Способ регулирования температуры по длине трубы перед редуцированием и калиброванием в многозвенной электрической проходной печи Советский патент 1984 года по МПК C21D11/00 

Изобретение относится к регулированию температуры индукционного нагрева, в частности при нагреве труб перед редуцированием и калиброванием в многозвенной электрической проходной печи, и может быть использовано для стабилизации температуры по длине труб перед их редуцированием или калиброванием для снижения разностен ности и, следовательно, сокращения расхода металла и повышения качества готовых труб. Известен способ согласно которому для получения требуемого распределения температуры нагрева по длине трубной заготовки при вхож,цении в индукционную печь передних и задних концовзаготовок с определенной,заране выбранной для заданной партии заготово длиной скачкообразно увеличивают мощность этой печи на определенн-ую, зара нее выбранную для данной партии труб величину. Таким образом, способ реал зуется программным управлением П. Однако в то время, как длина нагреваемого участка строго определена, длина участков трубы с разньми исход ными температурами колеблется даже в пределах одной партии труб, что приводит к перегреву или недогреву отдельных участков труб. Известен также способ, состоя Щ- й том, что для вьфавнивания температуры по длине труб измеряют температуру труб до нагрева в индукционной печи, определяют,среднюю температуру трубы по участкам, сравнивают с заданной, при наличии разницы изменяют скачкообразно мощность индукционной печи на величину, пропорциональную этой разности 121, Недостаток этого способа заключа ется в том, что при управлении нагревом не учитьтается количество металла, поступающего на нагрев, кикический состав, скорость прокатки и т.д. Колебания этих параметров при водят к неравномерному нагреву отдельных участков труб. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления нагревом в многозвенной проходной печи, включающий определение температур участков трубы во многих зонах нагрева печи, сравне ние их с заданной и формирование по результату сравнения управляющего си нала на изменение мощности в выходны зонах нагрева, при котором, с целью повышения точности регулирования температуры, для каждого участка трубы во входную зону подают постоянную MoutHocTb, определяют приращения температур участков трубы н формируют управляю1ш-1е сигналы на изменение мощности в выходных зонах нагрева прямо пропорционально мощности, подаваемой во входную зону нагрева, и обратно пропорционально приращению температуры участков трубь 31, Недостаток известного способа заключается в том, что при управлении нагревом не 5 итывается фактическая нагревательная способность выходных зон мЕтогозвенной электрической проходной печи. Одной из причин изменения нагревательной способности выходных зон печи является расстройка нагревательного контура при автоматическом или другом отключении части построечных конденсаторов, вследствие чего при подаче одного и того же сигнала управления нагревом при настроенном или расстроенном нагревательном контуре труба нагревается до различных значений температуры. Отсюда частая необходимость остановки технологического процесса для наладки. Наличие недогретых участков, особенно на концах труб, снижает точность готовых труб, увеличивает обрезь концевых участков, ТоС. увеличивает расход металла,, нагрузки на оборудование и износ технологического инструмента, а перегрев отдельных участков ведет к перерасходу электроэнергии на нагрев труб. Целью изобретения является сокращение расхода металла путем уменьшения разнотолщинности стенки трубы и экономия электроэнерпто:. Поставленная цель достигается тем, что при способе регулирования температуры по длине трубы перед редуцированием и калиброванием в многозвенной электрической проходной печи, включа ош;ем измерение температуры участков трубы на входе в печь, подачу во входное звено нагрева постоянной мопшости, измерение температуры участков трубы после входного звена нагрева, при подогреве предьздущей трубы ее сред}шю температуру измеряют на выходе из печи, сравнивают ее с заданной температурой на выходе из печи и устанавлива.ют мощность звеньев нагрева, кроме первого,,согласно сле дующей формуле: м /. icp -is ) суммарная мощность остальных звеньев нагрева, кВт; Ы - постоянная мощность, подаваемая во входное звено наг рева, кВт; fca- температура участка трубы д нагревательной печи,С; - температура участка трубы после входного звена печи,® t-jAi. - заданная температура на вых де из печи. С; tict- средняя температура предыду щей трубы на выходе из печи Способ осуществляется следующим образом. При подогреве предьщущей трубы ее фактическую среднюю температуру измеряют на выходе из многозвенной зле трической проходной печи (tc-p ), сра нивают ее с заданным значением температуры (fccp-tvvu.) и эту разность температур запоминают. В момент входа очередной трубы в линию многозвенной электрической про ходной печи входное звено (первый нагреватель по ходу трубы) загружают постоянной мощностью М, отдаваемой на нагрев. Для линии индукционного подогрева труб трубопрокатных агрегатов (ТПА) 30-102, 140 и 80 эта мощность может составлять 1000-1500 кВт. Определяют температуру по участкам трубы до (-to ) и после (-t) этого звена. Путем деления постоянной мощности N, на разность температур -t определяют мощность, затрачиваемую на изменение температуры