Термохимические и газодинамические процессы при производстве стального проката с антикоррозионным покрытием

• Автор: Пахалуев, Валерий Максимович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 230 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЬНОГО ПРОКАТА С АНТИКОРРОЗИОННЫМИ ПОКРЫТИЯМИ
1.1 .Коррозионные характеристики покрытий
1.2 Высокопроизводительные агрегаты горячего цинкования и алюмоцинкования стальной полосы
1.3.Производство стальной проволоки с
антикоррозионным покрытием
1.4. Антикоррозионные покрытия труб и уголков
1.5.Основные операции при обработке стального проката
перед нанесением покрытий и последующей термообработке
1 .б.Выводы и задачи исследований
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ НА СТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
2.1.Особенности взаимодействия стальной поверхности с атмосферой
продуктов сгорания топлива
2.2.Метод лазерной интерферометрии в исследовании термохимических процессов на стальной поверхности
2.2.1. Состав оборудования и принцип работы установки
лазерного интерферометра
2.2.2. Методика расчета толщины оксидной пленки и ее
оптических характеристик
2.2.3. Экспериментальные значения оптических
параметров пленки
2.3.Исследование окислительно-восстановительных процессов

при ТХО стальной поверхности
2.3.1. Условия и параметры скоростного нагрева
2.3.2. Термодинамические условия окисления стали
в продуктах сгорания топлива
2.3.3. Характеристики окислительно-восстановительного нагрева
статей различных марок при термохимической обработке
2.3.4. Термохимическая обработка проката при наличии
сероводорода в отопительном газе
2.3.5. Основные кинетические параметры окислительно-
восстановительного процесса
2.4.Термическая очистка поверхности стального проката
2.4.1. Общая характеристика загрязнений
2.4.2.Кинетические закономерности термической очистки
2.4.3. Оптимизация процесса термической очистки
в протяжной печи
3. КИНЕТИКА ЗАРОЖДЕНИЯ И РОСТА-ОКСИДОВ
В УСЛОВИЯХ СКОРОСТНОГО НАГРЕВА 87
3.1.Термодинамические условия окисления с зародышеобразованием
3.2.Особенность зародышеобразования в твердой фазе
3.3.Инкубационный период зародышеобразования
3.4.Кинетика роста оксидов в неизотермических
условиях нагрева
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТХО И ТО ПРИ НАНЕСрНИИ ПОКРЫТИЙ НА СТАЛЬНУЮ ПОЛОСУ
4.1. Экспериментальный стенд алюмоцинкования полосы
4.2. Анализ; качества наносимого покрытия
4.3. Влияние газовых и температурных режимов

над расплавом Н20<0,07% (Ст.р.<-25°С). Опыт работы агрегатов цинкования
определял предельные значения Н,0< 0,2% (1Хр_<-15°С). Такое расхождение
связано с динамическими условиями взаимодействия полосы с расплавом и непрерывным удалением оксидов цинка полосой, что не учитывалось при разработке режимов нанесения покрытий.
Качество антикоррозионного покрытия во многом определяется процессом его формирования из жидкометаллической пленки расплава после выхода полосы из ванны. Многочисленные экспериментальные данные, связывающие толщину покрытия с давлением среды в газовых соплах, представлены в литературе, как правило, в виде линейных регрессий или в полуэмпирической форме взаимодействия одиночной струи с преградой [18,19]. В большинстве моделей формирования покрытий не учитывается расширение газовых струй, игнорируется взаимодействие соударяющихся струй в области кромок полосы и охлаждение жидкометаллической пленки потоком газа в области формирования покрытия.
Структура алюминиевого покрытия и его свойства зависят от скорости охлаждения после нанесения покрытия. Если при производстве «Гальвалюма» требуется скорость охлаждения не менее 20°С/с, то покрытие типа «Гальфан» требует скорости охлаждения не менее 50°С/с. Фирмы-производители проката с алюмоцинковым покрытием приводят широкий диапазон скоростей охлаждения [20], но никак не связывают с коррозионными и другими свойствами покрытия, в частности с последующим отпуском с целй'*стабилизации свойств покрытия.
Протекание процесса диффузионного отжига оцинкованной полосы с целью получения железоцинкового покрытия сложным образом зависит от многочисленных параметров: содержания алюминия в расплаве, химического состава полосы, температуры отжига, его продолжительности и т.д. [21,22]. Большинство зарубежных исследований по отжигу носят чисто эмпирический характер и пригодны для оценки режимных параметров процесса для узкого диапазона температур и конкретного химического состава сталей зарубежных фирм [23 , 24 ] <,
Если в настоящее время операции термохимической обработки (ТХО) в сочетании с термической обработкой (ТО) в полной мере реализованы в высокопроизводительных агрегатах АНГЦ и АНГА при производстве оцинкованной