Файл: Соголовская А.Г. Прогрессивные методы горячего цинкования.pdf

несколько повысилась за счет большего расхода электроэнер­ гии на обогрев ванн (себестоимость 1 т посуды при металли­ ческих ваннах составляла 254 руб. 15 коп., а при керами­ ческих — 255 руб. 29 коп.), но это окупается большой эко­ номией средств, затрачивавшихся ранее на замену ванн, ремонт печей и отходы в виде гартдинка.

Экономический расчет показал, что при работе 6 керами­ ческих ванн вместо металлических экономия средств в год составляет 103 278 рублей.

Механизация процесса цинкования штучных изделий.

Цинкование штучных изделий (посуды, различных деталей) до настоящего времени производится, в основном, вручную, что не позволяет получить одинаковую толщину слоя на всех изделиях. Поэтому большое внимание уделяется механиза­ ции процесса. Так, в Англии предложено приспособление для оцинковки стальных изделий, так называемый «механи­ ческий цинковалыцик» [40] — тележка с цепью, движущая­ ся вдоль ванны и окунающая изделия во флюс, находящийся на зеркале ванны, и затем в цинковый расплав. Изделия на­ вешиваются на цепь и снимаются с нее вручную.

Имеются также сообщения [52, 60] о механизации про­ цесса цинкования деталей «сухим» способом (с раствором флюса). В этом случае подвески, находящиеся на бесконеч­ ной цепи, изготовляют из титана, который не корродирует в цинковом расплаве благодаря периодической пассивации титана в кислоте во время травления детали [58].

На Лысьвенском металлургическом заводе создан «ме­ ханический цинковалыцик» для оцинковки ведер и тазов. Изделие, находящееся в захватах, последовательно погру­ жается в расплавленный флюс и цинк. Установка в захва­ ты и съем изделий осуществляются вручную. Опытный об­ разец машины имеет производительность в 3 раза большую, чем при ручном цинковании.

80

Технология производства оцинкованной посуды. Изго­ товление черной сшивной посуды. Из стальных листов, в со­ ответствии с картами раскроя, вручную или на штампах выкраивают заготовки изделий. Почти вся изготавливаемая посуда (за исключением бидонов для керосина и садовых леек) имеет коническую форму, поэтому каждый корпус состоит из двух полукорпусов. После гибки полукорпусов производится сшивка их и закатка доньев.

Следующая операция — вставка проволоки в борт и под­ катка борта. Последняя операция — установка арматуры (ручек, дужек).

Раскрой заготовок для каждого изделия должен про­ изводиться из стали определенной толщины. В табл. 14 приведена толщина стали, которая применяется на Лысьвенском металлургическом заводе для изготовления различ­ ных видов посуды.

Травление. Черная посуда из штамповочного отделения поступает в травильное отделение. Обезжиривание черной

посуды перед травлением на отечественных предприятиях не производят.

Травление изделий производится в корзинах из нержа­ веющей стали при постоянном качании. Число качаний — 26 в минуту. Изделия в корзины укладываются пачками или поштучно. При укладке пачками необходимо следить, что­ бы изделия лежали неплотно для свободного омывайия их со всех сторон (для этого стопы после укладки следует «разбить»).

На некоторых мелких заводах травление посуды ведет­ ся без применения корзин и качающих устройств. При этом изделия вручную стопами загружают в травильные ванны, переворачивают в процессе травления и так же вручную перегружают в ванны промывки. Такое травление приводит к снижению качества оцинкованной посуды (образуются местные перетравы), снижает производительность труда и ухудшает условия труда.

Травление посуды производится в растворе серной кис­ лоты, содержащем 60 — 80 г!л H2S04 плотностью 1,82. По­ догрев раствора производят острым паром до рабочей тем­ пературы — 55 — 75° С. Продолжительность травления в свежеприготовленном растворе— 15 — 30 мин, при выра­ ботке раствора увеличивается до 30 — 40 мин.

На всех заводах применяются ингибиторы травления — присадки КС и ЧМ. На Запорожском заводе оцинкованной по­ суды и Мелитопольском заводе «Бытмаш» в ванну травления, кроме присадки КС, добавляют также поваренную соль, которая способствует осветлению изделий (она растворяет шлам, образующийся на поверхности). В посудном цехе Новомосковского металлургического завода в ванны трав­ ления добавляют только NaCl, так как исследования показа­ ли, что при совместном присутствии присадки КС и NaCl на покрытии появляются наплывы. Причина этого явления не установлена.

82

На Лысьвенском металлургическом заводе для улучше­ ния травления в раствор вводят: поваренную соль или сильвинит — 55—70 кг/м3 раствора при заправке ванны и 10 кг/м3 — через каждые 4 ч работы; вместо NaCl можно до­ бавлять соляную кислоту (уд. вес 1,19)— 10—15 кг/м3 раствора при заправке и 10 кг/м3 — через каждые 2 ч работы.

В качестве ингибитора травления на этом заводе приме­ няют присадку ЧМ—2—1 л/м3 раствора при заправке ванны и 0,2 л/м3 — через каждые 4 ч работы. Пенообразователь вводят по мере необходимости по 0,25 ■— 0,3 л (он предва­ рительно смешивается с 1 л раствора).

