или сульфатно-натриевых ванн). Кроме того, эти методы не обеспечивают полного удаления окалины, продуктов гидролиза и травильного шлама с некоторых участков. В итоге это ухудшает качество поверхности и приводят к появлению дефектов. Традиционные методы удаления окалины с металлопродукции имеют существенные недостатки: P ускоренный износ оборудования: даже при частичном присутствии окалины на катанке, она действует как абразив, вызывая повышенный износ обрабатывающего оборудования (например, волоков). Твердость гематита по шкале Мооса составляет пять-шесть единиц, а твердость стали — четырепять; P использование опасных веществ: технологический процесс часто включает применение высокоопасных веществ. Например, серная кислота относится ко второму классу опасности. Процесс травления не только требует присутствия кислоты, но и сопровождается выделением ее паров из ванн, подогретых до 80—90 оC; P риск взрыва или пожара: при травлении железосодержащих изделий в соляной кислоте выделяется водород (20—25 м3/ч), что создает риск взрыва или пожара, усугубляемый парами самой кислоты. Для предотвращения попадания паров кислоты и воды в воздух производственного цеха ванны оборудуются специальными крышками. Под каждой крышкой устанавливаются два патрубка для отсоса воздушнопаровой смеси. Расход воздуха для отсоса составляет 12—15 тыс. м3/ч на ванну. Для ванн с щелочным раствором и горячей водой этот показатель снижается вдвое. Для предотвращения взрывоопасной концентрации водорода в воздухе производственной зоны, его смешивают с наружным воздухом в объеме 5—7 тыс. м3/ч. Для соблюдения санитарных норм в приземном слое предприятия выброс воздуха осуществляется через трубу высотой 40—50 м. Тяга обеспечивается титановым центробежным вентилятором. Загрязненная кислотой вода, относящаяся к отработанным травильным растворам (ОТР), направляется на регенерационную установку. Известно, что значительное экологическое воздействие (как по объему, так и по классу опасности) связано с образованием отходов ОТР на этапах химического травления заготовок и их термообработки в агрегатах патентирования. Приведем в качестве примера метизное предприятие, выпускающее 360 тыс. т готовой продукции в год и использующее химический способ удаления окалины. Оно генерирует 26,5 тыс. т сульфатных отходов от сернокислотного травления ежегодно. Эффективной и экономически оправданной альтернативой традиционным методам удаления окалины, отвечающим строгим экологическим требованиям, является очистка поверхностей полуфабрикатов и готовых изделий с помощью лазерного излучения. Лазерная обработка не только удаляет окисные пленки (окалину) и поверхностные дефекты, но и снижает шероховатость, улучшая тем самым качество поверхности готовой продукции. Применение лазерного излучения для удаления нежелательных окислов с поверхности металлических заготовок обеспечивает экологически безопасный процесс, не изменяя при этом геометрические размеры и форму изделий. Высокая экономическая эффективность данного способа обусловлена низким энергопотреблением и высокой скоростью очистки. Основываясь на многолетнем опыте прикладных исследований в области лазерных технологий обработки материалов, специалисты ЦНИИчермет им. И.П. Бардина и НПП ВОЛО совместно разработали и успешно апробировали в лабораторных условиях сквозную технологию лазерной обработки поверхности катанки от прокатной окалины. Эта технология позволяет эффективно удалять окалину в условиях поточного производства круглого проката, обеспечивая при этом требуемые свойства готовой продукции. Лазерная обработка окалины основана на циклическом нагреве и последующем охлаждении поверхности заготовки. Этот процесс создает растягивающие напряжения по всей толщине окалины. Путем оптимизации параметров обработки достигается растрескивание и отслаивание абразивных и твердых слоев окалины от поверхности. Разрушение и удаление окалины проис82 МЕТАЛЛОСНАБЖЕНИЕ И СБЫТ • ОКТЯБРЬ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ
RkJQdWJsaXNoZXIy MjgzNzY=