СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БЕЛОЙ ЖЕСТИ Российский патент 1997 года по МПК C21D9/66 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству холоднокатаной стальной полосы для изготовления белой жести, используемой для приготовления консервных банок.

Известен способ производства жести, принятый за аналог [1] заключающийся в выплавке стали 08 кп, последующей разливке, горячей прокатке, холодной прокатке, обезжиривания, отжига холоднокатаной полосы конечной толщины (0,18
0,35 мм) в башенной печи непрерывного отжига, дрессировке и проведении покрытия оловом (горячее или электролитическое). Получение жести различной твердости осуществляется выбором режимов термообработки температуре отжига, длительность выдержки, скорость охлаждения. Однако данный способ производства не может обеспечить получение жести, обладающей достаточной твердостью и очень глубокой степенью вытяжки, которая позволяет получать банки для хранения пива и напитков, имеющих всего один шов, соединяющий банку и крышку.

Известен способ получения жести с низким углеродом, принятый в качестве ближайшего аналога [2] который обеспечивает получение металла со сверхглубокой вытяжкой, обеспечивающей получение легкооткрываемых банок для пищевых жидкостей, имеющих только один шов, соединяющий крышку и банку. Способ заключается в выплавке металла LD-способом, последующем обезуглероживании в RH-установке. Затем следуют: горячая прокатка, обезжиривание, холодная прокатка, рекристаллизационный отжиг, дрессировки и получение покрытия, путем нанесения слоя олова горячим или электролитическим методами. Основной недостаток данного способа производства заключается в необходимости установки дорогого вакуумного дегазатора, требовании использования при разливке огнеупоров, не содержащих углерода (или содержащих его в незначительном количестве). Последнее также определяет значительные затраты и повышение себестоимости производства жести.

Для уменьшения эксплуатационных затрат и сокращения длительности процесса производства стали с низким содержанием углерода (особенно за счет исключения ряда операций), процесс обезуглероживания совмещается с рекристаллизационным отжигом жести в башенной печи агрегата непрерывного отжига.

Положительный результат достигается тем, что в способе производства белой жести, включающем выплавку, обезуглероживание, разливку металла, горячую прокатку, холодную прокатку, обезуглероживание, рекристаллизационный отжиг и дрессировку с последующим покрытием оловом, в отличии от прототипа дополнительное обезуглероживание металла с 0,5 0,07 до 0,003 0,008% С совмещают с процессом рекристаллизационного отжига в башенной печи непрерывного отжига жести и проводят его во влажной азото-водородной атмосфере с содержанием 4 7% водорода и влажностью 8-30 г/м³ при температуре металла в интервале 700 800^oC в течение 200-600 с.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Сталь 08 пс выплавляется в кислородном конвертере, затем металл разливается с помощью машины непрерывного литья заготовки. Полученные заготовки передаются на стан горячей прокатки, который обеспечивает получение рулонов горячекатаного листа толщиной 1,5 2,0 мм. Рулоны передаются на стан холодной прокатки, который обеспечивает получение жести конечной толщины. Рулоны передаются к агрегату непрерывного отжига, в состав которого входит башенная печь.

Башенная печь включает ряд камер: нагрева, выдержки, регулируемого и окончательного охлаждения. Процесс нагрева производят во влажной атмосфере (4-7 H₂, остальное азот, влажность 8 30 г/м³). В камере нагрева полоса нагревается до 700 830^oC. Затем металл поступает в камеру выдержки, где при данной температуре он выдерживается во влажной атмосфере, указанного состава, в течение 200 600с. Затем в камерах ускоренного и окончательного охлаждения в сухом защитном газе температура полосы снижается до уровня, при котором, выходя из печи, металл не окисляется на открытом воздухе.

Во влажной азото-водородной атмосфере происходит удаление углерода из полосы, движущейся через печь, в основном по следующей реакции
C + H₂O CO + H₂
В зависимости от температуры, состава и толщины полосы, скорости ее транспортировки подбирается влажность атмосферы, ее количество и длительность выдержки при температуре обезуглероживания.

