Способ нагрева слитков в нагревательных колодцах

 

Сущность изобретения: способ нагрева слитков в колодце включает нагрев и установку температуры выдержки в зависимости от времени подъема температуры гласно соотношению . т„„с о-0.01(Т-ГЙоО I в - I в S где т3макс - максимальная заданная температура выдержка, °С; (Ждт - фактическое время подъема температуры, ч:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

С 21 D 9!,, 70

ГОСУДАРС- :ВЕННЬ|Ч1 КОГЛИТгЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTКРЬ Т?1ЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКО? у У СВи1, . ЕТЕЛЬСТБ / (21) 4913645/02 (22) 20.02.91 (46) 07.09.92, Бюл, ¹ 33 (71) Донецкий научно-исследгвательский институт черной металлургил (72) В,А. Ющенко, Н.И, Омельяненко, Н.В, Гончаров, В,Е, Зеленский, З.И, Говоров, Е:Г. Грызлов, В.M. Симон, А.А, Федюкин, Д.В, Лазаренко и И.Г, Белицк лй (56) Аксельруд Л.Г, и др. Нагревательные колоды, M.: Металлургиздат, 192, с. 6-7. (54) СПОСОБ НАГРЕВА СЛИТКОВ В НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ КОЛОДЦАХ (57) Сущность изобретения: способ нагрева слитков в колодце вкл?очэет нагрев и установку температуры выдержки в зависимоИзобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в нагревательных колодцах для нагрева слитков перед прокаткой.

Известен способ нагрева слитков в нагревэтельноГл колодце, включающий подьем температуры до заданной, выдержку при этой температуре в течение времени в зависимости от длительности подъема температуры и выдачу слитков из колодца.

Недостатком данного способа является повышенный угар металла и неоднородность температурных параметров слитков различных садок перед!пх вь?дачей при различной тепловой Глощности ячеек. В известном способе не учитывается энтальпия и температурный перепад между поверхностью и центром слитков перед томлением при различной продолжительности подъема температуры, что приводит к неодинаковой степени их нагретости к моменту выдачи и сти от вре?1е и подьемэ —:=- 1пературы согласно соотношению

?1?акт ?-,:

9,81 ((r!og, . ?:.n :, ) ?«ах

Гд е Та — м э к с и м а л ь н а я 3 ада н и а я те M ..!1 ера. .ура выдержк:;, "С, 4а",— фактическое

ВРЕМЯ П ОДЬЕГЛ Э ТBМ П8РЭТУP b Ч: 7??ач =

9).1- ??а?. с -Т- Р, 103 минальное вреГ я нэгреса слитков, ч; (0,4...0,9) 10 — коэффициент, учить?вающий

-3 влияние термических напряжений, возникающих при нагреве металла, 1? l С; Т„, — температура поверхности слитков перед посадкой, С, R -- эквивалентный радиус сллтка, м; а — коэффициенттемпературопроводности металла, м /ч. повышенному расходу топлива вследствие необхоцимости польема температуры до

СТроГО фИКСироВаННОГО BI-!ЭчеНия, ДЭННЫй способ при?4 ят 8 кя 1ествс ?1 оототипа

Целью изобретения явля тся снижение расхода топлива и угара металла за счет стабилизации темпера1„. Оы .-.,литков перед выдачей.

Для этого в способе нэгреo,ã слитко? в нагревательных колодцах.,включающем подьем температуры до заданной, "-ыдерж— ку при этой температуре в течен;-;е вре .8?н..

B зависимости от длительно.-, i? l18 емэ температуры и выдач,: слиткоь из ко юдца, темпBратуру вь;держки уста;.аэл.,,—. Iç- в ЗаВисиMОсти От spеMени подьBмэ теГ1пера "уры согласно соотношению макс а ? а иакс

ГДЕ Та r !8KBÈÌß!1! !4ßR ЗЭДЭННЭЯ TBM!18" ратура выдержки, С;

1759913 таад — фактическое время подьема температуры, ч;

-Гмакс Т, р2 н (О 09 (Та 1пов) а 10 5 номинальное время нагрева слитков, ч; (0,4...0,9) 10 — коэффициент, учитывающий влияние термических напряжений, возникающих при нагреве металла, 1 "С, Тпов — температура поверхности слит- 10 ков перед посадом, С;

 — эквивалентный радиус сл ITKoB, м; а — коэффициент емпеоатуропроводности металла, м /ч.

Сущность способа заключается в следу- 15 ющем, Для слитков определенных типоразмеров и марок стали в зависимости от их температуры посада по эмпирической зависимости определяется номинальное 20 время нагрева

Тмакс Т . В2, . = р 4 с 9) а 10

Приведенная зависимость устанавливает время, при котором обеспечивается максимальный подвод тепла к центру слитков и, следовательно, минимальное паде- 30 ние его температуры, т, е. обеспечивается равновесие мен<ду внутренним и внешним тепловыми потоками. При увеличении времени поцьема температуры выше номинального и сохранении при этом максимальной заданной температуры выдержки происходит резкий рост температуры поверхности слитков, что приводит к увеличению угара металла, а в отдельных случаях и к местным оплавлениям. С коэффициентом(0,4,„0,9) х 40 х10,,учитывающим влияние термических напряжений при нагреве слитков, вносятся поправки на возможные ограничения скорости подьема температуры. Меньшее значение коэффициента соответствует нагреву о слитков с температурой посада более 700

С, когда снимаются все ограничения по скорости подъема температуры для слитков всех марок стали. Большее значение соответствует нагреву низколегированных и высокоуглеродистых марок стали при холодном посаде.

