По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.791 DOI:10.33920/pro-2-2112-03

Мониторинг состояния и развития агрегатного оборудования для непрерывного горячего цинкования тонколистового стального проката

Гадалов В. Н., д-р техн. наук, профессор, Юго-Западный государственный университет, Курск, 305004, Курск, ул. Садовая, д. 19, е -mail: Gadalov — VN@yandex.ru
Губанов О. М., канд. техн. наук, руководитель проектов по разработке новых видов продукции, Группа компаний НЛМК, ПАО «Новолипецкий металлургический комбинат», Липецк, 398002, Липецк, площадь Металлургов, 2, е -mail: gubanov_oleg81@mail.ru
Скрипкина Ю. В., канд. техн. наук, доцент, Юго-Западный государственный университет, Курск, 305004, Курск, ул. Садовая, д. 19, е -mail: Julia_skr@mail.ru
Субботина Ю. М., аспирант, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, 454080, Челябинск, проспект Ленина, 76, е -mail: subbotinasofa@yandex.ru

В работе рассмотрены технические особенности современных агрегатов непрерывного горячего цинкования, отличительной особенностью которых является модульная компоновка, которая не только обеспечивает своевременную замену отдельных выходящих из строя участков непрерывной линии, но и позволяет по мере необходимости вводить/выводить оборудование в технологический процесс, что позволяет на одном агрегате выпускать полосу с разными видами покрытий. Анализ основных типов сплавов, применяемых для горячего цинкования, показал, что для продукции, подвергающейся холодному деформированию и холодной штамповке, применяются покрытия всех четырех типов сплавов. Многофазные стали для холодного деформирования целесообразно покрывать покрытиями на основе Zn, ZnFe или ZnAl. Способность к деформации и свариваемости продукции тем выше, чем больше толщина покрытия. Следовательно, покрытия на основе ZnFe, ZnAl сплавов с толщиной 18,0 мкм, 19,3 мкм целесообразно использовать для деформируемой и свариваемой продукции. Для снижения себестоимости оцинкованного металла за счет уменьшения расхода дорогостоящего цинка перспективным является одностороннее цинкование стального листа. Рассмотрены химические составы и области применения четырех наиболее распространенных покрытий на основе цинка, а именно цинкового, железоцинкового, цинк-алюминиевого и алюмоцинкового. Указано, что на современных линиях горячего цинкования покрытие на полосу наносят с двух сторон. Однако в настоящее время разрабатываются технологии одностороннего нанесения цинкового покрытия на стальную полосу, применение которых позволит снизить расход дорогостоящего цинка и, следовательно, себестоимость готовой продукции. Приведены и описаны некоторые перспективные способы и устройства для одностороннего цинкования.

Литература:

1. Гамбург, Ю.Д. Гальванические покрытия. Справочник по применению / Ю.Д. Гамбург // 2006. — 220 с.

2. Проскуркин, Е.В. Влияние способа цинкования на физико-механические, электрохимические и защитные свойства цинковых покрытий / Е.В. Проскуркин, Д.А. Сухл // Коррозия: материалы, защита. — 2006. — №5. — С. 34–42.

3. Окулов, В.В. Цинкование. Техника и технология / В.В. Окулов / Под ред. проф. В.Н. Кудрявцева. — М.: Глобус, 2008. — 252 с.

4. Проскуркин, Е. В. Защитные цинковые покрытия для жестких коррозионно-эрозионных условий эксплуатации / Е. В. Проскуркин // Теория нефтегаз. — 2009. — №9. — С. 42–51.

5. Юдин, А.Ю. Совершенствование систем управления взаимосвязанными электроприводами входного участка агрегата непрерывного горячего цинкования: автореф. дисс…. канд. техн. наук / А. Ю. Юдин. — Магнитогорск, 2006. — 194 с.

6. Новолипецкий металлургический комбинат. Эл. ресурс. URL: http://nlmk.com (дата обращения: 11.01.2021).

7. Магнитогорский металлургический комбинат. Эл. ресурс. URL: http://mmk.ru (дата обращения: 11.01.2021).