по участкам трубы на Для указанных станов io по участкам трубы может быть 550-850 С, а разность температур ,, составляет 20-50°С. По мере поступления трубы в выход ные звенья нагрева (последующие нагреватели) их суммарную мощность вычисляют и устанавливают пропорционально разности температур заданной на выходе из печи и за входным звеном нагрева (iv.i-ti( ) , мопщости, затрачиваемой на изменение температу на 1С Trt и величине, характери зующей степень соответствия фактической и заданной температур предыду щей трубы, т. е. суммарную мощность звеньев печи, кроме первого, формируют по выражению N M,%MltA(. ) tjAi. 1гмпература трубы на выходе из печи ti должна находиться в пределах 950-1050 0 и зависит от сортамента и назначения готовых труб. Суммарная мощность 2,W для получения указанной температуры на выходе из печи может составлять 4500-13500 кВт. Измерение фактической средней температуры трубы на выходе из печи и учет величины, характеризующей степень соответствия фактической и заданной температур при формировании мощности печи при любых изменениях нагревательной способности (например, при растройке индукционного нагревателя) , позволяет обнаружить неточность регулирования температуры и ликвидировать ее уже на следующей трубе. Пример. При прокатке труб, например, диаметром 57 мм с толщиной стенки 3,5 мм на ТПА 30-102 одновременно в подогреве труб может участвовать 8-9 индукционных нагревателей (индукторов). Номинальная мощность загрузки каждого нагревателя составляет 1500 кВт. Первый индуктор по ходу движения трубы загружают постоянной мощностью например номинальной 1500 кВт. При поступлении на подогрев измеряют температуру по ее участкам, которая находится в пределах 660-800 С, причем наиболее охлажденным участком является задний конец трубы, а более нагретым - передний. После выхода трубы из первого индуктора вновь измеряют температуру участков трубы и определяют приращение температуры по этим участкам. Приращение температуры на первом индукторе составляет 30-50°С. Определяют мощность, затрачиваемую на изменение температуры на в первом индукторе, которая может быть 3050 кВт/С. Для каждого из оставшихся 7-8 индукторов формируют сигнал управления и по мере поступления в них соответствующих участков трубы загружают их так, чтобы суммарная мощность оставшихся индукторов была равна произведению разности температур заданной на выходе из установки и фактической из первого индуктоSpa, мощности, затрачиваемой на изменение температуры на 1С,,/и величины характеризующей степень соответстВИЯ фактической и заданной температур предьщущей трубы. При этом для случая подогрева первой трубы в качестве температуры предьщущей трубы принимают заданную температуру на выходе из печи. В результате при подогреве наиболее нагретого переднего участка трубы суммарная мощность составляет 3000-7500 кВт, причем величина загрузки каждого индуктора не имеет значения, важно, чтобы суммарная мощность равнялась требуемой. На наиболее охлажденном участке суммарная мощность 10500-13500 кВт При выходе трубы из линии подогрева измеряют фактическую среднюю температуру всей трубы, сравнивают е с заданным значением температуры, вычисляют и запоминают величину, характеризующую степень соответствия (фактической и заданной температуры, которая используется при форьшровании мощности индукторов в процессе подогрева очередной трубы. 52 Способ регулирования температуры по длине трубы может быть реализован на ТПА 30-102, 140, 80 и других, имеющих индукционньй подогрев труб. Использование способа при прокатке труб улучшает качество труб по геометрическим параметрам, дает возможность; производить прокатку труб в поле минусового допуска, что позволяет экономить металл, умень шить перегрев отдельных участков и тем самым получить экономию электроэнергии. Кроме того, предлагаемыйспособ позволяет стабилизировать структуру металла и механические свойства трубы. Способ позволяет вьфавнять толщину стенки по длине готовых труб и снизить величину обрези на 0,1 м на каждой трубе, что дает возможность получить дополнительно около 1500 т готовых труб. Экономический эффект составит около 200000 руб. Кроме того, ожидается экономия электроэнергии, уменьшение времени простоев и поломок технологического оборудования, повьшение стойкости ,т т :бяого инструмента.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПО ДЛИНЕ ТРУБЫ ПЕРЕД РЕДУОДРОВАНИЕМ И КАЛИБРОВАНИЕМ В МНОГОЗВЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОХОДНОЙ ПЕЧИ, включающий измерение температуры участков трубы на входе в печь, подачу во входное звено нагрева постоянной мощности, измерение температуры участков трубы после входного звенапечи, о тличающийся тем, что, с целью сокращения расхода металла путем; уменьшения разнотолщинности стенки трубы и экономии электроэнергии, при подогреве предьщущей трубы ее среднюю температуру измеряют на выходе из печи, сравнивают ее с заданной температурой на выходе из печи и устанавливают мощность звеньев нагрева, кроме первого, согласно следующей формуле 5ы.ы UiMiiiL(, (t,-t, где ZN - суммарная мощность остальных звеньев нагрева, кВт} 9 N, - постоянная мощность, подаваемая во входное звено нагрева, кВт; to - температура участка трубы до нагревательной печи, С; температура участка трубы i. после входного звена печи,С ЪАД заданная температура на выходе КЗ печи, С; icT средняя температура предыдущей трубы на выходе из печи, С.