БАШЕННАЯ ПЕЧЬ Российский патент 1998 года по МПК C21D9/56 

Изобретение относится к области термообработки холоднокатного листа и может быть использовано при создании и совершенствовании агрегатов непрерывного отжига жести, в состав которых входят башенные печи.

Известна башенная печь, состоящая из последовательно расположенных камер нагрева, выдержки, регулируемого и окончательного охлаждения, включающая систему подачи рабочей среды навстречу движению полосы [1]. Недостатком известной печи является то, что она предназначена для непрерывного отжига малоуглеродистой стали, т.е. сортамент термообрабатываемой стали очень узок, в такой печи невозможно выполнить термохимическую обработку полосы.

Известна башенная печь для обезуглероживающего отжига, содержащая камеры нагрева, выдержки и охлаждения, транспортирующие ролики, систему подачи рабочей среды, имеющей вертикальные стояки с боковыми горизонтальными отводами, размещенными в отверстиях стенок камер выдержки и охлаждения, скрубберы с системой циркуляции, выбранная в качестве ближайшего аналога [2].

Недостатком ближайшего аналога является невозможность подвергать обработке широкий сортамент полосовой стали - жесть, кинескопную сталь, металл для эмалирования и др.

Технической задачей изобретения является расширение сортамента отжигаемого металла и улучшение его качества. Это достигается тем, что башенную печь, содержащую камеры нагрева, выдержки и охлаждения, транспортирующие ролики, систему подачи рабочей среды, имеющей вертикальные стояки с боковыми горизонтальными отводами, размещенными в отверстиях стенок камер выдержки и охлаждения, скруббер с системой циркуляции оснащают установленными со стороны выхода камеры нагрева и входа в камеру выдержки дополнительными вертикальными стояками с горизонтальными отводами, размещенными в отверстиях камер нагрева и выдержки, расположенным в рабочем пространстве камер нагрева и выдержки между нижними транспортирующими роликами, дополнительным горизонтальным коллектором с круглыми и щелевыми отверстиями, размещаенными после скруббера в системе циркуляции узлом регулирования влажности газа, измерителями влажности и окислительного потенциала атмосферы в камерах, комплектами измерителей расхода защитного газа, при этом узел регулирования влажности газа выполнен в виде термометра вторичного регистрирующего прибора и регулятора напряжения в электронагревателях воды, комплекта измерителей расхода защитного газа выполнена в виде измерительной диафрагмы, дифманометра-датчика расхода и регистрирующего прибора.

На фиг. 1 представлена башенная печь по предлагаемому изобретению для проведения совмещенного рекристаллизационного и обезуглероживающего отжига жести, кинескопной стали и стали для эмалирования; на фиг. 2 - вид на стену камеры выдержки (аналогично камеры нагрева); на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - графики отжига полосы.

Предлагаемая башенная печь включает камеры нагрева (КН) 1, выдержки (КВ) 2, регулируемого охлаждения (КРО) 3, струйного (окончательного) охлаждения (КО) 4. Полоса 5 двигаясь по печи последовательно огибает нижние 6 и верхние 7 транспортирующие ролики. Камеры 1 и 2 соединены между собой тамбуром 8, камеры 3 и 4 - тамбуром 9. Нагрев полосы в камерах 1 и 2 регулируется с помощью зональных стандартных систем автоматического регулирования, включающих термоэлекрический термометр, вторичный регистрирующий прибор и регулятор, изменяющий подачу топлива или величину напряжения (при использовании электронагревателей). Температура полосы контролируется с помощью пирометров излучения (ПИ) 11, установленных в различных точках агрегата. Защитная атмосфера (95% азота и 4 - 5% водорода, температура точки росы - 40 - 60^oC) подается к печи по магистральному трубопроводу 12 и раздается по отдельным камерам отводами 13, 14, 15. Общее количество защитного газа, подаваемого на печь контролируется стандартным комплектом приборов 16, включающим измерительную диафрагму, дифманометр-датчик расхода и вторичный регистрирующий прибор. На печи имеются система автоматического контроля и регулирования давления в печи, автоматической отсечки и сигнализации (не показаны). Камеры 1 и 2 снабжены свечами 17 и 18, установленными на своде. На свечах 17 и 18 предусмотрены клапаны 19, с помощью которых может изменяться расход газа через свечи. Количество защитной атмосферы, подаваемой в различные точки агрегата, изменяется с помощью клапанов 19.

