126288 (Проект термического отделения высокотемпературного отжига анизотропной электротехнической стали толщиной 0,35 мм. Годовая программа 150 тысяч тонн), страница 12

- с 800 °С до 1050 °С со скоростями 15, 25, 50 °С/час.

Рис. 13. Температурный режим отжига анизотропной электротехнической стали толщиной 0,35 мм.

В процессе отжига производился отбор образцов при температурах: 800, 840, 880, 900, 925, 940, 1000, 1025, 1050 °С (рис. 13). Образцы охлаждались на воздухе.

Режим отжига поддерживался с помощью регулирующего устройства РУ5 - 01М и прибора КСП - 2 - 039. Температура в рабочей зоне печи контролировалась печной термопарой типа ПП и термопарой типа ХА. Рабочая зона печи выбиралась с учетом минимального градиента температур (рис. 14)

Для измерения магнитных свойств образцы стали размерами 305 30 мм подвергались высокотемпературному отжигу при 1150 °С в течении 30 часов в промышленной колпаковой печи по принятой технологии.

Рис. 14. График распределения температур по длине печи S

4.2 Метод исследования микроструктуры

Стабильность структуры первичной рекристаллизации на инкубационном периоде аномального роста оценивалась путем исследования микроструктуры.

Исследование микроструктуры проводилось на микрошлифах.. Для приготовления микрошлифов несколько образцов размерами 30 30 мм собирались в струбцине и предназначенная для шлифа поверхность вначале шлифовалась на наждачной бумаге, затем полировалась на алмазной пасте и окончательно на станке , диск которого покрыт сукном. Сукно смачивают водой, в которой во взвешенном состоянии находились частицы окиси хрома. При достижении зеркальной поверхности шлиф промывался водой, высушивался м подвергался травлению в течении 20 секунд в 4% - растворе азотной кислоты в этиловом спирте.

Микроструктура изучалась на структурном анализаторе EPIQUANT при увеличении 300, 500 в полуавтоматическом режиме. Размер зерна определялся методом случайных секущих Метод состоит в подсчете пересечений границ зерен случайной секущей. Такой секущей служит средняя линия окуляр - микрометра.

Для определения среднего размера зерен исследуемый образец устанавливают на микроскоп и подсчитывают количество зерен (число пересечений), укладывающихся на всей длине линейки окуляра или определенной ее части. Увеличение микроскопа подбирают таким образом, чтобы на длине линейки окуляра укладывалось не менее 10 зерен. Таких подсчетов делают не менее десяти в различных участках шлифа.

Размер зерна определялся методом секущих оценкой не менее 300 зерен, что обеспечивает погрешность измерений не более 5%. Учет длины секущей L и количество учтенных зерен n определялось автоматически. Средний размер зерна определялся по выражению: d= , мкм.

По полученным данным строились зависимости размера зерна от температуры отжига.

4.3 Исследование микроструктуры

Результаты исследования микроструктуры в температурном интервале, предшествующем началу вторичной рекристаллизации, представлены в табл. 18. В результате первичной рекристаллизации структура исследуемой стали получилась равнозернистой и однородной. На начало исследуемого температурного интервала размер зерна в стали составляет 23 - 26 мкм (табл. 18); при повышении температуры отжига наблюдается увеличение среднего размера зерна (нормальный рост), который достигает 32 - 34 мкм. при температуре 1050 °С. Наиболее интенсивно рост зерна происходит в интервалах 800 - 880 °С и выше 960 °С (рис. 15 ), в интервале 880 - 940 °С при скоростях нагрева 15 и 25 °С/час наблюдается постоянство размера зерна, рост зерна при скорости нагрева 50 °С/час не подчиняется этим закономерностям и происходит сравнительно интенсивно во всем исследованном температурном интервале.

Таблица 18. Изменение размера зерна при отжиге стали толщиной 0,35 мм.

Влияние температуры отжига на размер зерна d (скорость нагрева:

1. - 15 °С/час;

2. - 25 С/час;

3. - 50 С/час)

Исследование микроструктуры стали косвенно подтверждает, что при увеличении скорости нагрева снижает стабильность матрицы. При скорости нагрева 15 и 25 °С/час на кривых зависимости размера зерна от температуры характерно наличие участков с практически неизмененным размером зерна. В то же время при скорости нагрева 50 °С/час рост зерна происходит сравнительно интенсивно во всем исследуемом температурном интервале, тому соответствует минимальное значение плотности частиц ингибиторной фазы равное 18 10¹³ см ^{- 3}.

Изучение кинетики вторичной рекристаллизации показало, что в медьсодержащей стали процесс аномального роста зерна при исследованных режимах обработки протекает полностью. Аномальный рост понижается после частичного растворения включений. Повышение скорости нагрева приводит к торможению как процессов выделения, так и процессов растворения, следовательно, смещению кинетических кривых вторичной рекристаллизации в область более высоких температур.