При значениях коэффициента менее 0,4х х 10 з после снижения максимальной температуры выдержки по зависимости Тв = — в

-Т макс, Е 0,0167 „ акт тн где = од тном, в слитках возникает перепад температур, превышающий допустимый из-за уменьшения величины теплового потока, что ведет к их недогреву, появлению брака при прокатке, а также к ухудшению условий работы прокатного оборудования.

При значениях коэффициента более 0 9 х х 10 з сии>кение температуры выдержки не обеспечивает малоокислительного нагрева, т. к. в этом случае рост температуры поверхности слитков опережает упреждающее воздействие этого снижения. Это приводит к увеличению угара металла, а также к дополнительному расходу топлива на подъем до температуры выдержки, превышающей необходимую, Температуру выдержки слитков устанавливают по соотношению — 0 01 (т о д" — тном ) макс

Изменение температуры выдержки в зависимости от разности:.-;з," .у фактическим временем подьема тс, пературы и номинальным временем нагрева обеспечивает стабильный нагрев слитков для садок из ячеек с различной тепловой мощностью, что улучшает условия работы прокатного оборудования, а также обеспечивает снижение расхода топлива за счет подъема темпера гуры до более низкого уровня, Это достигается путем учета взаимного влияния температурных и временных параметров, исходя из реальных возможностей ячеек, что позволяет оптимально использовать подаваемое к слиткам тепло, не вызывая как лх недогрев, так и оплавления, Примеры конкретной реализации способа, Для определения эффективности предлагаемого способа были проведены исследования на нагревательных колодцах с отоплением из центра пода.

Пример 1, В ячейках нагревали слитки кипящих марок стали (08 кп) массой

20 т с температурой посада 800 С. Размеры слитка в верхней части составлялл 0,79 х х 1,32 м, в них<ней — 0,86 х 1,38 м, Время подъема в Различных Ячейках 4 од — 4, 5, 6 ч, Максимальная заданная температура выдержки Тв = 1350 С, 1(оэффициент температуропроводности слитков а =- 0,019 м /ч, 2

Зквивалентный радиус слитков

=0,596 м, При определении номинального времени нагрева слитков значения коэффициента, учитывающего влияние термических напряжений, возникающих при нагреве металла были приняты (0,3; 0,4 и 0,5) 10 1/ С.

1759913 (Тмакс — ) . R2 н, ., (а no5„ тном = 0 . э 10 З50—

0,019 10

3,08 ч, 1-макс -Т-, г т", = 0,4 а.10 1550 — 500 1 0,596

0,019 10 -Гмакс Т- » . г тйомз =- 0,5- — а 10 г — — 5,11 ч.

= 0,5

0,019 10

Данные по температуре выдержки, которая определялась по зависимости Та = макс . — 0,01ЛТ

= Т, 8, а также технико-экокомические показатели приведены в табл, 1.

Из табл. 1 видно, что оптимальное значение коэффициента, учитывающего влияние термических напряжений для слитков горячего посада, составляет 0,4 10 1/ С.

Пример 2. В ячейках нагревали аналогичные слитки холодного всада, Время подьема температуры в различных ячейках составляло 7, 8, 9 ч. Коэффициент температуропроводности а = 0,059 м /ч.

Значения коэффициента, учитывающего влияние термических напряжений принимались (0,8; 0,9; 1,0) ° 10 1/ С. Данные исследований приведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что оптимальное значение коэффициента, учитывающего влияЗначения номинального времени подьема температуры определяли по зависимости ние термических напряжений для слитков холодного всада, составляет 0,9 10 1/ С.

Таким образом, пределы изменения коэффициента, учитывающего влияние термических напряжений составляет (0,4...0,9} х

10-3 1/оС

Применение предлагаемого способа позволяет на 20...500 снизить угар металла, на 3...5% расход топлива эа счет уменьшения температуры выдержки, а также обеспечивает стабильные параметры выдачи

Слитков из ячеек с различной тепловой мощностью.

15 Формула изобретения

Способ нагрева слитков в нагревательных колодцах, включающий подьем температуры до заданной, выдержку при этой температуре в течение времени в -ависимо20 сти от длительности подьема температуры и выдачу слитков из колодца, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью снижения расхода топлива и угара металла за счет стабилизации температуры слитков перед выдачей, 25 температуру выдержки Тв устанавливают в зависимости от времени подьема температуры согласно соотношению — о.о1 (4oq — 5н-4. }

Т=Т е где Та — максимальная заданная темпемакс ратура выдержки, С; Ьакт мд — фактическое время подьема температуры; н4ом (0.4" 0 9) а 10 номинальное время нагрева слитков, ч.

40 (0,4 — 0,9) - 10 з — коэффициент, учитывающий влияние термических напряжений, возникающих при нагреве слитков, 1/ОС;

Тлаа температура поверхности слитков перед посадкой, C;

45 R — эквивалентный радиус слитка, м; а — коэффициент температуропроводности, м /ч.

1759913

Таблица 1

Таблица 2