Способ охлаждения отожженныхРулОНОВ B КОлпАКОВОй пЕчи Советский патент 1981 года по МПК C21D9/663 

1

Изобретение относится к черной металлургии и совершенствует процесс термообработки автолистовой стали.

Известен способ охлаждения садки в колпаковых печах, согласно которому охлаждение ведут при циклической циркуляции защитного газа под муфеля

1.

Недостатком этого способа является наличие неравномерности нагрева металла по длине ленты.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, в котором после нагрева стопы рулонов в колпаковой одностопной печи до требуемой температуры отжига, например 690-710 -Сг нагревательный колпак .снимают и осуществляют процесс охлаждениярулонов под муфелем при принудительной циркуляции защитного газа по следующей .схеме теплообмена. Циркулирующий в замкнутом контуре защитный газ , омывая рулоны стопы, нагревается и передает тепло муфелю. От муфеля оно путем свободной конвекции воздуха 1(ередается в окружающее пространство. Возможен вариант, когда с целью интенсификации процесса охлаждения, муфель поливают водой. Охлаж-j дение садка под муфелем при принуди-J

тельной циркуляции защитного газа осуществляют до температ.уры 120laOOC 2.

Недостатком известного способа охлаждения отожженных рулонов является большая неравномерность механических и микросдруктурных свойств по длине полосы и снижение их стабильности во времени. Вызвано это в

10 первую очередь тем, что при охлаждении плотносмотанных рулонов в стопе в колпаковых печах наблюдается значительный температурный перепад по их высоте и сечению. По сечению

15 рулонов наиболее о слаждаются боковые поверхности, медленнее всего средние витки (центр намотки) по толщине намотки. При охлаждении тепло от боковых поверхностей рулонов к внутренней поверхности муфеля

20 передается как излучением, так и конвекцией благодаря принудительной циркуляции защитного газа, от торцовых поверхностей тепло отбирается

25 только конвекцией. Средние витки по толщине намотки рулонов охлаждаются медленнее также потому, что во-первых, теплоотдающая поверхность торцов рулонов значительно меньше, чем боковых поверхностей, во-вторых.

30

ртвод тепла в радиальном направлении к боковым поверхностям затрудне наличием газовых прослоек между {витками. В осевом направлении (по высоте рулонов) перепад температур Ьбусловлен тем, что тепло отбираетс от торцов рулонов благодаря циркуляции защитного газа. Таким образом Максимальную температуру при охлажрении имеет центр намотки рулона. Перепад температур при охлаждении |по сечению (длине полосы) и высоте Кширине полосы) достигает 180-200с : в то же время известно, что при Ьхлаждении после рекристаллизационного отжига в интервале температур Ьт бЭО-ТЮ С до 100-120°С происхорят структурно-концентрационные |иэменения в металле, влияющие на 0изико-механические свойства. Эти изменения обусловлены выделением из {твердого раствора мелкодисперсных |включений интерметаллических фаз (нитродов, карбонидов и др.) вследствие уменьшения растворимости примесей внедрения. Процессы выделения, термическое старение, особенно интерифицируется при и ниже, когд растворимость резко снижается, а Диффузионная подвижность примесей ще достаточно велика. Оптимальный температурный интервал термического старения, например автолистовых сталей, составляет 350-450. Полное завершение структурно-концентрационЙых изменений в металле приводит | тому, что механические свойства Ьтожженного листа в течение длительйого времени не изменяются, т.е. Находятся на одном уровне.

Из-за различных скоростей охлаждения наружных, средних и внутренних витков по толщине намотки в известном способе эти участки полсы находятся неодинаковое время в оптимальном температурном интервале термического старения 350-450 С, а следовательно, и степень завершен структурно конструкционных изменений у них неодинакова. Поэтому, в отожженных по известному способу полосах наблюдаются различные механические свойства по длине и течение времени, так как в центральной части полосы, охлаждаемой с наиболе низкой скоростью в интервале температур 350-450°С, процессы структурно-конструкционных изменений закончены, а в периферийных, охлаждаемых е более высокой скоростью еще продолжаются .

Цель изобретения - повышение стабильности свойств: металла за счет увеличения равномерности охлаждения

Поставленная цель достигается тем, что по достижении температуры 450-400°С повторно устанавливают нагревательный колпак, отключают иринудительную циркуляцию защитного

газа и выдерживают рулоны в таком положении в течение 5-10 ч, после чего колпак снимают и возобновляют принудительную циркуляцию.

После нагрева садки до температуры отжига и соответствующей выдержки, нагревательный колпак снимают и начинают процесс охлаждения рулонов под муфелем при принудительной циркуляции защитного газа. Тепло от рулонов излучением и конвекцией, благодаря циркуляции защитного газа, передается муфелю и от муфеля в окружающее пространство. При достижении в центральной части намотки рулонов температуры 450-400-с вновь устанавливают нагревательный колпак, отключают принудительную циркуляцию защитного газа и в течение 5-10 ч производят выдержку при этой температуре.

Цель отключения принудительной циркуляции защитного газа - снижение интенсивности теплопередачи на наружные и внутренние витки рулонов В .момент отключения принудительной циркуляции наружные и внутренние витки имеют температуру на 50-100с ниже, чём в центре. Если в центральной части намотки температура 4004-.i0- C, то на периферийных участках она колеблется от 300 до .

.При проведении выдержки с принудительной циркуляцией защитного газа на боковых поверхностях рулонов температура резко возрастает в результате одновременного воздействия теплопередачи излучением от муфеля и конвекцией за счет циркуляции защитного газа. При этом температура периферийных участков (особенно, наружных витков) возрастает даже выше контрольной температуры выдержки и связано это в первую очередь с недостатками тепловой работы колпаковых печей.

При отключении принудительной циркуляции тепло рулонам передается только излучением и естественной циркуляцией защитного газа. Интенсивность теплопередачи в этом случа ниже, рост температур на боковых поверхностях медленный, температура -в-Нейтральней части намотки лежит практически на одном уровне, а температура боковых поверхностей рулонов асимптотически приближается к ней.

Таким образом, предлагаемый способ охдаждения отожженных рулонов в колпаковой печи позволит повысить стабильность свойств металла по дли не полосы.

Формула изобретения

Способ охлаждения отожженных рулонов в колпаковой печи, включающий

.:иигнг; яагреьа-ге.1(1.яого колпака .. со: данне циркуляции защитного газа под муфелем до достижения температуры рулонов 140-J , отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности свойств по длине полосы металла, при достижении температуры рулонов 400-450с повторно устанавливают нагревательный колпак, отключают принудительную циркуляцию защитного газа и вьщерживают рулоны в таком положении

в течение 5-10 ч, после чего колпак снимают и возобновляют принудительную циркуляцию.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 5 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2576858/22-02, кл. С 21 D 9/663, 1978.

2. Райцес В.Б. Термическая обработка на металлургических заводах. М., Металлургия, 1971, с. 100101.