Следовательно, исходя из опыта работы передовых за­ водов, можно сделать вывод о целесообразности применения при травлении поваренной соли.

При увеличении в травильном растворе концентрации железного купороса до 230 г/л, а концентрации кислоты — 25 — 30 г/л раствор заменяется свежим.

При травлении посуды необходимо следить, чтобы все изделия были полностью покрыты раствором. Категориче­ ски запрещается травление попеременным погружением в кислоту разных частей изделия, так как это вызывает мест­ ные перетравы.

Промывка и декапирование. Для более полной очистки поверхности от кислоты и солей железа производят одну промывку в горячей воде (подогретой острым паром до тем­ пературы 40 — 60° С) и две — в холодной проточной воде. Промывку осуществляют при помощи 3—4 качаний тель­ фером корзины с изделиями.

Опыт работы Новомосковского металлургического за­ вода показал, что одной промывки недостаточно для хоро­ шей очистки поверхности изделий.

Недопустимо длительное (свыше 2 — 3 мин) пребывание изделий в баках с водой, так как это приводит к образова­

нию на них ржавчины и необходимости повторного трав­ ления.

Декапирование протравленный и промытых изделий связано с необходимостью хранения их перед цинкованием (от нескольких минут до нескольких часов) во избежание оки­ сления на воздухе. Раствор для декапирования должен со­ держать 3 — 5 г!л соляной кислоты. Продолжительность хранения не должна превышать 8 ч при обязательном пол­ ном погружении изделий в раствор.

Полная смена НС1 производится при содержании в рас­ творе 4—5 г!л FeS04, но не реже одного раза в 10 дней.

Флюсование. На всех отечественных заводах цинкование посуды производится вручную. Изделия через слой расплав­ ленного флюса погружают в цинковый расплав. Флюс, за­ ключенный во флюсовую коробку, находится на поверхно­ сти цинка; он состоит из хлористого аммония, который периодически добавляют к старому флюсу, и хлористого цинка, образующегося в результате реакций взаимодействия цинка с нашатырем.

Для вспенивания флюса на всех заводах применяют тех­ нический глицерин, который в процессе работы добавляют небольшими порциями.

Несмотря на кажущуюся простоту процесса флюсования, качество флюса на некоторых заводах очень низкое (жидкий, плохо вспененный, и даже частые добавки нашатыря и гли­ церина не могут улучшить качество флюса, а приводят лишь к перерасходу нашатыря).

Исследования ДЗЛ Новомосковского металлургическо­ го завода показали, что активный флюс должен иметь сле­ дующий ионный состав: Zn2+ — 35 — 40%, С1~— 35 — 40%, Fe3+ — 0,02 — 0,05%, NH3 — 2 — 7%. Особенно сильно

снижает активность флюса ион SOY, который заносится во флюс при плохой промывке после травления и отсутствии

84

декапирования в НС1. Другой причиной снижения активно­ сти флюса является повышенное содержание в цинковом расплаве алюминия, а также введение алюминия на зеркало расплава в непосредственной близости от флюсовой коробки; в обоих случаях образуется в большем количестве, чем обычно, летучее соединение А1С13 за счет разложения на­ шатыря и взаимодействия алюминия с НС1. Ускоренное разложение нашатыря наблюдается также при обогреве ванны со стороны флюсовой коробки. При этом температура расплава под флюсом оказывается выше, чем в месте съема изделий.

Цинкование. Цинкование посуды производится в расплав­ ленном цинке ЦО с добавками свинца и алюминия. При на­ личии цинка Ц1, Ц2, ЦЗ, Ц4 его вводят в ванну совместно с цинком ЦО.

Рабочая температура расплава находится в пределах 485—510°С в зависимостиот величины цинкуемых изделий

(табл. 15).

Процесс цинкования посуды осуществляется следую­ щим образом. Флюсовщик зажимает изделие в клещах, опу­ скает его через слой флюса в цинковый расплав, проводит под бортом флюсовой коробки и выводит часть борта изде­ лия на поверхность расплава. Здесь его клещами подхваты­ вает цинковалыцик и держит в расплаве до прекращения всплывания флюса. Перед выемкой изделия флюсовщик с помощью специального скребка тщательно очищает поверх­ ность цинка от окислов. Затем цинковалыцик извлекает изделие из ванны, встряхивает его для удаления избытка цинка и ставит на наклонную стойку для лучшего стекания цинка.

В цехе оцинкованной посуды Лысьвенского металлурги­ ческого завода на всех ваннах цинкования установлены вибраторы (механические или пневматические). Вибратор

85

представляет собой трубку, расположенную горизонтально на борту ванны в месте выемки изделий; вибрирующие движения сообщаются этой трубке с помощью кулачкового механизма или сжатого воздуха. Цинковалыцик, извлекая изделие из ванны, держит клещи на вибрирующей трубке, вибрация передается изделию, поэтому цинк равномерно рас­ пределяется по всей поверхности, а избыток его стряхивается.

Работа ванны при высокой температуре требует правиль­ ного распределения времени, необходимого на проводку и выемку изделий из расплава. Общее время пребывания из­ делия в расплаве составляет 10 — 40 сек в зависимости от величины изделия.

Практика работы передовых заводов показала, что для образования равномерного тонкого покрытия проводка из­ делий в расплаве должна производиться быстро (при этом

86