродукции,Целью изобретения является улучшение санитарно-гигиенических условий прокатки и повышение качестваего поверхности,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу, включающемунанесение защитного покрытия, нагреви последующую прокатку заготовки, вкачестве защитного покрытия исполь 5эуют желеэоалюминиевую смесь в соотношении компонентов, мас. Ъ:Железо 70-75Алюминий 25-30Причем для обеспечения в полной1 О мере воэможностей .диффузионногорастворения алюминия в.поверхностном слое заготовки и перевода свинца в окислившуюся часть покрытия ис целью совмещения нагрева эагото 15 вок под прокатку с термообработкойпокрытия нагрев ведут по следующемурежиму: до 600-660 С со скоростью10-15 С/мин, до 720-760 С со скоростью 5-10 С/мин и далее до температуры нагрева под прокатку (1250 С)со скоростью, предусмотренной технологической инструкцией для данноймарки стали,Кроме того, начальную толщину пок 25рытия и режимы прокатки выбирают таким образом, что площадь 5 поверхности заготовки, освободившейся отпокрытия вследствии его частичногоразрушения и образования новой поверхности в связи с пластической деформацией заготовки отвечает усло- вию З 5 где ), - количество воздуха, необходимое для разбавлениявредных выделений свинцадо значений ПДК, м 3;и Е - интенсивность выделения 40С 5свинца в единицу временис единичной площади длязаготовки беэ покрытия, известной температуры и заданной марки стали, соот ветственно, со свободнойгорячей поверхности и припрокатке с заданными основными параметрами мг/м.мин;Г - время, мин;- А/а - где А в . содержаниесвинца в общей массе пыли, %;а - ПДК свинца мг/мДля учета поступлений свинца ватмосферу с поверхности раската придвижении его в межклетевом пространстве отбор проб воздуха осуществляют непосредственно на рабочем местевальцовщика.П р и м е р. Производили прокат ку прутков д: 40 мм иэ стали АС 14,покрытых смесью Ре- А 1 в соотношениипо весу Ре - 75 А 9 - 25, методомэлектродуговой металлиэации. Нагревобразцов осуществляли до Ео:650 С 65 со скоростью 15 С/мин, до Е:750 С1061863 тия. При обработке каждой из четырех партий образцов (по 10 шт.) осу.ществляли отборы проб воздуха в непосредственной близости от очагапластической деформации, на рабочем 5 месте вальцовщика и в межклетевомпространстве на расстоянии 1 м отэоны пластической деформации. Результаты измерений сведены в таблицу,содержание в атмосфере свинца указа- О но в мг/мз. Место отбора проб воздуха В межклетевом пространстве, на расстоянии 1 м от очага пластической деформациий На рабочем месте вальцовщика,на расстоянии5 м от очагапластической деформации Состав покрытия на стали АС 14 В зоне плаатической обработки Железо 100 вес. В АлюминИй 100 вес. % Железо 75вес. Ъ 2,64,О, 013 0,002 1,3 0,6 0035 Алюминий 25 вес. % 0,46 0,37 0,006 0,073 АС 14 без покрытия 5,9 0,55 Как видно из таблицы наиболее эффективным, с точки зрения снижения ,выделения свинца в атмосферу вблизи очага пластической деформации, является покрытие из чистого алюминия.Однако по качеству поверхности выход проката в этом случае практически отсутствует40Поверхность его при этом покрыта жесткими чешуйками покрытия, каждая из которых частично связана с поверхностью и имеет свободный изогнутой в плоскости направления прокатки ко нец (лезвие) . Это создает опасность травмирования, служит причиной образования свинецсодержащей пыли.Оптимальным, как следует из таб-. лицы и с учетом качества поверхно- .50 сти, является применение желеэоалю-. миниевого покрытия, которое обеспечивает снижение выделений свинца в атмосферу и позволяет увеличить выл Составитель М,БлатоваРедактор Н.Пушненкова Техред С.Мигунова Корректор АЗимокосов Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5,)Эилиал ППП 1 Патент, гужгород, ул.Проектная, 4 со скоростью 5 фС/мин и до температуры под прокатку (1250 С) со скоростью 30 С/мин. Для получения сравнительных данных о выделении свинца в атмосферу цеха аналогично нагревали и затем в идентичных условиях прокатывали за десять проходов до Формы овала образцы, покрытые чистым алюминием, чистым железом и не имеющие покрыход годного проката по качеству поверхности.Использование предлагаемого способа производства проката иэ свинецсодержащнх автоматных сталей обеспечивает по сравнению с суцествуюцими способами следуюцие преимуцества:снижение выделений свинца в атмосферу;снижение расходов за счет ликвидации предварительной зачистки, заготовки;улучшение эффекта захвата валками заготовки и исключение пробуксовки валков вследствие блокирования жидкой смзки (расплавленного свинца) покрытием.Это в целом улучшает санитарно-гигиенические условия прокатки, повышает качество продукции и способствует повышению производительности труда.Э