В соответствии с предлагаемым изобретением печь дополнительно оснащается: скруббером 20 с системой циркуляции воды и узлом регулирования ее температуры 21, узлом регулирования влажности газа, представляющим собой узел регулирования 21, температуры воды в скруббере 20, дополнительно оборудованным измерителем влажности газа 22, измерителем окислительного потенциала атмосферы печи 23, стандартными комплектами для измерения расхода защитного газа, идущего через скруббер 20, 24, и направляемого на разбавление влажного газа после скруббера 25, а также системой разводки защитного газа, которая включает: трубопровод 26 подачи сухого защитного газа в скруббер 20, трубопровод 27 подачи сухого защитного газа в магистраль 28 увлажненного защитного газа после скруббера 20 для исключения выпадения влаги в виде капель из-за понижения температуры увлажненного газа после скруббера 20.

Магистраль 28 соединена через клапаны 19 с вертикальными стояками 29 и 30, обеспечивающими подачу увлажненного газа на различные уровни по высоте камер 1 и 2, и трубопроводами 31, соединенными с трубами-коллекторами 32, установленными в печи в нижней части камер между проходами полосы 5 и обеспечивающими равномерный подвод увлажненного газа по ширине полосы 5. Вертикальные стояки 29 и 30 подают атмосферу рассредоточенно по высоте камер 1 и 2 через боковые горизонтальные отводы 33, соединенные с отверстиями 34 в стенах камер через клапаны 19.

Магистраль 28 (фиг.2) через трубопровод 31 соединена со стояком 30, который через боковые горизонтальные отводы 33 обеспечивает подачу атмосферы через клапаны 19 в отверстия 34, выполненные с двух сторон по ширине полосы 5. Между нижними роликами 6 расположены трубы-коллекторы 32 с отверстиями в верхней части, которые обеспечивают подачу атмосферы на полосу 5 и вертикально в пространство между двумя проходами полосы 5 (фиг. 3).

На фиг. 4 представлены температурные графики отжига полосы в башенной печи: I режим - обеспечивает проведение рекристаллизационного отжига, II режим - обеспечивает проведение обезуглероживающего отжига только в камере нагрева; III режим - проведение обезуглероживающего отжига в камерах нагрева и выдержки. Температурный интервал обезуглероживающего отжига полосы в башенной печи 780-900^oC.

Предлагаемая башенная печь работает следующим образом.

На первом этапе включается скруббер 20 и обеспечивается влажность в атмосфере, подаваемой в печь, в пределах 10 - 30 г/м³. В это время в печи отжигается переходный рулон. В течение времени его обработки камеры 1 и 2 заполняются влажной атмосферой, уровень влажности в печи, окислительный потенциал атмосферы контролируются приборами 21 - 25. При этом свечи 17 и 18 открываются таким образом, чтобы обеспечить вентиляцию рабочего пространства и удаления CO, образующегося в результате обезуглероживания полосы 5 в печи.

После заполнения рабочего пространства камер 1 и 2 атмосферой с необходимой влажностью, начинается непосредственно термообработка (рекристаллизационный отжиг с обезуглероживанием) необходимого металла: жести, кинескопной стали или стали для эмалирования. В зависимости от толщины полосы и начального содержания углерода выбирается режим - II или III (фиг. 4). При работе по режиму II весь процесс проводится только в камере 1, влажная атмосфера подается в камеру 1 через трубы-коллекторы 32 и вертикальный стояк 29. Полоса 5 за первые два прохода нагревается до 600 - 700^oC, затем за 3-й проход доводится до температуры, при которой проводится обезуглероживание 780 - 900^oC. При более толстом металле и большем, чем 0,04 - 0,05% содержании углерода, процесс выполняется по режиму III (фиг.4) - дополнительно влажная атмосфера подается в камеру 2 через трубы-коллекторы 32 и стояк 30. Настройка процесса обезуглероживания производится по результатам определения содержания углерода в пробе, отбираемой от полосы 5, прошедшей через печь, с помощью изменения количества атмосферы, подаваемой в скруббер 20, изменением температуры скруббера 20, изменением расхода атмосферы, уходящей через свечи 17 и 18, скоростью транспортировки полосы 5 через агрегат и температурным режимом отжига.

