Очистка поверхности горячекатаных полос от окалины (часть 3)
Механическая ломка окалины позволяет значительно сократить продолжительность травления. Кислота через трещины, образовавшиеся в слоях окалины, свободно достигает слоя вюстита FeO (закиси железа), прилегающего к железной основе, и растворяет предпочтительно этот слой. Выделяющийся при растворении металлического железа водород способствует отделению расположенных выше слоев Fe3O4 и Fe2O3. Реакции растворения FeO и Fe протекают следующим образом:
в серной кислоте:
FeO+H2SO4= Fe3O4+H2O;
Fe+ H2SO4= Fe SO4+ H2.
в соляной кислоте:
FeO+2HCl=FeCl2+ H2O;
Fe+2HCl==FeCl2+ H2.
При травлении в растворах этих кислот частично растворяются Fe3O4 и Fe2O3. Для механической ломки в НТА применяют окалиноломатели, изгибно-растяжные машины, дрессировочные клети обычного типа и работающие по схеме прокатка-волочение (ПВ). Дрессировку полосы осуществляют с обжатием 0,5 — 2%, которое оказывается достаточным для взламывания окалины. Наиболее эффективное разрушение окалины происходит в изгибно-растяжных машинах состоящих из системы роликов, расположенных в два ряда в шахматном порядке. К достоинствам таких машин относят (рис. 4.5):
— при растяжении с удлинением до 1,0 %, кроме ломки окалины, обеспечивается уменьшение неплоскостности полосы ;
— снижается упрочнение металла ;
снижаются затраты на обслуживание машины по сравнению с двухвалковой дрессировочной клетью.
Рис 4.5. Схема изгибно-растяжной машины: 1 — полоса; 2 — прижимной ролик; 3 — натяжной ролик; 4 — изгибающие ролики (правильная машина)
Подогрев полосы перед травлением до температуры травильного раствора производят в ваннах с горячей водой, в 2 – 3%-х растворах кислоты или в печах с газовым обогревом. Одним из способов интенсификации травления является расширение применения растворов соляной кислоты вместо серной. При концентрации кислот в растворах в пределах 20% время травления в растворе соляной кислоты при температуре 80°C в 2,5 раза меньше, чем при травлении в растворе серной кислоты. В практических условиях оптимальное содержание серной кислоты в растворе составляет 20 – 23%, а температура раствора 85 — 95°C. При большом содержании H2SO4 в растворе усиливается разъедание металла. Оптимальное содержание соляной кислоты в растворе равно 16 — 20% при температуре травления 65-75°С. В отличие от серной кислоты соляная кислота растворяет саму окалину и мало взаимодействует с металлом. Для снижения потерь металла при травлении в растворы добавляют ингибиторы, покрывающие поверхность металла тонким защитным слоем, препятствующим контактированию собственно металла с кислотой. Применение солянокислотного травления, вследствие большой ее летучести, требует тщательной герметизации травильных и промывочных ванн НТА, гуммирования трубопроводов, емкостей для хранения и перевозки.