5. Механизация и автоматизация

Механизация и автоматизация производственных процессов являются основными направлениями в развитии технического прогресса. Работа современных термических цехов немыслима без механизации и автоматизации производственных процессов и широкого применения различной контрольно - измерительной аппаратуры [18].

Схема контрольно - измерительных приборов электропечей типа СГН – 16.25 – 3/12 – И1.: комплект электропечей состоит из четырех стендов и трех колпаков. Подача водорода и азота в каждую электропечь осуществляется с помощью вентилей с электромагнитными приводами. Необходимый вакуум в подколпаковом пространстве каждой печи создается при помощи вакуумного насоса. В процессе работы электропечей производится автоматическое регулирование и запись температуры печи с помощью электронных потенциометров, контроль процентного содержания водорода, кислорода, контроль влажности, контроль горения свечей в каждой электропечи, контроль падения давления водорода в электропечи. Контроль горения свечи осуществляется с помощью многоточечного электронного потенциометра. При прекращении горения свечи загорается соответствующая желтая лампа и звучит сирена.

Для определения процентного содержания кислорода используется газоанализатор типа ГДРП – 3, который подключается к соответствующей печи с помощью ручного вентиля.

Для определения процентного содержания водорода применяют два газоанализатора типа ТП – 1120, каждый из которых подключается к соответствующей печи с помощью ручного вентиля. Измерение влажности в электропечи осуществляются с помощью измерителя влажности типа ИВ – 439 – Х1, подключаемого с помощью ручного вентиля.

Контроль давления водорода в каждой из четырех электропечей осуществляется соответствующим сигнализатором давления, которые при наличии падения давления водорода в печи дают импульс на закрытие вентиля, подающего водород и открытие вентиля, подающего азот и одновременно импульс на звуковую и световую сигнализацию. Открытие затворов, подающих азот или водород в одну из электропечей возможно только при закрытом вакуумном затворе.

Каждая электропечь имеет три электрические зоны. Мощность первой и второй по 250 кВт, третьей – 150 кВт. Нагреватели впервой и второй зоны соединены в "треугольник", третья зона соединена в "звезду".

Нагреватели подсоединяются к блокам управления типа БУ 5127 – 53 А2А и БУ 5126 – 53 А2В, которые подключаются к сети переменного тока и устанавливаются на щитах станций управления ЩСУ – 1 и ЩСУ – 2.

Катушки контакторов, включающие нагреватели электропечи, питаются постоянным током 220 В, остальные цепи питаются переменным током с напряжением 380 В. Схемой предусмотрено ручное или автоматическое управление нагревателями. Ручное переключение нагревателей производится универсальным переключателем 25 УП. Автоматическое регулирование каждой зоны производится электронным потенциометром. Датчик – термопара: схемой предусмотрена световая сигнализация: при включенных нагревателях – красная лампа, при отключенных – зеленая.

Питание вакуумного насоса, обеспечивающего работу четырех электропечей, осуществляется от станции управления типа БУ 5120, подключенной к сети 380 В переменного тока.

Подключение к сети переменного тока с напряжением 380 В электродвигателя вакуумных насосов осуществляется автоматическими выключателями и рубильником. Автоматический выключатель устанавливается по одному на каждую электропечь, а рубильник приходится один на четыре электропечи.

Работа вакуумного насоса сигнализируется лампой белого цвета. Цепи управляются приводом насоса 220 В переменного тока.

Включение электродвигателя осуществляется контакторами с помощью кнопок управления.

Положение вакуумных затворов сигнализируется лампами красного и зеленого цвета. Схемой предусмотрена блокировка, разрешающая открытие затвора для подключения системы к вакуумному насосу только при закрытых затворах, подающих азот или водород. При открытии вентиля подачи водорода автоматически подается напряжение на нагнетательный элемент свечи. Контроль горения свечей осуществляется с помощью термопары и потенциометра. Контроль процентного содержания водорода, кислорода и влажности осуществляется с помощью газоанализаторов. Питание газоанализаторов производится от сети 220 В переменного тока. Защита цепи управления производится, автоматическим выключателем типа 14 ВА. Для создания необходимого расхода газа через датчики газоанализаторов применяются побудители расхода типа ПМГ – 1. Для подачи напряжения на цепи управления установлен контактор типа 53 СП, выключаемый кнопками управления типа 68 КУ, 69 КУ. Цепи управления каждого газоанализатора подключается к общим цепям управления с помощью системных розеток, и отключаются тумблерными выключателями [19].

Контроль наличия напряжения на цепях управления осуществляется сигнальными лампами красного цвета.