Способ нагрева слитков с жидкой сердцевиной в нагревательных колодцах Советский патент 1991 года по МПК C21D9/70 

Изобретение относится к способам нагрева металла перед прокаткой и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является сокращение расхода топлива и повышение выхода годного металла.

Согласно способу нагрева слитков с жидкой сердцевиной в нагревательных колодцах, включающему три периода - выдержку, подъем температуры при максимальной тепловой нагрузке и томление , период выдержки осуществляют после периода подъема температуры, а период томления - за 0,3-0,75 ч до окончания кристаллизации слитка.

Способ нагрева позволяет избежать значительного градиента температур по сечению нагретого слитка и сократить угар металла (во втором периоде нагрева в рабочем пространстве колодца создается малоокнслительная атмосфера путем сжигания газа без подачи воздуха).

Длительность периода томления (0,3-0,75 ч до окончания кристаллизации) жестко регламентирована и не зависит от числа слитков, загружаемых в колодец, таким образом увеличение веса садки снижает удельный угар металла на 1 т стали. Период томления осуществляется для того, чтобы поверхность слитка за время

10

15

20

доставки к прокатному стану не переохладилась, а кроме того, в предыдущем периоде возможно небольшое снижение температуры колодца и поверхности слитков, так как топливо на нагрев практически не дают. Подача топлива в течение третьего периода сокращает время пребывания слитков в колодце, так как имеется инерционность передачи тепла теплопроводностью от поверхности к центру слита, соизмеримая по величине с длительностью периода, и процессу оконания кристаллизации не повредит.

Способ осуществляют следующим обазом.

Слитки, имеющие жидкую сердцевину, при посаде загружают в рабочее пространство нагревательного колодца, закрывают ячейку крышкой и пода- ют максимальное количество топлива, обеспечивая быстрое восполнение теп- а, потерянного слитком при доставке к колодцам и стенками ячейки при за- 25 грузке. Нагрев ведут до температуры томления Тк при обычном соотношении расходов топлива и воздуха, например d 1,05 для газового топлива, и при давлении под крышкой колодца в пределах Р 0,5-1,0 мм вод.ст. Длительность периода не регламентируется, а зависит от состояния ячейки (тепловой мощности, футеровки рабочей камеры и т.д.), теплосодержания и количества слитков, поступивших на нагрев. Затем подачу топлива и воздуха для горения выключают, что практически соответствует подаче топлива в количествах, обеспечивающих сохранение факела на горелке (дежурный расход топлива). Давление в ячейке увеличивают до 1,5-3,5 мм вод.ст. с помощью дымового шибера. Практически дымовой шибер полностью не закрывается для обеспечения небольшой тяги, чтобы отводить образующиеся продукты сгорания в трубу. При этом температура в рабочем пространстве колодца в течение всего второго периода не уменьшается или уменьшается на 10-30°С, а в некоторых случаях даже немного возрастает за счет саморазогрева слитков.

В рабочем пространстве те малые количества топлива, которые подаются в этот период, сгорают за счет подсосов воздуха через летку, другие неплотности футеровки рабочего про30

35

40

45

50

55

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

странства, стенок рекуператоров и так далее и создают тем самым малоокислительную атмосферу, что способствует снижению окалинообразования. За 0,3-0,75 ч до момента окончания кристаллизации слитков вновь, в зависимости от тепловой мощности ячейки, числа слитков, их теплового состояния и температуры окончания второго периода, подают топливо и воздух для горения и давление в рабочей камере поддерживают на уровне 0,5- 1,0 мм вод.ст. Затем осуществляют выдачу слитков в прокат.

Избыточное давление в рабочем пространстве обычно измеряется в стенке на расстоянии 0,5 м от крышки, и в периоды подачи топлива и воздуха рекомендуется во избежание выбивания газов и подсосов воздуха поддерживать его на уровне 0,5-1,0 мм вод.ст. В период выдержки, когда расходы газа незначительны и обеспечивают наличие факела, подачу воздуха полностью прекращают, а избыточное давление поддерживают на уровне 1,5- 3,5 мм вод.ст,, регулируя положение дымового шибера. Избыточное давление менее 1,5 мм вод.ст. не позволяет иметь коэффициент избытка воздуха в пределах рабочего пространства меньше единицы ( 1) из-за подсосов атмосферного воздуха. Это ведет к падению температуры и увеличению угара. Избыточное давление более 3,5 мм вод.ст. приводит к выбиванию продуктов сгорания через неплотности, ухудшая условия труда обслуживающего персонала.

