Способ получения медной катанки Советский патент 1993 года по МПК B21B45/04 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения светлой медной катанки методом непрерывного литья и прокатки.

Известны способы получения медной катанки, включающие литье и прокатку горячей заготовки в многоклетьевом прокатном стане при орошении заготовки и валков маслосодержащей смазочно-охлаждающей жидкостью (эмульсией).

Для дальнейшей переработки катанки волочением требуется отсутствие на ее поверхности оксидов меди, т.е. поверхность катанки должна быть светлой. Качество поверхности определяется процентным уменьшением массы образцов при контрольном травлений в растворе серной кислоты (содержание окалины), которое не должно превышать 0,02 %. Чем меньше указанная величина, тем более пригодна катанка для изготовления эмальпроводов.

Распространен способ восстановления находящихся на поверхности катанки оксидов меди спиртсодержащим водным раствором. Способ основан на взаимодействии паров спирта с окисленной поверхностью раскаленной (500-800°С) заготовки или катанки, в результате чего оксидная медь восстанавливается до металлической, а окисленные молекулы спиртов образуют альдегиды и воду. В качестве спирта наиболее удобен этиловый спирт, как наименее токсичный и дефицитный,

Этиловый спирт вводится как в эмульсию прокатного стана до 3-5%, так и в охлаждающую воду до 1-2%. В этих условиях процесс осветления катанки идет устойчиво, однако в результате орошения эмульсией в прокатном стане заготовки и валков вода и спирт интенсивно испаряются из эмульсии и в системе вытяжкой вентиляции образуют паро-воздушную смесь, выбрасываемую в атмосферу. По этой причине удельный расход спирта на получение 1 т светлой катанки составляет 14 кг и более. Снижение содержания спирта в эмульсии 3% дестабилизирует процесс осветления, содержание окалины начинает колебаться в

Чв

&

VI

S

ел к ю

широких пределах вплоть до 0,04%. При этом выход брака катанки по состоянию поверхности достигает 20%.

Таким образом, восстановление находящихся на поверхности оксидов меди спиртсодержащим раствором требует высокого удельного расхода этилового спирта или из-за нестабильности обуславливает выход брака катанки. Следует отметить, что наличие в маслосодержащей эмульсии спирта свыше 2,5-3% ускоряет процесс де- эмульгирования эмульсии и отслоения масла, что требует более частой замены эмульсии и более тщательного контроля за ее состоянием. Замена этилового спирта на последующие спирты гомологического ряда как имеющие большую температуру кипения осложняются тем, что ПДК паров этих спиртов в воздухе на два порядка ниже, чем этилового спирта.

Целью изобретения является снижение удельного расхода спирта на осветление медной катанки и стабилизация процесса.

Поставленная цель достигается тем, что катанку после прокатки обдувают струей водяного пара с температурой 180-250°С, а охлаждение и восстановление производят поэтапно, на первом этапе 345%-ным раствором спирта с температурой 40-50°С, на втором 0,5-2%-ным раствором спирта с температурой 30-40°С.

Введение новой операции, обдувки катанки после прокатки водяным паром, позволяет очистить ее поверхность от продуктов разложения компонентов эмульсии (в основном масел), что в описанном прототипе дос1гигзлось высоким содержанием спирта в эмульсии, Это позволяет подготовить ее поверхность к завершению процесса восстановления оксидов меди на первой ступени охлаждения катанки.

Условия для полного восстановления оксидов меди на поверхности катанки создают на первой ступени ее охлаждения сочетанием температуры охлаждающего раствора и содержания в нем спирта. Реализация указанных условий приводит к образованию вокруг поверхности горячей катанки рубашки из смеси паров воды и спирта, а последние взаимодействуют с оксидами меди и обеспечивают осветление катанки.

В свою очередь образование.паровой рубашки препятствует охлаждению катанки раствором, и, поэтому, температура катанки нэ выходе из первой ступени

охлаждения превышает 250°С. Выход катанки с указанной температурой в атмосферу приведет к ее вторичному окислению кислородом воздуха. Поэтому введена вторая ступень охлаждения, обеспечивающая снижение температуры катанки до 40-60°С при условии предотвращения возможности вторичного окисления ее поверхности. Охлажденная катанка на моталках сматывается в бунты весом 2-4 т, укрывается водонепроницаемыми чехлами и в таком виде может храниться в течение 3-6 мес без изменения содержания окалиныГ

Для всех примеров, приведенных в таблице, остаются неизменными следующие условия: температура на входе в прокатный стан 750-810°С, прокатка заготовки в 15-и клетьевом 3-х валковом прокатном стане производительностью 9-10 т/ч, охлаждение

заготовки и валков эмульсией ( на .основе) эмульсола СП-3) жирностью 2-4%, расход, эмульсии 100 м /ч, температура 40-60°С., получение светлой катанки диаметром 8 мм (скорость катанки на выходе из прокатного

стана около б м/с, в примерах № 1-2 катанка подвергается охлаждению водным раствором в одной трубной проводке длиной 26 м и диаметром 57 мМ, в примерах N 3-20 катанка подвергается ступенчатому охлаждению в 2-х последовательных трубных проводках длиной 14 м и 10 м, в примерах М; 14-20 катанку дополнительно обрабатывают водяным паром в трубной проводке на выходе из прокатного стана, длина проводки 0,5 м, скорость струи пара около 30 м/с. Полученная, согласно параметрам процесса в примерах № 11-13, катанка через 48 ч на поверхности внутренних витков имела окисленные участки с окалиной до 0,06%.

Как следует из примеров № 17, 18, дальнейшее повышение температуры пара свыше 250°С к повышению эффективности его применения не приводит.

Результаты промышленных испытаний предлагаемого способа в режимах № 15-19 подтверждают эффективность указанных параметров в плане снижения удельного расхода спирта на 1 т катанки с 11-14 кг до

7 кг при обеспечении содержания окалины

на поверхности катанки в среднем не более

0,02% и далее, при необходимости, до

0,007% при повышении температуры пара.

Выход брака по осветлению (содержание окалины на поверхности катанки более 0,02%) в режимах № 15-20 не отмечается.

Формула изобретения Способ получения медной катанки, включающий непрерывное литье заготовки, прокатку с подачей маслосодержащей эмульсии, охлаждением и восстановлением спиртсодержащим водным раствором оксидов меди на поверхности катанки, отличающийся тем, что, с целью снижения

удельного расхода спирта и стабилизации процесса, катанку после прокатки обдуряю г струей водяного пара с температурой 180 250° С, а охлаждение и восстановление про- изводят поэтапно, на первом этапе 3-5 % -ным раствором спирта с температурой 40-50°С, на втором - 0,5-2%-ным раствором спирта с температурой 30-40°С.

Использование: снижение удельного расхода спирта и стабилизация процесса при восстановлении оксидов на поверхности катанки спиртсодержащим раствором. Сущность: катанку после прокатки обдувают струей водяного пара температурой ISO- 2500 С для удаления остатков эмульсии, а последующее охлаждение ведут ступенчато спиртсодержащими водными растворами, причем на первой ступени,.охлаждение катанки ведут 3-5%-ным раствором спирта и начальной температурой 40-50°С, на последующей 0,5-2 %-ным раствором спирта и начальной температурой 30-40°С. 1 табл.

Параметры процесса получения светлой медной катанки а разных вариантах реализации