Данная печь позволит в одном агрегате производить рекристаллизационный отжиг стальной полосы при температурах 660 - 720^oC, а также после перестройки режима (занимающей около 30 - 80 мин) проводить обезуглероживающий отжиг жести, кинескопной стали, автолиста, стали для эмалирования. Обратный переход с режима обезуглероживания на рекристаллизационный отжиг практически осуществляет за 15 - 30 мин.

Башенная печь многоцелевого назначения позволит обеспечить получение более качественно металла за счет понижения содержания углерода в жести и в стали для эмалирования, а также автолиста; нового вида продукции для данного агрегата (совмещение рекристаллизационного и обезуглероживающего отжига) кинескопной стали; металла (готовой продукции) за более сжатые сроки, из-за исключения операций по глубокому обезуглероживанию в кислородно-конвертерном производстве (жесть, автолист, сталь для эмалирования) и промежуточного обезуглероживания кинескопной стали в горизонтальной печи.

Изобретение относится к области термообработки холоднокатаного листа. Конструкция башенной печи позволяет проводить в одном агрегате рекристаллизационный отжиг стальной полосы при температурах 660 - 700^oC и обезуглероживающий отжиг жести, автолиста, кинескопной стали и стали для эмалирования с обеспечением конечного содержания углерода в металле до 0,003 -0,005%. Данная техническая задача достигается тем, что печь дополнительно снабжена скруббером для увлажнения защитного газа с системой циркуляции воды и узлом регулирования влажности газа после скруббера, включающего термометр, вторичный регистрирующий прибор и регулятор, управляющий подачей напряжения на электронагреватели воды, орошающей сверху насадку скруббера; измерители влажности и окислительного потенциала атмосферы в рабочем пространстве печи; комплекты измерителей расхода защитного газа; системой разводки влажного защитного газа, включающей вертикальные стояки с боковыми горизонтальными отводами с клапанами, подводящими защитный газ к отверстиям, расположенным на боковых стенах камер нагрева и выдержки на нескольких уровнях по высоте печи, и горизонтальные трубы-коллекторы, установленные внизу камер нагрева и выдержки между проходами полосы и имеющих отверстия - круглые или щелевые, обращенные к металлу и своду печи. 4 ил.

Башенная печь, содержащая камеры нагрева, выдержки и охлаждения, транспортирующие ролики, систему подачи рабочей среды, имеющей вертикальные стояки с боковыми горизонтальными отводами, размещенными в отверстиях стенок камер выдержки и охлаждения, скруббер с системой циркуляции, отличающаяся тем, что печь снабжена установленными со стороны выхода камеры нагрева и входа в камеру выдержки дополнительными вертикальными стояками с горизонтальными отводами, размещенными в отверстиях камер нагрева и выдержки, расположенным в рабочем пространстве камер нагрева и выдержки между нижними транспортирующими роликами дополнительным горизонтальным коллектором с круглыми или щелевыми отверстиями в его верхней части, размещенными после скруббера в системе циркуляции узлом регулирования влажности газа, измерителями влажности и окислительного потенциала атмосферы в камерах, комплектами измерителей расхода защитного газа, при этом узел регулирования влажности газа выполнен в виде термометра, вторичного регистрирующего прибора и регулятора напряжения в электронагревателях воды, комплекты измерителей расхода защитного газа выполнены в виде измерительной диафрагмы, дифманометра-датчика расхода и регистрирующего прибора.