Проект термического отделения высокотемпературного отжига анизотропной электротехнической стали толщиной 0,35 мм. Годовая программа 150 тысяч тонн (стр. 15 из 22)

· Машина для правки подовых плит (1 шт.);

· Сварочный преобразователь (2 шт.).

Силовое оборудование:

· Компрессор (2 шт.);

· Насос вакуумный (29 шт.);

· Аэратор ПАМ - 24 (2 шт.).

К подъемно - транспортному оборудованию относятся:

· Клещи полуавтоматические грузоподъемностью 14 тонн (3 шт.);

· Мостовые краны (3 шт.).

3.5 Расчет производственных площадей, планировка отделения

Отделение высокотемпературного отжига анизотропной электротехнической стали, представляет собой производственную единицу и входит в состав листопрокатного цеха. Расстановка оборудования в отделении, т.е. планировка, должна производится с учетом соблюдения техники безопасности, наилучшей организации технологического процесса, экономии и обеспечения минимального пути транспортировки.

Проектируемое отделение располагается в отдельном пролете и представляет собой одноэтажное здание, имеющее на плане вид прямоугольника. Каркас здания состоит из металлических колонн и ферм, несущих кровлю. Отделение имеет два въезда шириной 10 метров.

Общая производственная площадь отделения определяется по укрупненным показателям; принятое проектом количество печей умножают на укрупненную норму площади данного цеха

F_п = П_п × f,(32)

где F_п – общая площадь отделения, м²;

П_п – принятое количество печей, шт.;

f – укрупненная норма площади на одну печь, м².

Укрупненная норма площади на одну печь принимается равной 50 – 90 м² [17].

F_п = 130 × 70 = 9100 м².

Проезды и проходы считаются отдельно и составляют 25 – 30% от производственной площади.

П_рх = 9100 × 0,3 =2730 м².

Общая площадь отделения высокотемпературного отжига определяется по формуле

F = F_п + П_рх, (33)

F = 9100 + 2730 = 11830 м².

Оборудование располагается от стен на расстоянии 1 – 1,5 м, расстояние между печами – 1,5 – 2 м, проезды 3 – 4 м.

Грузопоток изделий, т.е. движение в технологической последовательности должен быть однородным и направленным (без встречных перемещений и пересечений).

В отделении предусмотрены помещения контор начальника отделения, сменных мастеров, а также помещение КИПа. Освещение термических цехов является совмещенным, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Естественная вентиляция имеет важное значение для поддержания необходимых условий в цехе. В дополнение к естественной вентиляции в термических цехах устанавливают механическую. Зимой предусмотрен нагрев воздуха.

Подсобные помещения (магазины, мастерские), склады составляют 60% от производственной площади

F_ск = 0,6 × 11830 = 7098 м².

Общая площадь отделения

S_пр = 11830 + 7098 = 18928 м².

В отделении бытовые помещения не размещаются. Они располагаются в пристройке цеха, которая делается с боковой стороны. Там находятся гардеробы, умывальные, душевые, туалеты и комнаты отдыха.

4. Влияние скорости нагрева на величину зерна перед вторичной рекристаллизацией

4.1 Материал и обработка

В качестве материала исследования была выбрана промышленная анизотропная электротехническая сталь производства НЛМК с толщиной листа 0,35 (табл. 18).

Таблица 18 . Химический состав исследуемой стали

Сталь	С	Mn	Si	P	S	Cr	Ni	Cu	Al
0,35 мм	0,045	0,20	2,9	0,01	0,005	0,04	0,05	0,56	0,011

Обработка исследуемой стали осуществлялась в промышленных условиях по принятой технологии, включающей выплавку в конверторных печах, горячую прокатку, травление горячекатаного подката, первую холодную прокатку на промежуточную толщину с последующим обезуглероживающем отжигом, вторую холодную прокатку на конечную толщину.

Дальнейшая обработка проводилась в лабораторных условиях. Для этого из холоднокатаной полосы вдоль направления прокатки вырезались образцы размером 150

30 мм для исследования фазо - и структурообразования, и 305 30 мм для измерения магнитных свойств. Отжиг образцов на вторичную рекристаллизацию проводился в лабораторной трубчатой печи в атмосфере аргона по режиму:

- нагрев до 700 °С с произвольной скоростью;

- с 700 °С до 800 °С со скоростью 50 °С/час;

- с 800 °С до 1050 °С со скоростями 15, 25, 50 °С/час.

Рис. 13. Температурный режим отжига анизотропной электротехнической стали толщиной 0,35 мм.

