Спосіб нанесення захисних покрить

Винахід відноситься до області прокатного виробництва і може бути використаний при виготовленні оцинкованих сталей і нанесенні алюмоцинкового покриття в чорній металургії. При нанесенні цинкового й алюмоцинкового покриття важко забезпечити міцне зчеплення покриття з поверхнею металу, що приведе до відшаровування, нерівномірного покриття і зниження корозійної стійкості покритого металу. Всі існуючі способи поліпшення зчеплення покриття з металом засновані на збільшенні площі контакту покриття і металу за рахунок підвищення температури і часу перебування металу в розплавленому покритті. Відомий спосіб нанесення цинкового покриття, при якому для забезпечення стійкого технологічного процесу нанесення цинкового покриття на холоднокатану смугу в це хах холодної прокатки застосовується безупинне гаряче цинкування, що виробляється шляхом пропущення попередньо підготовленої смуги через ванну з розплавленим цинком при температурі 445-455°С [1]. Однак при цьому важко забезпечити рівномірне покриття і міцне зчеплення цинкового покриття зі смугою по всій поверхні. Відомий, узятий за прототип, спосіб нанесення цинкового покриття, при якому для поліпшення міцності зчеплення покриття холоднокатану смугу опускають у ванну цинкування за допомогою заглибного барабана агрегату цинкування [2], що виконує функцію елемента, що натягає. Однак заглибний барабан робить тільки механічний вплив і збільшує час перебування металу в рідкому розплаві, що не забезпечує міцне зчеплення покриття з металом. В основу винаходу поставлена задача розробити спосіб нанесення захисних покрить, у якому використання нових умов здійснення дозволить за рахунок створення електромагнітних сил притягнення забезпечити міжатомну взаємодію по всій поверхні контакту та надійне зчеплення покриття зі смугою, підвищення механічних властивостей і стійкості до міжкристалітної корозії. Поставлена задача зважується за рахунок того, що в способі нанесення захисних покрить, при якому смугу занурюють у розплавлений розчин покриття, відповідно винаходу по смузі і ванні з покриттям пропускають постійний струм однакового напрямку, величину якого встановлюють у залежності від товщини покриття відповідно до вираження: I = (300 - 320 )d, A, де d - товщина покриття, мкм. Нанесення захисних покрить із пропущенням по смузі і ванні з покриттям постійного струму однакового напрямку в заявленій залежності з товщиною покриття забезпечує виникнення електромагнітних сил притягання між атомами покриття й смуги. Незважаючи на великий електричний опір покриття, наприклад цинку, частина струму протікає по прилягаючим атомах цинку. У результаті виникає пінч-ефект і електромагнітні сили притягання. Під дією електромагнітних сил притягання поліпшується розтікання рідкого покриття і за рахунок пінчефекта забезпечується зближення атомів на міжатомну відстань, різке збільшення електромагнітного тиску, під дією якого покриття з'єднується зі смугою. Електромагнітний тиск у квадратичній залежності визначається індукцією електромагнітного поля, що прямо пропорційна величині струму і протилежно пропорційна відстані між поверхнями, що з'єднуються. Тому для зближення атомів на міжатомну відстань необхідно пропускати струм, величина якого визначається необхідною товщиною покриття. При пропущенні струму створюється електромагнітне поле, під дією якого сили взаємодії покриття зі смугою (сили адгезії) заміняються більш сильними електромагнітними силами. Природа сил міжатомної взаємодії є електромагнітна, тому утворення електромагнітних сил притягання між атомами покриття і смуги забезпечує одержання металу з новими властивостями єдиного тіла. При цьому покриття міцно зчіплюється зі смугою по всій поверхні, проникаючи під дією електромагнітних сил притягання в усі нерівності, що збільшує поверхню контакту, якість і корозійну стійкість металу. Пропонований винахід заснований на ефективному способі