8. Череповецкий металлургический комбинат. Эл. ресурс. URL: http://severstal.ru (дата обращения: 11.01.2021).

9. Беняковский, М.А. Автомобильная сталь и тонкий лист / М.А. Беняковский, В.А. Масленников. — Череповец: Издат. дом «Череповец», 2007. — 636 с.

10. Технологическая инструкция ТИ 101-П-ЦП- 504–2008. Производство стального оцинкованного тонколистового проката на агрегате непрерывного горячего цинкования №1 / ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». — Магнитогорск: ОАО «ММК», 2008. — 114 с.

11. Технологическая инструкция ТИ 101-П-ЦП- 536–2010. Производство стального оцинкованного тонколистового проката на агрегате непрерывного горячего цинкования №2 / ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». — Магнитогорск: ОАО «ММК», 2010. — 132 с.

12. Парамонов, В.А. Производство автомобильного листа с покрытиями / В.А. Парамонов, В. В. Левенков // Современные достижения в металлургии и технологии производства сталей для автомобильной промышленности: тр. междунар. семинара. — М., 2004. — С. 226–229.

13. Мушенборн, У. Стальной лист с покрытием // Современные достижения в металлургии и технологии производства сталей для автомобильной промышленности: тр. междунар. семинара. — М., 2004. — С. 206–225.

14. Радионова, Л.В. Сравнительный анализ химических составов ванн горячего цинкования стальной полосы / Л.В. Радионова, Ю.М. Субботина // Стратегия качества в промышленности и образовании: сб. материалов IX Междунар. конф. (Болгария, Варна, 2013 г.). — Варна, 2013. — Т. 3. — С. 169–172.

15. Радионова, Л.В. Преимущества и недостатки способа горячего оцинкования стальной полосы. Проблемы цинкования / Л. В. Радионова, Ю. М. Субботина // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. — 2013. — №2. — С. 3–9.

16. Пат. 2188244 Российская Федерация. Способ получения цинка из цинкового дросса / П.П. Чернов, А.Н. Корышев, Ю.И. Ларин, А.Н. Астахов, В.Н. Евсюков, С. Ю. Бубнов. — № 2001109810/02; заявл. 11.04.2001; опубл. 27.08.2002.

17. Пат. 2363747 Российская Федерация. Способ извлечения цинка из гартцинка и печь для его осуществления / Р.А. Юдин, А. В. Виноградов, В. Ковряков, Э. А. Судаков, А.Н. Яничев. — № 2007149480/02; заявл. 27.12.2007; опубл. 10.08.2009.

18. Каталог трубопроката. Эл. ресурс. URL: http://truboprokat.com (дата обращения: 11.01.2021).

19. Петров, В.Д. Оптимизация расхода цинка при горячем цинковании / В.Д. Петров и др. // Сталь. — 2004. — №2. — С. 33–34.

20. Бельский, С.М. Основы теории тонколистового проката: учебное пособие / С. М. Бельский, Ю.А. Мухин // Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. — 82 с.

21. Чукин, М. В. Основные виды и области применения наноструктурированного высокопрочного листового проката / М. В. Чукин, В. М. Солганик, П. П. Поленков и др. // Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. — 2014. — № 4. — С. 41–44.

22. Гадалов, В.Н. Структура образования и механические свойства электрохимических диффузионных покрытий на основе хрома, используемых для восстановления валков из серого чугуна плазменной обработкой / В.Н. Гадалов, И.С. Шеренкова, И. В. Ворначева и др. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. — 2016. — Т. 14, №2. — С. 53–62.

23. Пат. 2649486С1. RU. Способ производства холоднокатаного горячеоцинкованного проката с полиуретановым покрытием / Филатова А.А., Райский С.Н., Максимов А.Н., Никитин Д.И. // Бюллетень №10, опубл. 03.04.2018.

24. Пат. 2727391С1. RU. Способ производства холоднокатаного проката с цинк-алюминиевым-магниевым покрытием / Завьялов М.П., Лэн Гийем, Хин Дюк Ле и др. // Бюллетень №21, опубл. 21.07.2020.

