КЛАССИФИКАЦИЯ
Катанка – горячекатанная проволока чаще круглого сечения диаметром от 5 до 10 мм, получаемая волочением на специальных проволочных или комбинированных проволочно-сортовых станах.
Катанка диаметром 5,0; 5,5; 6,0; 6,3; 6,5; 7,0; 8,0 и 9,0 мм и более, по согласованию изготовителя с потребителем, (ГОСТ 30136-95) производится из углеродистой стали обыкновенного качества марок Ст0, Ст1, Ст2, Ст3 всех степеней раскисления (ГОСТ 380) для перетяжки на проволоку и других целей. В зависимости от способа изготовления катанка классифицируется:
- по точности прокатки катанку изготавливают: Б – повышенной точности; В – обычной точности.
- по способу охлаждения: ВО – охлаждение на воздухе; УО1 – одностадийное охлаждение; УО2 – двухстадийное охлаждение.
Диаметры катанки, предельные отклонения по Ø, площади поперечного сечения и масса одного метра длины должны соответствовать ГОСТ 2590. Овальность катанки не должна превышать 50% суммы предельных отклонений по диаметру. Изготавливается катанка в мотках, массой от 50 кг.
Поверхность катанки должна быть без раскатных трещин, прокатных плен, закатов, усов и раскатных загрязнений. Не допускаются отпечатки, рябизна, раскатные пузыри и риски, отдельные мелкие плены, выводящие размеры катанки за предельные отклонения по диаметру; не допускаются остатки усадочной раковины. Масса окалины не должна превышать: для УО1 – 18 кг/т, для УО2 – 10 кг/т; для ВО – не регламентируется.
Механические свойства катанки и относительное сужение должны соответствовать нормам, приведенным в таблице 1.
Таблица 1
|
Марка стали |
Ϭв, Мпа (кгс/мм2), не более |
Ψ, % не менее |
||
|
УО1, ВО |
УО2 |
УО1, ВО |
УО2 |
|
|
Ст0 с массовой долей углерода до 0,12% |
420 (43) |
470 (48) |
68 |
66 |
|
Ст0 с массовой долей углерода свыше 0,12% |
— |
— |
60 |
58 |
|
Ст1кп, Ст1пс,Ст1сп |
420 (43) |
470 (48) |
68 |
66 |
|
Ст2кп, Ст2пс,Ст1сп |
420 (43) |
470 (48) |
60 |
60 |
|
Ст3кп, Ст3пс,Ст3сп |
490 (50) |
540 (55) |
60 |
60 |
Масса окалины определяется по методике экспрессного определения количества окалины на катанке, подвергнутой одно- и двухстадийному регулируемому охлаждению. Суть метода состоит в удалении окалины с образца путем растворения ее в травильном растворе с защитой основного металла ингибиторами. Среднюю массу окалины вычисляют по формуле:
А = ((m1-m2)/m2)·1000,
где m1-первоначальная масса образцов, г.; m2-масса образцов после травления, г.
Расчетную массу окалины на поверхности катанки Ар, кг/т, вычисляют по формуле:
Ар = К·А,
где К – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения окалины по длине мотка;
К=1,0 для катанки, подвергнутой двухстадийному охлаждению; К=2,5 для катанки, подвергнутой двухстадийному охлаждению.
Результат расчета массы окалины округляют до целого.
КАТАНКА ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Область применения катанки очень широка, что подтверждается стабильным спросом на этот материал в промышленности и строительстве. Катанка используется для армирования бетонных конструкций, из нее производят арматурную сетку, решетки. Катанка служит основой для производства проводов и кабелей, винтов и гвоздей, стальных канатов и пружин и пр. Проволока, полученная из катанки, всегда актуальна в области электроснабжения и коммуникаций (проволока для телеграфа, электропровода и пр.). Катанка из углеродистой стали малого диаметра активно применяется для изготовления электродов, сварочной проволоки, строительных канатов и упаковки различных товаров (таблица 2).
