Повышение эффективности тепловой работы плавильных печей-ванн метизного производства

• Автор: Юдин, Илья Рафаилович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 180 с. : ил.

1. Анализ технологических процессов, конструкций и способов нагрева печейванн плавления, нанесения покрытий метизного производства и методов их расчета
1.1. Анализ технологических процессов плавления и нанесения покрытий, применяемых в метизном производстве.

1.1.1. Горячее оцинкование метизов.

1.1.2. Обработка метизов в щелочном расплаве

1.2. Анализ конструкций и способов нагрева печейванн

плавления и нанесения покрытий.

1.2.1. Печи со стальными ваннами с боковым нагревом.

1.2.2. Печиванны с форкамерным нагревом

1.2.3. Выбор рекуператора для печейванн с форкамерным нагревом

1.2.4. Конструкция и способ нагрева нечиванны для получения низкоуглсродистой проволоки с блестящим цинковым покрытием.
1.2.5. Анализ существующих конструкций печейванн щелочного расплава, включая печиваниы с погружными нагревателями в различные расплавы
1.3. Выбор конструкций и способов нагрева, анализ существующих подходов к теплотехническим расчетам печейванн
1.4. Выводы по главе и постановка задачи.
2. Совершенствование печейванн форкамерного нагрева с посгадийным сжиганием природного газа и инженерные подходы
к математическому моделированию их тепловой работы.
2.1. Совершенствование печейванн форкамерного нагрева с посгадийным сжиг анием природног о г аза для горячего оцинкования гвоздей.
ВВЕДЕНИЕ


Близкое расположение к границе РФ и относительная близость к морским портам позволяет говорить о хороших экспортных возможностях предприятия. Качество выпускаемой продукции крупными предприятиями находится приблизительно на одном уровне, но аттестация продукции на соответствие международным стандартам повышает возможности предприятия, как на национальном рынке, так и за рубежом. Однако до последнего времени производственные технологии предприятий, производящих гвозди, мало отличались друг от друга и изменялись очень медленно, наибольшие изменения происходили в ассортименте продукции. ЗЛО Северстальметиз имеет наиболее широкий ассортимент выпускаемой продукции. Однако для сохранения конкурентоспособности необходимо внедрять современные технологии по производству гвоздей, содержащие ноухау. Это, как правило, изобретения. Для решения указанных проблем необходимы принципиально новые решения, поэтому горячее оцинковаиие гвоздей потребовало разработки принципиально новой конструкции печиванны и способа ее нагрева, на которые ЗАО Северстальметиз получен Патент РФ на двойное изобретение . Ранее оцинкованные гвозди изготавливали из оцинкованной низкоуглеродистой проволоки. Однако на гвоздильных автоматах при формировании шляпки гвоздя с неб сбивалась часть покрытия, а именно шляпка гвоздя в большей степени, чем стержень, должна обладать повышенной коррозионной стойкостью. За рубежом, стальные гвозди оцинковывают в готовом виде. Именно такая продукция находит спрос у многочисленных потребителей на внутреннем и мировом рынках. С использованием этого изобретения был построен отдельный участок, на котором внедрены две технологические линии для горячего оцинкования гвоздей. Подробное описание конструкции печиванны и способа е нагрева представлены во второй главе, так как разработка этой печи выполнена в рамках настоящей работы. Здесь же отметим, партию стальных гвоздей оцинковывают в специальных мкостях перфорированных вдрах. Результаты расчета полученного экономического эффекта представлены в табл. П. 1. Особый интерес представляют технологии изготовления стальных ванн и технологические режимы оцинкования. Технология изготовления стальных ванн, в частности предназначенных для оцинкования метизов, во многом определяет их стойкость. За рубежом их изготавливают из плит толщиной до мм, химический состав которых близок к армкожелезу . Каждая плита имеет индивидуальный паспорт. После расчта раскроя на автомате производят плазменную резку плит. Заготовки изгибают на уникальном прессе с подвижной станиной, способном изгибать металл толщиной до 0 мм. Место изгиба предварительно нагревают до 0С. Углы ванны формируют изгибом. Это позволяет перенести сварные швы на стенки ванны и снизить возникающие в них напряжения. Для заполнения шва используют наполнитель из материала плавки ванны. Качество швов проверяют флуоресцентным методом с последующей наплавкой на сомнительных местах. После этого осуществляют ультразвуковой контроль. Такая технология изготовления стальных ванн в отечественной промышленности не освоена, поэтому срок их службы в зависимости от технологии составляет 0,,0 года, тогда как гарантированный срок службы ванн из армкожелеза, изготовленных по описанной технологии, составляет лет. Отечественные ванны изготавливают из низкоуглеродистых сталей, например, КП. Иногда срок их службы составляет месяца. Стойкость стальной ванны зависит не только от е химического состава и технологии изготовления, но и от температуры расплава цинка, производительности установки и равномерности нагрева стенок ванны. При горячем оцинковании сталь реагирует с расплавом цинка, образуя слой железоцинкового сплава. Механизм этой реакции практически идентичен механизму нанесения цинкового покрытия на метизы. Однако этот процесс отрицательно влияет на стойкость стальной ванны. Из него видно, что при температуре 0С эта реакция протекает особенно интенсивно . В результате этого содержание железа в железоцинковом сплаве возрастает. Рис. Скорость диффузии зависит от отдельных фаз в слое сплава и от градиента концентрации этих фаз. С увеличением толщины слоя сплава скорость диффузии снижается.