25. Гадалов, В.Н. Материаловедение и металловедение сварки / В.Н. Гадалов, В. Р. Петренко, С. В. Сафонов и др. // Учебник для вузов. — М.; Вологда: Инфра-Инженерия, 2021. — 308 с.

26. Гадалов, В.Н. Металловедение сварки с лабораторным практикумом по технологии конструкционных материалов (ТКМ) специальными методами сварки и пайки, контролю качества сварных соединений // В.Н. Гадалов, В. Р. Петренко, С. В. Сафонов, О. М. Губанов, Ю. В. Скрипкина. — М.: АРГАМАК-МЕДИА, 2021. — 400 с.

27. Гадалов, В. Н. Применение поляризационно-оптического метода для оценки напряжений в неоднородных моделях наплавленных комбинированных покрытий / В.Н. Гадалов, Ю.В. Скрипкина, О.М. Губанов // Сварка и диагностика. — 2021. — №2. — С. 25–29.

28. Гадалов, В.Н. Разработка технологии производства и термической обработки порошкового титанового Ti6,1Al5,4V,1,8Sn. Структура, фазовый состав, свойства / В.Н. Гадалов, О.М. Губанов, Д.С. Алымов // Заготовительные производства в машиностроении. — 2021. — Т. 19, №6. — С. 276–280.

29. Гадалов, В.Н. Нано: технологии; материалы; трубки и частицы. Применение в машиностроении, медицине и других отраслях техники / В.Н. Гадалов, В. Р. Петренко, О. М. Губанов и др. — М.: АРГАМАК-МЕДИА, 2021. — 216 с.

1. Gamburg, Yu.D. Galvanicheskiye pokrytiya. Spravochnik po primeneniyu./ Yu.D. Gamburg // 2006. — 220 s.

2. Proskurkin, E.V. Vliyaniye sposoba tsinkovaniya na fiziko-mekhanicheskiye. elektrokhimicheskiye i zashchitnyye svoystva tsinkovykh pokrytiy / E.V. Proskurkin. D.A. Sukhl// Korroziya: materialy. zashchita. — 2006. — №5. — S. 34–42.

3. Okulov, V.V. Tsinkovaniye. Tekhnika i tekhnologiya. / V. V. Okulov pod red. prof. V. N. Kudryavtseva// M.:Globus. 2008.-252s

4. Proskurkin, E. V. Zashchitnyye tsinkovyye pokrytiya dlya zhestkikh korrozionno-erozionnykh usloviy ekspluatatsii / E. V. Proskurkin // Teoriya neftegaz. — 2009. — №9. — S. 42–51.

5. Yudin, A.Yu. Sovershenstvovaniye sistem upravleniya vzaimosvyazannymi elektroprivodami vkhodnogo uchastka agregata nepreryvnogo goryachego tsinkovaniya: avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk / A. Yu. Yudin. — Magnitogorsk. 2006. — 194 s.

6. Novolipetskiy metallurgicheskiy kombinat. El. resurs. URL: http://nlmk.com (data obrashcheniya 11.01.2021).

7. Magnitogorskiy metallurgicheskiy kombinat. El. resurs. URL: http://mmk.ru (data obrashcheniya 11.01.2021).

8. Cherepovetskiy metallurgicheskiy kombinat. El. resurs. URL: http://severstal.ru (data obrashcheniya 11.01.2021).

9. Benyakovskiy, M.A. Avtomobilnaya stal i tonkiy list / M.A. Benyakovskiy. V.A. Maslennikov. — Cherepovets: Izdat. dom «Cherepovets». 2007. — 636 s.

10. Tekhnologicheskaya instruktsiya TI 101-P-TsP- 504–2008. Proizvodstvo stalnogo otsinkovannogo tonkolistovogo prokata na agregate nepreryvnogo goryachego tsinkovaniya № 1 / OAO «Magnitogorskiy metallurgicheskiy kombinat». — Magnitogorsk: OAO «MMK». 2008. — 114 s.

