Когда летом в странах Персидского залива, Ираке, Египте или Африке температура поднимается до 40–50 °C, тепловой баланс волочильного стана меняется. Разбираем размягчение мыла, охлаждение волокодержателей и тяговых барабанов, фосфатную ванну и хранение мыла в условиях жары.
Линия сухого волочения, которая всю зиму работает без проблем на том же стане, той же катанке и том же мыле, с приходом лета может начать страдать от перегрева волок, рисок на проволоке и частых обрывов. В странах Персидского залива, в Ираке, Египте, на юге Ирана и во многих регионах Африки летом 40–50 °C — обычное дело; на побережье к этому добавляется высокая влажность, во внутренних районах — пыль и песок. В таких условиях стан уходит от того теплового баланса, на который он был рассчитан.
В статье разбираем, как высокая температура окружающей среды влияет на плёнку волочильного мыла, охлаждение волокодержателей и тяговых барабанов, фосфатную ванну и склад мыла. Если вы ещё не читали, как мыльная плёнка образуется на входе в волоку, начните со статьи стабильность мыльной плёнки при сухом волочении: всё, о чём идёт речь ниже, — это тот же механизм в условиях жары.
При волочении большая часть работы деформации и трения превращается в тепло, которое отводится через проволоку, волоки и тяговые барабаны в охлаждающую воду и воздух. Теплообмен определяется разностью температур: чем горячее воздух и вода, тем труднее отвести то же количество тепла. В результате проволока входит в каждую волоку чуть более горячей, чем зимой, а на многократных станах этот прирост накапливается от прохода к проходу.
Зона контакта в волоке и так намного горячее окружающего воздуха, поэтому воздух 45 °C сам по себе мыло не расплавит. Важно другое: стан стартует с более высокой базовой температуры, и запас по охлаждению сокращается. Маршрут обжатий или марка мыла, которые зимой работали на пределе, но без сбоев, летом этот запас теряют и переходят за границу.
Волочильное мыло должно размягчаться и становиться пластичным на входе в волоку, прилипая к фосфатному слою в виде плёнки, но не должно расплавляться и стекать. В жарком климате этот баланс нарушают три явления:
Первый вопрос летом — соответствует ли диапазон размягчения/плавления мыла реальной температуре линии. Общее правило: на более горячих линиях нужна марка с более высоким диапазоном размягчения, у которой соотношение стеаратов натрия и кальция и добавки подобраны под эти условия. Реактивные мыла, которые вступают в реакцию с цинком фосфатного слоя и образуют химически связанное цинковое мыло, как правило, лучше удерживают плёнку при высоких температуре и давлении; разница между реактивными и нейтральными мылами разобрана в статье выбор волочильного мыла.
Смена мыла сама по себе не решает проблему охлаждения. Мыло с высоким диапазоном размягчения, которое не успевает стать достаточно пластичным на входе в волоку, остаётся рыхлым порошком и не образует плёнку. Поэтому переход стоит делать после того, как налажено охлаждение, и в формате контролируемого испытания. Ориентиром для такой оценки служит линейка волочильных мыл Kimkal реактивного и нейтрального типа.
В жарком климате результат волочения чаще всего определяет не смазка, а система охлаждения. Волокодержатели с водяным охлаждением и барабаны с внутренним охлаждением — главный путь отвода тепла от проволоки и волок. Перед летом стоит проверить следующее:
Если охлаждения не хватает, временное снижение скорости и частных обжатий летом выглядит как потеря выпуска, но обычно обходится дешевле потерянных волок и обрывов. Для поиска проблемы по каждой волоке используйте подход из статьи проблемы на линии волочения.
Носитель мыльной плёнки — фосфатный слой, и жаркий климат влияет и на линию фосфатирования. В нагреваемой ванне цинкового фосфатирования летом нагрузка на нагрев снижается, зато растёт испарение. Уровень быстро падает, концентрация и кислотный баланс смещаются, а выравнивает их ежедневная подпитка водой. На практике:
Ежедневный контрольный список из статьи обслуживание фосфатной ванны применим и к летней работе.
В сухих ветреных регионах пыль и песок в воздухе — тихий враг волочильного стана. Песчинки в мыльнице превращают смазку в абразивную смесь, которая царапает проволоку и изнашивает волоку вместо того, чтобы нести плёнку. Пыль в фосфатной ванне увеличивает количество шлама. Мыльницы с крышками, заполнение прямо из закрытой упаковки, отказ от открытых мешков рядом со станом, опорожнение и чистка мыльниц после пыльной бури — простые и действенные меры. Фосфатированные бунты на линии и на площадке тоже нужно держать укрытыми.
Работа волочильного мыла определяется на складе ещё до вскрытия упаковки. Контейнер на солнце или неутеплённый склад могут нагреваться значительно сильнее наружного воздуха. При высокой температуре порошок в штабелях мешков уплотняется под собственным весом и слёживается, а суточные перепады температуры вызывают конденсацию и набор влаги внутри упаковки.
| Признак | Вероятная причина | Действие |
|---|---|---|
| Летом волоки греются сильнее, на проволоке риски | Запас по охлаждению сократился; мыло становится текучим на входе в волоку | Измерить температуру и расход охлаждающей воды; оценить мыло с более высоким диапазоном размягчения |
| Липкое, размазанное мыло вокруг волоки | Диапазон размягчения мыла низок для температуры линии | Сверить с паспортом; испытать марку с более высоким диапазоном в последних мыльницах |
| Первые проходы чистые, обрывы на последних | Тепло накапливается по ходу стана | Проверить охлаждение последних блоков; пересмотреть распределение обжатий и скорость |
| Липкая корка и быстрый туннель в мыльнице | Горячая проволока размягчает порошок в мыльнице | Чаще опорожнять и чистить мыльницу; улучшить охлаждение перед ней |
| Из мешка выходит слежавшееся, затвердевшее мыло | Перегрев склада, давление штабеля или влага | Изменить место хранения и высоту штабеля; ускорить ротацию запаса |
| Абразивные следы на проволоке и волоке, песок в мыльнице | Пыль и песок из воздуха загрязняют мыло | Закрыть мыльницы; опорожнять и чистить их после пыльной бури |
| Быстрое падение уровня и рост шлама в фосфатной ванне | Испарение; жёсткая подпиточная вода | Титровать чаще; улучшить качество подпиточной воды |
В жарком климате значительная часть того, что выглядит как проблема мыла, на самом деле проблема охлаждения. Прежде чем менять мыло, измерьте температуру охлаждающей воды.
Высокая температура окружающей среды не плавит волочильное мыло напрямую — она снижает способность стана отводить тепло, и проволока с волоками на каждом проходе остаются горячее. Поэтому волочение в жарком климате сводится к четырём пунктам: мыло с диапазоном размягчения под реальную температуру линии, исправное охлаждение волокодержателей и барабанов, фосфатная ванна под плотным контролем испарения и склад мыла, защищённый от солнца, влаги и песка. Проверка всех четырёх пунктов до начала лета предотвращает первые потери волок и обрывы сезона. О влиянии условий хранения на саму фосфатированную проволоку — в статье хранение фосфатированной проволоки.
Чтобы подобрать марку мыла и параметры фосфатирования под летние условия вашей линии или запросить технические паспорта Kimkal, обратитесь к нашей технической службе. Производя химикаты для фосфатирования и волочильные мыла с 1982 года, Kimfosan оказывает технологическую поддержку волочильным линиям на экспортных рынках со своего завода в Картепе / Коджаэли (Турция).
Горячий воздух сам по себе мыло не плавит: зона контакта в волоке и так намного горячее окружающей среды. Проблема в том, что горячий воздух и тёплая охлаждающая вода снижают теплоотвод стана. Проволока и волоки на каждом проходе остаются горячее, и мыло с низкой температурой размягчения становится текучим на входе в волоку и выдавливается, не оставляя плёнки.
Как правило, марку с более высоким диапазоном размягчения, соответствующим реальной температуре линии. Реактивные мыла, образующие с фосфатным слоем связанную плёнку, обычно лучше держатся при высокой температуре. Во влажных регионах важна и чувствительность мыла к влаге. Окончательный выбор делают по данным технического паспорта и по результатам контролируемого испытания на линии.
Волокодержатели и тяговые барабаны передают тепло охлаждающей воде; чем она теплее, тем меньше тепла отводится. Открытая градирня не охлаждает ниже температуры мокрого термометра, поэтому на влажном побережье вода остаётся теплее. Регистрируйте температуру воды на входе и выходе, очищайте каналы от накипи и проверяйте расход в каждом волокодержателе.
Летом нагрузка на нагрев падает, но растёт испарение. Уровень ванны быстро снижается, концентрация и кислотный баланс смещаются. Нужно чаще титровать, доливать ванну качественной водой и проверять терморегулирование. Во влажном воздухе пауза между фосфатированием и нанесением мыла должна быть короткой, чтобы избежать налёта ржавчины.
В тени, в вентилируемом и по возможности охлаждаемом закрытом помещении, на паллетах и с ограниченной высотой штабеля. Контейнеры на солнце и неутеплённые склады приводят к слёживанию, а суточные перепады температуры — к набору влаги. Упаковку держите закрытой, запас ротируйте по принципу «первым пришёл — первым ушёл».
При сухом волочении смазочная плёнка образуется, когда порошок, захваченный из мыльницы, прижимается к поверхности давлением и теплом на входе в волоку. Разбираем, почему эта плёнка рвётся на высокой скорости, какими признаками это проявляется и какая дисциплина нужна со стороны мыльницы.
Читать →Реактивное мыло реагирует с фосфатным слоем и образует цинковое мыло; нейтральное оставляет физическую плёнку. Что подходит какой линии, определяют скорость волочения, степень обжатия, диаметр проволоки и то, что проволоке предстоит после волочения.
Читать →Массу покрытия и кристаллическую структуру цинкфосфатной ванны определяют два числа: общая и свободная кислотность. Что означает единица «пункт», шаги титрования, контроль шлама и железа, список ежедневного обслуживания и таблица поиска неисправностей.
Читать →