зближення атомів за рахунок електромагнітного притягання, створюваного шляхом пропущення по смузі і ванні з покриттям постійного струму однакового напрямку в залежності від товщини покриття. Отже, даний спосіб виявляє свої особливості - забезпечення виникнення сил міжатомної взаємодії по всій поверхні контакту покриття і смуги за певних умов, а саме, при пропущенні по смузі і ванні з покриттям постійного струму однакового напрямку, величину якого встановлюють у залежності від товщини покриття відповідно до вираження: I = (300 - 320 )d, A, де d - товщина покриття, мкм. Виходить, ці умови є істотними, а пропущення струму в заявленій закономірності, забезпечує виникнення сил міжатомної взаємодії по всій поверхні і міцне зчеплення покриття зі смугою. При пропущенні по смузі і ванні з покриттям постійного струму однакового напрямку величиною менш 300d, A виникаючі сили електромагнітного притягання й електромагнітний тиск недостатні для зближення атомів на міжатомну відстань. Тому сили адгезії не заміняються електромагнітними силами, зчеплення покриття зі смугою є неміцним, і не забезпечуються високі механічні властивості покритих сталей. При пропущенні по смузі і ванні з покриттям постійного струму однакового напрямку величиною більш 320d, A зростають виникаючі електромагнітні сили притягання й електромагнітний тиск, що приводить до збільшення товщини покриття, витрат цинку й електроенергії. Спосіб нанесення покриття здійснюється в такий спосіб. У ванну агрегату гарячого нанесення покриття занурюють попередньо оброблену холоднокатану смугу. До холоднокатаній смуги і ванни агрегату гарячого нанесення покриття здійснюють токопідвід, і пропускають постійний струм однакового напрямку в залежності від товщини покриття I = (300 - 320 )d, A. Приклад. Вироблялося нанесення цинкового покриття на холоднокатану смугу зі сталі 08 КП шириною 0,7 м і різною товщиною. У процесі нанесення покриття по холоднокатаній смузі і ванні агрегату цинкування з покриттям пропускали постійний струм однакового напрямку різної величини. Як джерело харчування використовували два паралельно включених випрямача ВМГ-5000. Величину струм у регулювали резисторами. Результати проведених досліджень впливу величини струму на механічні властивості і корозійну стійкість оцинкованого листа представлені в таблиці. У результаті проведених досліджень установлено, що пропущення по смузі і ванні з покриттям постійного струму однакового напрямку величиною I = (300 - 320 )d, A є оптимальним. Використання пропонованого способу в порівнянні з існуючими забезпечує наступні переваги: - надійне зчеплення покриття й смуги за рахунок зближення атомів на міжатомну відстань і виникнення електромагнітних сил зв'язків; - підвищення міцності покритих сталей у результаті заміни сил адгезії на електромагнітні і збільшення поверхні контакту покриття зі смугою; - підвищення стійкості до міжкристалітної корозії внаслідок рівномірного нанесення покриття по всій поверхні; - підвищення продуктивності, поліпшення якості і зниження собівартості виготовлення покритих сталей. Упровадження пропонованого способу забезпечує високі механічні властивості і стійкість до міжкристалітної корозії. Література 1. Беняковский М.А., Гринбург Д.Л. Производство оцинкованного листа. -М.: Ме таллургия, 1973. –256 с. 2. Липухин Ю.В., Гринбург Д.Л. Производство эффективных видов оцинкованной листовой стали. - М.: Металлургия, 1987. – 165с. Таблиця Спосіб Відомий (прототип) I = 290d ( 4350 A) I = 330d ( 4950 A) I = 300d ( 4500 A) I = 320d ( 4800 A) Тимчасовий опір, МПа 350 Межа текучості, Відносне Різнотовщинність, Глибина МПа подовження, % мкм, не більш корозії, мм/рік 220 22 4 0,3 d = 15 мкм Пропонований 400 450 450 450 230 240 240 240 400 450 450 450 230 240 240 240 23 24 24 24 3 2 2 2 0,2 0,1 0,1 0,1 23 24 24 24 3 2 2 2 0,2 0,1 0,1 0,1 d = 30 мкм I = 290d (8700 A ) I = 330d (9900 A ) I = 300d (9000 A ) I = 320d (9600 A )