11. Tekhnologicheskaya instruktsiya TI 101-P-TsP- 536–2010. Proizvodstvo stalnogo otsinkovannogo tonkolistovogo prokata na agregate nepreryvnogo goryachego tsinkovaniya № 2 / OAO «Magnitogorskiy metallurgicheskiy kombinat». — Magnitogorsk: OAO «MMK». 2010. — 132 s.

12. Paramonov, V. A. Proizvodstvo avtomobilnogo lista s pokrytiyami / V.A. Paramonov. V. V. Levenkov // Sovremennyye dostizheniya v metallurgii i tekhnologii proizvodstva staley dlya avtomobilnoy promyshlennosti: tr. mezhdunar. seminara. — M., 2004. — S. 226–229.

13. Mushenborn. U Stalnoy list s pokrytiyem // Sovremennyye dostizheniya v metallurgii i tekhnologii proizvodstva staley dlya avtomobilnoy promyshlennosti: tr. mezhdunar. semi¬nara. — M., 2004. — S. 206–225.

14. Radionova, L. V. Sravnitelnyy analiz khimicheskikh sostavov vann goryachego tsinkovaniya stalnoy polosy / L. V. Radionova. Yu. M. Subbotina // Strategiya kachestva v promyshlennosti i obrazovanii: sb. materialov IX mezhdunar. konf. (Bolgariya. Varna. 2013 g.). — Varna. 2013. — T. 3. — S. 169–172.

15. Radionova, L.V. Preimushchestva i nedostatki sposoba goryachego otsinkovaniya stalnoy polosy. Problemy tsinkovaniya / L. V. Radionova. Yu. M. Subbotina // Mashinostroyeniye: setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal. — 2013. — №2. — S. 3–9.

16. Pat. 2188244 RF. Spo¬sob polucheniya tsinka iz tsinkovogo drossa / P. P. Chernov, A.N. Koryshev, Yu. I. Larin, A.N. Astakhov, V.N. Evsyukov, S.Yu. Bubnov. — № 2001109810/02; zayavl. 11.04.2001; opubl. 27.08.2002.

17. Pat. 2363747 RF. Sposob izvlecheniya tsinka iz garttsinka i pech dlya ego osushchestvleniya / R. A. Yudin, A.V. Vinogradov, V. Kovryakov, E.A. Sudakov, A.N. Yanichev. — №2007149480/02; zayavl. 27.12.2007; opubl. 10.08.2009.

18. Katalog truboprokata. El. resurs. URL: http://truboprokat.com (data obrashcheniya 11.01.2021).

19. Petrov, V.D. Optimizatsiya raskhoda tsinka pri goryachem tsinkovanii / V.D. Petrov i dr. // Stal. — 2004. — №2. — S. 33–34.

20. Belskiy, S. M. Osnovy teorii tonkolistovogo prokata: Uchebnoye posobiye / S. M. Belskiy. Yu.A. Mukhin // Lipetsk: Izd-vo LGTU. 2013. — 82 s.

21. Chukin, M.V. Osnovnyye vidy i oblasti primeneniya nanostrukturirovannogo vysokoprochnogo listovogo prokata / M. V. Chukin. V. M. Solganik. P. P. Polenkov t dr. // Vestnik MGTU im. G. I. Nosova. 2014. №4. — S. 41–44.

22. Gadalov, V.N. Struktura obrazovaniye i mekhanicheskiye svoystva elektrokhimicheskikh diffuzionnykh pokrytiy na osnove khroma. ispolzuyemykh dlya vosstanovleniya valkov iz serogo chuguna plazmennoy obrabotkoy / V.N. Gadalov, I. S. Sherenkova, I. V. Vornacheva i dr. // Vestnik MGTU im.. G. I. Nosova. 2016. T. 14. №2. — S. 53–62.

23. Pat. 2649486S1. RU. Sposob proizvodstva kholodnokatanogo goryacheotsinkovannogo prokata s poliuretanovym pokrytiyem / A.A. Filatova, S.N. Rayskiy, A.N. Maksimov, Nikitin D. I. // Byulleten №10. opubl. 03.04.2018.