Таблица 2
|
Назначение |
Марка стали |
Нормативный документ |
|
Перетяжка на проволоку и др. цели |
Ст-0, Ст1-Ст3 (всех степеней раскисления) |
ГОСТ 30136-95 |
|
Проволока из высокоуглеродистой стали |
45-85 |
ГОСТ 7372-79 (канатная) ГОСТ 7348-81 (ЖБК) ГОСТ 9389-75 (пружинная) ГОСТ 3110-74 (спитцевая) |
|
Производство стальных канатов |
30-85, 60Г-70Г |
ГОСТ 3241-91 |
|
Производство металлокорда |
70корд-85корд |
ГОСТ 14311-85 |
|
Производство арматуры ХДА класса В-500С |
1сп-2сп |
ГОСТ Р 52544-2006 |
|
Производство сварочной проволоки и электродов из низколегированной стали |
Св-08, св-08А, св08-АА, св-08ГА и др. |
ГОСТ 2246-70 |
|
Производство сварочной проволоки и электродов из легированной стали |
Св-08Г2С и др. |
ГОСТ 2246-70 |
ОЧИСТКА КАТАНКИ ОТ ОКАЛИНЫ
При производстве горячекатаной проволоки, неизбежным является образование вторичной окалины, происходящее во время охлаждения после воздействия высоких температур в процессе прокатки. В применении на практике существует несколько видов удаления окалины: химический и электрохимический способы (травление); механический способ (процесс знакопеременного изгиба, дробеструйная обработка, процесс обдува воздухом с абразивом); в ряде случаев при удалении окалины используются комбинированные методы. Также ведутся научно-исследовательские разработки по применению метода низкотемпературной плазменной очистки.
ОБРАЗОВАНИЕ И СОСТАВЛЯЮЩИЕ ВТОРИЧНОЙ ОКАЛИНЫ
Образование окалины является сложным физико-химическим процессом и зависит, в основном, от следующих факторов: температуры прокатки; условий охлаждения проволоки, расположения катанки в мотке.
При окислении поверхности железа на диаграмме состояния Fe-O образуются три фазы: FeO (вюстит), Fe2O3 (гематит), Fe3O4 (магнетит), процентное соотношение которых также зависит от производственных условий.
На рисунке приведена схема образования слоев окалины — окислов железа на поверхности основы (рис.1).
Рисунок 1
Рассмотрим подробнее способы удаления вторичной окалины:
1. Травление
1.1. Химическое травление – широко применяемый эффективный, но экологически вредный способ удаления окалины. Процесс происходит методом погружения катанки в травильные ванны с кислотами (обычно применяются серная или соляная).
2.2. Электрохимическое травление — основано на растворимости железных окислов при анодной и катодной реакциях. Способ является распространенным, но не экологически чистым методом, хотя долгое время использовался как основной способ удаления окалины.
Окалина хорошо подвергается травлению, если: — слой состоит по большей части из вюстита и в меньшей из гематита; — имеется большое количество трещин; — имеется плохая адгезия с железной основой; — имеется тонкий слой окалины.
2.Механические способы
В последнее время эти способы чаще используется, т.к. является более экологически чистыми, чем травление.
2.1. Процесс знакопеременного изгиба – основан хрупкости окалины и, как следствие, на применении деформации растяжения и сжатия (изгиб-обратный изгиб проволоки), которая достигается использованием большого числа роликов в окалиноломателях; после прохождения которых используется дополнительная очистка катанки в узлах щеточной очистки или ленточной очистки.
2.2. Дробеструйная обработка – удаление окалины происходит при обработке на специальном оборудовании – дробеметах, где применяется стальная дробь размером до 0,3 мм. Дробеметы являются как составным элементом волочильных линий, так и отдельным агрегатом; используются для широкого спектра металлических материалов. С их применением достигается высокое качество очистки.
2.3. Обдув воздухом с абразивом – обработка поверхности катанки струей сжатого воздуха с абразивом (песком, оксидом алюминия и т.д.); при одновременном использовании воды процесс носит название – абразивно-струйной обработки.
Окалина легче удаляется механическими способами, если она имеет следующие характеристики: — толщина с малым количеством трещин; — превращение в магнетит не происходит; — плохая адгезия окалины к железной основе.
СМАЗКИ. ПОДСМАЗОЧНЫЙ СЛОЙ.
Наличие смазки в процессе волочения является обязательным технологическим условием, так как в результате деформации, сопровождающейся высокими давлениями и температурами, происходит расширение поверхности заготовки и, необходимо уменьшение сил трения, снижение температуры в очаге деформации, исключение сухого трения и избежание схватывания волок и металла. Выбор смазки зависит от условий волочения; одним из важных факторов является коэффициент динамической вязкости при соответствующих термомеханических параметрах, а также химическая стабильность смазки. Смазки подразделяются по агрегатному состоянию на сухие (твердые, порошкообразные), полужидкие и жидкие (эмульсии).
Твердые смазки – покрытия, которые после нанесения на поверхность заготовки затвердевают, образуя на ней тончайшие смазочные пленки высокой прочности.
Порошкообразные смазки – мыльные порошки: соединения щелочных и щелочноземельных металлов (натрий, кальций, калий) с жирными кислотами. Должны иметь определенный гранулометрический состав и быть просушенными.
Жидкие смазки (эмульсии) – смеси специальных минеральных или растительных масел с дистиллированной водой в определенной пропорции с добавлением поверхностно активных веществ (ПАВ). В эмульсии могут добавляться присадки, улучшающие эксплуатационные свойства. Температура эмульсии является важным фактором при производстве (при низких температурах – склонны к развитию бактерий, а при высоких – к расслаиванию). Имеют высокую охлаждающую способность.
Для качественного нанесения смазки в очаге деформации создается подслой (подсмазочный слой), который хорошо смачивается смазкой, наносится на поверхность металла после удаления окалины и промывки, обеспечивает совместно со смазкой снижение трения при волочении , предотвращает прилипание металла к поверхности рабочей зоны волок.
Виды подсмазочного слоя:
- Желтение (томление или ржавление). Поверхность проволоки опрыскивается водой в специальном баке, в результате чего на поверхности проволоки происходит окисление и образуется соединение зеленоватого цвета — Fe(OH)2, переходящее под воздействием кислорода в Fe(OH)3, желто-коричневого цвета.
- Омеднение. Нанесение контактным методом или методом погружения на поверхность проволоки слоя меди. Не допускается для проволоки с длительной эксплуатацией (например, канатной), т.к. может вызывать ускоренную коррозию в местах нарушения сплошности медного покрытия.
- Фосфатирование – образование на поверхности проволоки микропористой пленки нерастворимых в воде фосфорнокислых солей различных металлов. Качество такого покрытия зависит от его толщины (массы) и размеров кристаллов фосфата.
- Оксалатирование – нанесение на поверхность проволоки солей щавелевой кислоты, при этом происходит растворение поверхности стали с одновременным отложением на ней оксалата железа. Применяется при обработке высоколегированных и нержавеющих сталей.
- Известкование. Осуществляется несколькими одноминутными погружениями проволоки в горячий водный раствор гашеной извести. Нейтрализует остатки кислотных растворов после промывки.
- Бурирование – покрытие поверхности металла бурой, образующей не гигроскопичную пленку, что обеспечивает хранение проволоки без ржавления перед волочением. Пленка буры является хорошим флюсом, что позволяет без предварительной очистки сваривать концы проволоки.
- Остекление – применяют после желтения, меднения и фосфатирования взамен известкования. Проводится в водном растворе жидкого стекла, нейтрализует остатки растворов кислоты. Недостатком способа является трудность волочения на жидких смазках, гигроскопичность и отрицательное воздействие на процесс горячего оцинкования.
Источник: www.prometizy.net