Система катодной защиты для прокатки металла
CATHODIC PROTECTION SYSTEM FOR METAL ROLLING

Изобретение относится к устройствам электрохимической защиты, в частности к системам катодной защиты. Может использоваться в промышленности, а именно: в металлургии при прокатке металла.
Известен прокатный валок по патенту РФ на изобретение № 2106920, B21B 27/02, 1998. Прокатный валок состоит из оси, твердосплавного бандажа, системы подачи смазочно-охлаждающей жидкости и закрепленного на валке анода. При этом валок снабжен источником постоянного тока в виде магнита, изолированными проводниками и электрическими катушками. Один конец каждой из катушек соединен с бандажом через электрические элементы выпрямления, а другой соединен с анодом. В прокатном валке прокатываемый металл поляризуется до потенциала твердосплавного бандажа, что приводит к минимальной разнице потенциалов на границе контакта и замедлению электрохимической коррозии. Недостатком изобретения является то, что обеспечивается электрохимическая защита только прокатного валка, прокатываемый материал остается без катодной защиты, что снижает надежность катодной защиты.
Известна система катодной защиты конвейера по патенту Китая на полезную модель CN 205816419, B21B 33/00, B21B 39/02, 2016. Система состоит из прокатного стана, конвейера, состоящего из роликов, провисающих проводов, регулируемого источника питания, регулируемого блока питания. Перед прокатными валками и после них располагаются ролики конвейера, а над роликами расположены провисающие провода. Провода одним концом подключены к отрицательной клемме регулируемого источника питания, а другим контактируют с металлом. Один электрод регулируемого источника питания подключен к металлической пластине, а другой электрод заземлен. Потенциал регулируемого источника питания корректируется с учетом потенциала коррозии металлического сплава. Провода контактируют с прокатываемым материалом, напряжение металлической пластины оказывается отрицательным, что обеспечивает катодную защиту, уменьшая окисление металла. Недостатком полезной модели является то, что провода контактируют с прокатываемым материалом точечно, и контакт провода с материалом может быть нестабильным. А также не обеспечивается защита материала от коррозии за пределами прокатного стана.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбраны транспортирующие конвейеры с катодной защитой по патенту Китая на изобретение CN 106001133, B21B 33/00, B21B 39/02, 2016.  Транспортирующие конвейеры состоят из прокатного стана, мотора, керамического роликового конвейера, регулируемого источника питания, экрана, проводной стойки, регулируемого блока питания. Над роликовыми конвейерами расположены провисающие под действием силы тяжести провода, которые касаются движущегося материала при прокатке. Один конец провисающего провода соединен с отрицательным выводом регулируемого источника питания, а другой конец находится в контакте с прокатываемым материалом. Отрицательный электрод регулируемого источника питания контактирует с прокатываемым материалом, а положительный электрод заземлен. Потенциал регулируемого источника питания регулируется в соответствии с потенциалом коррозии прокатываемого материала, обеспечивая катодную защиту. Недостатком является то, что провода контактируют с прокатываемым материалом точечно, что может привести к нестабильному контакту материала с проводом, при этом площадь контакта является малой. А также не обеспечивается защита материала от коррозии за пределами прокатного стана. Все это может снизить надежность коррозионной защиты
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности работы системы защиты от коррозии, применяемой при прокатке металла.
Технический результат достигается за счет того, что в системе катодной защиты для прокатки металла, содержащей станцию катодной защиты, с полюсами которой соединены анодный заземлитель и провода для контакта с защищаемым объектом, согласно изобретению, на концах проводов для контакта с защищаемым объектом закреплены контактные устройства.
Технический результат обеспечивается наличием контактных устройств, которые обеспечивают надежное соединение поверхности защищаемого объекта со станцией катодной защиты. Контактные устройства обеспечивают плотный и непрерывный контакт станции катодной защиты с защищаемой поверхностью, при этом увеличивают площадь контакта с защищаемой поверхностью, что позволяет повысить надежность защиты от коррозии.  Надежность защиты повышается также за счет того, что контактные устройства могут быть расположены с двух сторон от прокатного валка, и контакт движущегося прокатываемого металла с контактными устройствами происходит как до обжатия металла, так и после. Кроме того, контактные устройства, соединенные проводами с отрицательным полюсом станции катодной защиты, могут быть расположены на поверхности металла, находящегося в транспортном устройстве, и могут контактировать с частями самого прокатного стана и элементами транспортных тележек.
На фигуре 1 схематично представлена система катодной защиты для прокатки металла.
Система катодной защиты содержит станцию катодной защиты 1, анодный заземлитель 2, провода для контакта с защищаемым объектом 3, контактные устройства 4. Контактные устройства 4 могут быть расположены на поверхности прокатываемого металла 5, с обеих сторон от прокатного валка 6, могут быть расположены на опорах  7 валка 6, на поверхности готового металла 8, помещенного в транспортное устройство 9, могут быть размещены на поверхности самого транспортного устройства 9. Контактные устройства 4 могут быть выполнены в виде щеток из металла или графита, металлических прижимов, вращающихся металлических роликов.
Устройство работает следующим образом.
К положительному контакту станции катодной защиты 1 подключают анодный заземлитель 2, а к отрицательному контакту подключают защищаемую поверхность, то есть прокатываемый металл 5. Соединение прокатываемого металла 5 со станцией катодной защиты 1 происходит за счет контактных устройств 4, например металлических щеток. Контактные устройства 4 в виде металлических щеток выполняют из токопроводящего материала, преимущественно из пружинной стали. Щетки могут быть также выполнены из меди, стали. Щетки могут быть прикреплены к пружинам, которые обеспечивают плотное прижатие контактного устройства 4 к защищаемому металлу 5. Контактные устройства 4 устанавливают на прокатываемый металл 5 перед прокатным валком 6, после прокатного валка 6, а также на транспортном устройстве 9. Анодный заземлитель 2 выполняют из металла и размещают в земле. Металл при прокатке нагревается, начинается процесс окисления, который вызывает коррозию металла. Для предотвращения коррозии необходимо принудительно сместить потенциал в более отрицательное значение (от -0,8 до -1,5 В). Для этого включают станцию катодной защиты 1. Тогда образуется замкнутая цепь: от станции катодной защиты 1 ток поступает на анодный заземлитель 2, от анодного заземлителя 2 ток через грунт переходит на защищаемый металл 5 через заземление, а затем с защищаемого металла 5 ток переходит на станцию катодной защиты 1 через контактные устройства 4. При смещении потенциала в более отрицательное значение происходит разрушение анодного заземлителя 2, что обеспечивает защиту от коррозии прокатываемого металла 5.
Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность работы системы катодной защиты от коррозии, применяемой при прокатке металла.