24. Pat. 2727391S1. RU. Sposob proizvodstva kholodnokatanogo prokata s tsink-alyuminiyevym-magniyevym prokatom / Zavialov M. P. Len Giyem. Khin Dyuk Le i dr // Byulleten №21. opubl. 21.07.2020.

25. Gadalov, V.N. Materialovedeniye i metallovedeniye svarki / V.N. Gadalov, V. R. Petrenko, S. V. Safonov i dr. // Uchebnik dlya vuzov M.; Vologda: Infra-Inzheneriya. 2021.-308s.

26. Gadalov, V.N. Metallovedeniye svarki s laboratornym praktikumom po tekhnologii konstruktsionnykh materialov (TKM) spetsialnymi metodami svarki i payki. kontrolyu kachestva svarnykh soyedineniy // V.N. Gadalov, V. R. Petrenko, S. V. Safonov, O. M. Gubanov, Yu. V. Skripkina // M.: ARGAMAK-MEDIA. 2021. — 400s.

27. Gadalov, V.N. Primeneniye polyarizatsionno-opticheskogo metoda dlya otsenki napryazheniy v neodnorodnykh modelyakh naplavlennykh kombinirovannykh pokrytiy / V.N. Gadalov, Yu. V. Skripkina, O. M. Gubanov // Svarka i diagnostika. 2021. №2. — S. 25–29.

28. Gadalov, V.N. Razrabotka tekhnologii proizvodstva i termicheskoy obrabotki poroshkovogo titanovogo Ti6.1Al5.4V. 1.8Sn/ Struktura. fazovyy sostav. svoystva V.N. Gadalov, O. M. Gubanov, D. S. Alymov // Zagotovitelnyye proizvodstva v mashinostroyenii. 2021. T. 19. №6. — S. 276–280.

29. Gadalov, V.N. Nano: tekhnologii; materialy; trubki i chastitsy Primeneniye v mashinostroyenii. meditsine i drugikh otraslyakh tekhniki / V. N. Gadalov, V. R. Petrenko, O. M. Gubanov i dr. // M.: ARGAMAK-MEDIA. 2021. — 216 s.

Настоящая работа частично решает научно-технические проблемы прокатного производства в металлургической промышленности, а именно в области непрерывного производства стальной полосы с покрытием, обладающей повышенной коррозионной стойкостью, путем сочетания методов горячего погружения в ванну с расплавом из металлической композиции и последующего нанесения полимерного покрытия валковым способом.

Стальной прокат с антикоррозионным покрытием находит широкое применение в таких направлениях народного хозяйства России, как строительство, автомобилестроение, изготовление корпусного оборудования, производство внешних панелей зданий и др. Наибольшее распространение в последнее время для защиты стальных изделий от коррозии применяют металлогальванические осажденные цинковые покрытия, а также многослойные покрытия, где на стальную основу поочередно наносятся цинк, грунт и эмаль. Главной причиной активного применения цинка в качестве основы защитного покрытия является его низкий электродный потенциал, обеспечивающий антикоррозионную защиту стального листа от его неприкрытых участков за счет расходования цинка в процессе электроосаждения, в сочетании с высокой технологичностью цинка [1].

Цинкование является одним из самых распространенных способов защиты металлических конструкций от коррозии. В настоящее время нашли применение следующие способы нанесения металлических цинковых покрытий: гальваническое осаждение при электролизе, газотермическое напыление или металлизация, термодиффузионное насыщение в порошке, погружение в расплавленный металл (горячее цинкование), плакирование [1–4]. Среди вышеперечисленных способов нанесения цинковых покрытий горячее цинкование стальной полосы занимает одно из ведущих мест и является наиболее востребованным.

Горячеоцинкованная стальная полоса нашла свое применение в строительстве, автомобилестроении, производстве бытовой техники и многих других отраслях промышленности и хозяйства. Основным свойством оцинкованной стали, определяющим его широкое промышленное использование, является высокая коррозионная стойкость при сохранении всех качеств обычного стального листа.

Для Цитирования:
Гадалов, Губанов, Скрипкина, Субботина, Мониторинг состояния и развития агрегатного оборудования для непрерывного горячего цинкования тонколистового стального проката. Главный механик. 2021;12.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: