Способ нагрева заготовок в методической печи

 

Сущность изобретения: способ нагрева заготовок в методической печи перед прокаткой включает перемещение заготовок вдоль печи, направление факела под углом к горизонтали и выдержку заготовки при температуре на 30-50° выше температуры прокатки. При этом при достижении первой заготовкой точки пересечения оси факела с линией пода температуру в томольной зоне уменьшают до температуры прокатки и через 11-16 мин осуществляют выдачу заготовки в прокат. 1 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Я2 1786352 А1 (я)з F 27 В 9/28, С 21 D 9/52

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 166" > -"11И0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ """ " " Т 4t

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4767614/02 (22) 11.12.89 (46) 07,01.93, Бюл, М 1 (72) П,Л,Шмачков, Р.Б. Лобжанидзе, А,В. Слезовский, А. Б. Якимаха, В, И, Бондаренко и В, Г. Голобородько (56) Тайц Н. Ю, Технология нагрева стали.

М„Металлургия, 1962, с, 100.

Маковский В. А, Динамики объектов с распределенными параметрами. M.: Металлургия, 1971.

Кривандин P. А, и Егоров А. В. Тепловая работа и конструкция печей черной металлургии, М„Металлургия, 1989, с. 122.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к нагреву металла в печах, и может быть использовано при нагреве заготовок из высоколегированных сталей и жаропрочных сплавов, Известен способ томления заготовки на монолитном поду томильной зоны методической печи, при котором поддерживают постоянной температуру поверхности нагреваемой заготовки. Практически реализовать известный способ не представляется возможным, т.к. в процессетомления невозможно осуществить непрерывный контроль температуры поверхности металла на протяжении всей томильной зоны, что может привести к нагреву заготовок с крайне неравномерным температурн,.inc полем.

Известен также способ квазиоптимального управления нагревом массивной пластинь:, который предусматривает одно переключение с максимальной температуры на минимальную. Переключение производится в момент, когда температура (54) СПОСОБ НАГРЕВА ЗАГОТОВОК В МЕТОДИЧЕСКОЙ ПЕЧИ (57) Сущность изобретения: способ нагрева заготовок в методической печи перед прокаткой включает перемещение заготовок вдоль печи, направление факела под углом к горизонтали и выдержку заготовки при температуре на 30 — 50 выше температуры прокатки. При этом при достижении первой заготовкой точки пересечения оси факела с линией пода температуру в томольной зоне уменьшают до температуры прокатки и через 11-16 мин осуществляют выдачу заготовки в прокат. 1 ил. 1 табл, промежуточного слоя становится равной заданной температуте нагрева, Максимальная температура принимается равной максимальнодопустимой температуре печи.

Недостатком известного способа является то, что в нем не учитывается положения сляба относительно факела и окна выгрузки.

Считается, что температурное поле томильной зоны равномерное, а в слябе отсутствуют холодные участки (так называемые темные пятна — следы от воздействия глиссажных rpy6), Известный способ невозможно практически реализовать, т.к, невозможно осуществить инструментальный контроль фактической температуры промежуточного слоя. Неучет этих обстоятельств приводит к неравномерному нагреву заготовок, Наиболее близким техническим решением (прототип) является способ томления заготовок на монолитном поду томильной зоны методической печи, предусматриваю1786352 щий выдержку при постоянной температуре печи, превышающей на 30-50 С температуру прокатки (выдачи).

Недостатком прототипа является возможность перегрева поверхности металла при прохождении заготовкой под факелом и возможность подстуживания заготовки вблизи окна выгрузки, что приводит к крайне неравномерному нагреву.

Целью изобретения является повыше- 10 ние равномерности нагрева.

Поставленная цель достигается тем, что в способе нагрева заготовок в методической печи, включающем продвижение заготовок по печи, направление факела под углом к горизонтали и томление заготовок на монолитном поду при температуре, превышающей на 30 — 50 С температуру прокатки, при достижении заготовкой точки пересечения оси факела с линией пода, температуру в томильной зоне уменьшают до температуры прокатки и через 11-16 мин осуществляют выдачу в прокат, Предлагаемый способ представляет собой индивидуальную технологию нагрева заготовок из специальных сталей и сплавов, В дальнейшем заготовку, для которой осуществляется такая индивидуальная технология, именуют нагреваемой заготовкой в отличие от прочих рядовых заготовок, находящихся в печи одновременно с нею, Данный способ позволяет, во-первых, устранить местный перегрев нагреваемой заготовки под воздействием теплового излучения факела, Это достигается тем, что при прохождении нагреваемой заготовкой точки пересечения оси факела с линией пода температуру в томильной зоне снижают до температуры прокатки, При этом за счет тепловой инерции кладки томильной зоны расход топлива резко уменьшается и соответственно уменьшаются размеры факела, Высокотемпературная зона горения топлива удаляется от поверхности заготовки, Такой факел уже не опасен с точки зрения перегрева поверхности заготовки, Это особенно важно при нагреве высоколегированных сталей и сплавов, у которых незначительный перегрев может привести к оплавлению легкоплавкой эвтектики, Во-вторых, способ позволяет получить высокую равномерность нагрева, т.к, выдача нагреваемой заготовки производится через 11-16 мин после прохождения заготовкой точки пересечения оси факела и подины томильной зоны.

Пребывание нагреваемой заготовки в томильной зоне более 16 мин приводит к тому, что происходит подстуживание заго15

55 товки холодным воздухом, подсасываемым через окно выгрузки, Вместе с тем слишком быстрое продвижение заготовки после снижения температуры может привести к тому, что в томильную зону поступит большое количество непрогретых заготовок (имеется ввиду

"темные пятна" от глиссажных труб), При неизменной температуре томильной зоны это вызовет увеличение расхода газа и размеров факела, Ведь температура томильной зоны есть средневзвешенная температура системы газ — кладка — металл и при уменьшении температуры металла должна увеличиться температура газов и соответственно расход топлива и размеры факела, Увеличение размеров факела может привести к перегреву поверхности заготовок, следующих за нагреваемой заготовкой и находящихся в зоне лучистого воздействия факела, В то же время нагреваемая заготовка имеет неравномерное температурное поле, т.к. времени пребывания в томильной зоне недостаточно для исчезновения "темных пятен", возникающих при ее движении по глиссажным трубам в процессе нагрева, Экспериментальным путем установлено, что подобные нежелательные динамические эффекты не наступают, если выдача нагреваемой заготовки производится не ранее чем через 11 мин после снижения температуры в томильной зоне.

Таким образом, чтобы получить равномерное температурное поле необходимо производить выдачу нагреваемой заготовки в прокат через 11 — 16 мин после прохождения ею точки пересечения оси факела с линией пода.

На чертеже представлена схема продвижения слябов по печи в процессе нагрева, В рабочем пространстве 1 томильной зоны методической печи на монолитном поду 2 располагаются заготовки 3. Два характерных варианта расположения факела отмечены поэ. 5 и поз, 6, Точка пересечения продолжения оси факела с линией пода отмечена поз. 4, Через неплотности окна выгрузки 7 происходит подсос холодного воздуха 8, Способ осуществляют следующим образом.

Заранее определяют местоположение точки 4 пересечения оси факела с линией пода, В частности, l>=h ctg a, где h — высота устья горелки над уровнем пода; а — угол наклона оси горелки к горизонтали, Расстояниее от загрузочного окна до точки 4 Iz=h — L>, где L — общая длина печи, В томильной зоне

1786352

8+1

X= g ЛХ, 55 методической печи устанавливают температуру, на 30-50 С превышающую температуру прокатки. Температура прокатки — это необходимая для прокатки температура, с которой нагреваемая заготовка должна 5 быть выдана из печи.

При каждом перемещении нагреваемой заготовки в томильной зоне вычисляют расстояние, пройденное ею от окна загрузки (текущую координату) по формуле 10

15 где N — число заготовок, посаженных в печь после первой заготовки;

ЛХ вЂ” ширина i-й заготовки, начиная с первой, и сравнивают это расстояние с величиной !г.

Если при этом выполняется условие х > Iz, то температуру в томильной зоне снижают до температуры прокатки.

После этого затовки из печи выдают со средним интервалом (10 — 15)/(N +1) мин, где

N< число заготовок, расположенных впереди нагреваемой заготовки. В тот период, когда интервал выдачи заготовок регламентируется предложенным способом указанным образом, согласование интервалов 30 выдачи с темпом прокатки производят (при необходимости) путем выдачи заготовок из параллельно работающих печей.

Пример. В пятизонной толкательной методической печи осуществляли нагрев ко- 35 ваных слябов из сплава ЭП вЂ” 915 У вЂ” Ш (ХН43БМТЮ вЂ” LU) толщиной 140 мм, По технологическим условиям горячей деформации к нагреву слябов из сплава

ЭП вЂ” 915 У вЂ” Ш предъявляются следующие 40 требования. Температура прокатки, т,е. поверхности сляба перед выдачей из печи, должна быть 1210 -10 С, При нагреве сплава выше 1220 С возможно оплавление легкоплавкой эвтектики, что ведет к 45 расслоению при прокатке, э при нагреве ниже 1200 С резко увеличивается сопротивление горячей деформации сплава, что может привести к недокату на заданную толщину. 50

Таким образом, температура томильной зоны после входа в нее слябов должна быть

1210+30=1240 .

Заранее определяли место пересечения оси факела с линией пода

11=2,8 ctg30 =4,8 м; Iv=36 — 4,8=31,2 м.

При прохождении заготовкой расстояния 31,2 м температуру в зоне уменьшали до

1210 С и через 11-16 мин осуществляли выдачу сляба в прокат, Результаты опытно-промышленных исследований нагрева слябов из сплава ЭП—

915 У-Ш толщиной 140 мм представлены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ обеспечивает высокую равномерность нагрева (эксперименты 5-7), Температурное поле сляба находится в интервале заданных температур, Нагрев слябов по способу-прототипу приводит к перегреву поверхности слябов на 20 С (эксперименты 1 и 2).

При выдаче слябов более чем через 16 мин (эксперименты 3 и 4) после снижения температуры в томильной зоне происходит их подстуживание холодным воздухом, подсасываемым через окно выгрузки. При быстрой выдаче менее чем за 11 мин (эксперименты 8 и 9) не успевают прогреваться холодные участки ("темные пятна") на поверхности слябов.

Ожидаемый экономическаий эффект от использования предлагаемого способа нагрева заготовок в методической печи составит 240 тыс. руб.

Формула изобретения

Способ нагрева заготовок в методической печи, преимущественно перед прокаткой, включающий перемещение заготовок, выдержку при температуре, превышающей на 30-50 С температуру прокатки, нагрев с направлением факела под углом к направлению перемещения заготовок, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева при достижении первой заготовкой точки пересечения оси факела с линией пода, температуру в томильной зоне печи уменьшают до температуры прокатки и через 11 — 16 мин производят выгрузку заготовки, 1786352

Составитель

Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 241 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5