В процессе отжига производился отбор образцов при температурах: 800, 840, 880, 900, 925, 940, 1000, 1025, 1050 °С (рис. 13). Образцы охлаждались на воздухе.

Режим отжига поддерживался с помощью регулирующего устройства РУ5 - 01М и прибора КСП - 2 - 039. Температура в рабочей зоне печи контролировалась печной термопарой типа ПП и термопарой типа ХА. Рабочая зона печи выбиралась с учетом минимального градиента температур (рис. 14)

Для измерения магнитных свойств образцы стали размерами 305

30 мм подвергались высокотемпературному отжигу при 1150 °С в течении 30 часов в промышленной колпаковой печи по принятой технологии.

Рис. 14. График распределения температур по длине печи S

4.2 Метод исследования микроструктуры

Стабильность структуры первичной рекристаллизации на инкубационном периоде аномального роста оценивалась путем исследования микроструктуры.

Исследование микроструктуры проводилось на микрошлифах.. Для приготовления микрошлифов несколько образцов размерами 30

30 мм собирались в струбцине и предназначенная для шлифа поверхность вначале шлифовалась на наждачной бумаге, затем полировалась на алмазной пасте и окончательно на станке , диск которого покрыт сукном. Сукно смачивают водой, в которой во взвешенном состоянии находились частицы окиси хрома. При достижении зеркальной поверхности шлиф промывался водой, высушивался м подвергался травлению в течении 20 секунд в 4% - растворе азотной кислоты в этиловом спирте.

Микроструктура изучалась на структурном анализаторе EPIQUANT при увеличении

300, 500 в полуавтоматическом режиме. Размер зерна определялся методом случайных секущих Метод состоит в подсчете пересечений границ зерен случайной секущей. Такой секущей служит средняя линия окуляр - микрометра.

Для определения среднего размера зерен исследуемый образец устанавливают на микроскоп и подсчитывают количество зерен (число пересечений), укладывающихся на всей длине линейки окуляра или определенной ее части. Увеличение микроскопа подбирают таким образом, чтобы на длине линейки окуляра укладывалось не менее 10 зерен. Таких подсчетов делают не менее десяти в различных участках шлифа.

Размер зерна определялся методом секущих оценкой не менее 300 зерен, что обеспечивает погрешность измерений не более 5%. Учет длины секущей L и количество учтенных зерен n определялось автоматически. Средний размер зерна определялся по выражению: d=

, мкм.

По полученным данным строились зависимости размера зерна от температуры отжига.

4.3 Исследование микроструктуры

Результаты исследования микроструктуры в температурном интервале, предшествующем началу вторичной рекристаллизации, представлены в табл. 18. В результате первичной рекристаллизации структура исследуемой стали получилась равнозернистой и однородной. На начало исследуемого температурного интервала размер зерна в стали составляет 23 - 26 мкм (табл. 18); при повышении температуры отжига наблюдается увеличение среднего размера зерна (нормальный рост), который достигает 32 - 34 мкм. при температуре 1050 °С. Наиболее интенсивно рост зерна происходит в интервалах 800 - 880 °С и выше 960 °С (рис. 15 ), в интервале 880 - 940 °С при скоростях нагрева 15 и 25 °С/час наблюдается постоянство размера зерна, рост зерна при скорости нагрева 50 °С/час не подчиняется этим закономерностям и происходит сравнительно интенсивно во всем исследованном температурном интервале.

Таблица 18. Изменение размера зерна при отжиге стали толщиной 0,35 мм.

Скорость нагрева, °С/час	Размер зерна, мкм. при температуре отжига °С
	800	840	880	900	925	940	960	1000	1025	1050
15	23,1	23,7	24,6	25,1	25,2	25,7	-	27,4	28,8	33,0
25	26,0	27,5	28,3	28,7	28,8	29,1	-	30,0	30,8	33,6
50	23,6	24,5	24,8	25,4	25,6	-	27,3	27,8	29,3	32,0

Влияние температуры отжига на размер зерна d (скорость нагрева:

1. - 15 °С/час;

2. - 25 С/час;

3. - 50 С/час)

Исследование микроструктуры стали косвенно подтверждает, что при увеличении скорости нагрева снижает стабильность матрицы. При скорости нагрева 15 и 25 °С/час на кривых зависимости размера зерна от температуры характерно наличие участков с практически неизмененным размером зерна. В то же время при скорости нагрева 50 °С/час рост зерна происходит сравнительно интенсивно во всем исследуемом температурном интервале, тому соответствует минимальное значение плотности частиц ингибиторной фазы равное 18

10¹³ см ^{- 3}.