Влажная азото-водородная атмосфера подготавливается непосредственно перед подачей в печь пропусканием части сухого защитного газа через скруббер снизу вверх через колонку с засыпкой из колец Рашига, которые сверху орошаются подогретой водой, циркулирующей в скруббере. Газ увлажняется и подается в нужные камеры печи. Количество влаги в газе определяется его температурой: чем она выше, тем больше паров воды может находиться в одном кубическом метре без насыщения и выпадения в виде капель. Подогрев воды, а, следовательно, и газа, осуществляется с помощью нагревателей, мощность которых регулируется в зависимости от заданной температуры. Число необходимых скрубберов определяется производительностью агрегата, т.е. количеством влаги (влажной атмосферы), необходимой для осуществления процесса.

Данный способ может быть реализован как с помощью специально построенного агрегата, так и на действующей печи. Во втором варианте процесс обезуглероживания может быть начат и в камере нагрева с тем, чтобы обеспечить получение необходимой выдержки во влажной атмосфере, которая подается в агрегат через рассредоточенные по высоте и ширине камер подводы, что обеспечивает хороший массообмен с движущейся полосой. Отработанная атмосфера сбрасывается через свечи, расположенные сверху камер нагрева и выдержки.

При влажности азото-водородной атмосферы ниже 8 г/v³ процесс обезуглероживания замедляется и не протекает в должной степени. При влажности азото-водородной атмосферы более 30 г/л³ есть опасность окисления полосы.

При температуре металла ниже 700^oC скорость процесса обезуглероживания резко замедляется и при предлагаемом интервале времени результат не достигается, а при температуре металла выше 830^oC в обезуглероживаемой полосе происходит аномальный рост зерна, что ухудшает технологические свойства жести при переработке у потребителя.

Если отжиг при выше указанных режимах проводить в течение менее 200 с - не достигается требуемая степень обезуглероживания, а если время отжига увеличить более 600 с происходит чрезмерное обезуглероживание, возникает опасность разрыва отжигаемой полосы в печи.

Содержание H₂ в пределах 4 7% исключает процесс окисления железа и обеспечивает светлую поверхность отожженного металла.

При повышенном содержании углерода в металле и отсутствии возможности на действующем агрегате обеспечить необходимую длительность выдержки полоса может пропускаться через агрегат дважды, т.е. содержание углерода снижается в две стадии.

Предлагаемый способ производства обеспечит:
получение металла с пониженным содержанием углерода и высокими пластическими свойствами, что значительно улучшит потребительские качества готовой жести;
исключение стадии обработки жидкой стали в специальном вакуумном дегазаторе;
совмещение операции обезуглероживания с рекристаллизационным отжигом.

Литература:
1. Листопрокатное производство. Комановский А.З. Справочник, М. Металлургия, 1979, с. 177-184.

2. Массовое производство стали с ультранизким содержанием углерода Масаока Т. Накашима Х, Накамура Х. и др. /КК 1989, N 57, с. 105 110 (англ).

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству холоднокатаной стальной полосы для производства белой жести. Для уменьшения эксплуатационных затрат и сокращения длительности процесса производства стали с низким содержанием углерода предлагается процесс обезуглероживания совместить с рекристаллизационным отжигом жести в башенной печи непрерывного отжига, причем проводят его во влажной азото-водородной атмосфере с содержанием водорода 4 - 7% и влажностью 8-30 г/м³ при температуре металла в интервале 700 - 830^oC в течение 200 - 600 с.

Способ производства белой жести, включающий выплавку, обезуглероживание, разливку металла, горячую прокатку, холодную прокатку, обезжиривание, рекристаллизационный отжиг, дрессировку и последующее покрытие оловом, отличающийся тем, что проводят дополнительное обезуглероживание металла с 0,06 0,08 до 0,003 0,02 углерода и совмещают его с рекристаллизационным отжигом в башенной печи непрерывного отжига во влажной азото-водородной атмосфере с содержанием водорода 5 7 и влажностью 8 30 г/см³ при температуре металла в интервале 700 830^oС в течение 200 600 с.