Изменение продолжительности третьего периода (томления) в пределах 0,3-0,75 ч устанавливается исходя из общего критерия массивности слитков, их характерного размера, т.е. толщины, кроме того, необходимо при его назначении учитывать характер изменения температуры в ячейке во втором периоде. Если температура во втором периоде имеет тенденцию к снижению, устанавливается максимальная продолжительность 0,75 ч, а если температура во втором периоде продолжает медленно возрастать, что происходит при более высокой температуре посада и удовлетворительном состоянии нагревательного колодца, выбирается минимальная длительность нагрева (0,3 ч), При отсутствии или малом снижении температуры во втором периоде нагрева выбирают промежуточное значение. Во всех случаях уменьшения продолжительности нагрева ниже 0,3 ч температура поверхности раската после первых трех проходов на стане ниже допустимой по условиям эксплуатации (1050°С),

При увеличении продолжительности третьего периода более 0,75 ч равномерность температур по сечению слитка существенно не улучшается, а угар металла начинает резко возрастать, появляются оплавления окалины, интенсивней зарастает подина нагревательного колодца.

Пример. Для слитков кипящей и полуспокойной стали массой 19 т длительность процесса кристаллизации определена экспериментально и составляет 4 ч 25 мин. Возможен и расчетный 20 живают автоматически на этом уровне

ставляет 1100вС. Затем колодец закрывают крышкой и устанавливают максимальную тепловую нагрузку.

Длительность периода подъема температуры до 1300°С составляет 1 ч 05 мин, затем расход газа снижают до 20 м3/ч, что составляет 0,01 Qm, принудительную подачу вентиляторного

воздуха исключают полностью, избыточное давление в рабочем пространстве устанавливают 2,5 мм вод.ст. Длительность периода выдержки составляет О ч 50 мин, за это время температура

5 в рабочем пространстве уменьшается на 20°С и составляет 1280°С. В третьем периоде нагрева расход тепла изменяют от 4.7 до 0,8, а температура возрастает до 1300°С, ее поддер

Изобретение относится к способам нагрева металла перед прокаткой и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности. Цель - сокращение расхода топлива и повышение выхода годного металла. Сущность изобретения заключается в том, что в способе нагрева слитков с жидкой сердцевиной п нагревательных колодцах, включающем три периода - выдержку, подъем температуры при максимальной тепловой нагрузке и томление, выдержку осуществляют после подъема температуры, о томление - за 0,3-0,75 ч до окончания кристаллизации слитка. 1C чВИЕЕЯ

способ оценки процесса кристаллизации. Исходя из этой продолжительности при доставке слитков к нагревательным колодцам необходимо как можно раньше снять изложницы и загрузить слитки в нагревательный колодец Доставка таких слитков с температурой поверхности более 920°С соответствует наличию жидкой сердцевины при посаде. Слитки в количестве 7 шт. массой 19 т доставляют в отделение нагревательных колодцев с температурой посада 950°С. Время доставки от конца разливки до посада в колодец составляет 2 ч. Следовательно, общее время нагрева должно быть не менее 2 ч 15 мин. Слитки загружаю в разогретые до 1360°С колодцы. Температура рабочего пространства по термопаре, установленной в стенке колодца, после окончания посада сов течение 30 мин. Затем слитки прокатывают на слябинге 1150. Температура раската толщиной 180 мм составляет 1170-1200°С. Выход годного увели- чивается на 13 кг/т или 1,14%.

Формула изобретения

Способ нагрева слитков с жидкой сердцевиной в нагревательных колодцах, включающий выдержку слитков в колодце, подъем температуры при максимальной тепловой нагрузке и томление, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода топлива и повышения выхода годного металла, период выдержки слитков осуществляют после периода подъема температуры, а период томления - за 0,3-0,75 ч до окончания кристаллизации слитка.