RU1788981C

RU1788981C - Колпакова печь

Info

Publication number: RU1788981C
Application number: SU914917792A
Authority: RU
Inventors: Михаил Петрович Мишин; Мария Тимофеевна Зотова; Борис Иванович Смирнов; Виталий Дмитриевич Смирнов; Борис Алексеевич Басов
Original assignee: Магнитогорский металлургический комбинат им.В.И.Ленина
Priority date: 1991-03-07
Filing date: 1991-03-07
Publication date: 1993-01-15

Abstract

Изобретение может найти применение при производстве холоднокатаной стали в прокатных цехах, оснащенных колпаковы- ми печами дл термической обработки плот- носмотанных рулоно.в ленты полосы, в особенности широкополосной стали в стопах . Целью изобретени вл етс увеличение производительности печи, сокращение удельного расхода топлива, повышение качества отжигаемого металла. Указанна цель достигаетс тем, что в колпаковой печи , содержащей нагревательный колпак, стенд, муфель, четыре конвекторных кольца , первое, третье и четвертое из которых, счита от стенда печи, выполнены с одинаковыми проходными каналами переменного сечени и крышку стопы рулонов, суммарна площадь средних сечений проходных каналов второго конвекторного кольца в 1,5-2,0 раза больше суммарной площади средних сечений проходных каналов первого , третьего и четвертого конвекторных колец в отдельности, а крышка выполнена в виде плоского кольца, площадь проходного сечени которого составл ет 0,6-0,9 от суммарной площади средних сечений проходных каналов любого из конвекторных колец, кроме второго. 1 табл., 2 ил. со с

Description

Изобретение относитс к устройствам дл термической обработки полосового проката и может быть использовано в металлургической и других отрасл х промышленности .

Известна колпакова печь, содержаща стенд с циркул ционным вентил тором,муфель , нагревательный колпак, крышку в виде плоского диска и кон векторные кольца с одинаковыми циркул ционными каналами переменного сечени .

Недостатком известной колпаковой печи вл етс низка производительность и пониженное качество отожженного металла , что обусловлено неравномерностью температурного пол по объему садки из-за нерационального распределени теплового

потока, поскольку верхн часть муфел не участвует в интенсивном конвективном теплообмене в период нагрева и охлаждени металла.

Цель изобретени - увеличение производительности колпаковой печи и повышение качества отжигаемого металла.

Поставленна цель достигаетс тем, что в колпаковой печи, содержащей стенде циркул ционным вентил тором, муфель, нагревательный колпак, четыре одинаковые конвекторные кольца с циркул ционными каналами переменного сечени и крышку стопы рулонов в виде плоского диска, второе , счита от стенда, конвекторное кольцо выполнено с суммарной площадью средних сечений циркул ционных каналов равной

XI

00

оо ю

00

IOJ

1,5-2,0 суммарной площади средних сечений циркул ционных каналов первого, третьего и четвертого кон векторного кольца , крышка выполнена в виде кольца с площадью проходного сечени ,равной 0,6-0,9 суммарной площади средних сечений циркул ционных каналов первого, третьего или четвертого конвекторного кольца.

Обозначим суммарную площадь средних сечений циркул ционных каналов второго , счита от стенда, конвекторного кольца S.tr первого S, третьего 5.щи четвертого S2,Y.

Тогда согласно изобретению

Sgir Sgrr Ssit л с on э и ssr %п Szntf

через SK обозначим площадь проходного сечени плоской крышки, выполненной в виде кольца, Тогда, согласно изобретению

Sj л с А о

с-о - о UiD Ui

2зbgftt

Суммарна площадь средних сечений циркул ционных каналов второго конвекторного кольца, счита от стенда, в 1,5-2,0 раза больше суммарной площади средних сечений циркул ционных каналов первого, третьего и четвертого конвекторных колец в отдельности

СQ

При отношении oSII

о

0ЈИ 1,5 замедл етс прогрев первого

b2W

и второго рулонов снизу стопы, что при водит к ухудшению качества металла (большой разброс свойств по толщине намотки 2-х нижних рулонов), к снижению производительности печи и к повышенному расходу энергоносителей.

При величине упом нутого отношени больше 2,0 замедл етс прогрев третьего и четвертого рулонов стопы, увеличиваетс неравномерность нагрева по высоте стопы, что приводит к ухудшению качества металла , снижению производительности печи и повышению расхода энергоносителей (топлива ).

Отношение площади проходного сечени крышки стопы рулонов к суммарной площади средних сечений циркул ционных каналов любого из конвекторных колец, кроме второго, составл ет 0,6-0,9.

При отношении,меньшем 0,6,уменьша- етс поток защитного газа, циркулирующего под муфелем в верхней части садки, что приводит к увеличению перепад температуры по высоте стопы, к ухудшению качества металла, к снижению производительности печи и увеличению расхода энергоносителей .

При отношении площади проходного сечени крышки стопы рулонов к суммарной площади средних сечений циркул ционных каналов любого из конвекторных колец/ро- ме второго, больше 0,9 происходит перераспределение потока циркулирующего защитного газа, больша часть его проходит через отверстие крышки и осевую полость стопы рулонов, уменьшаетс поток, проход щий через конвекторные кольца, что приводит к увеличению неоднородности нагрева по толщине намотки рулонов, ухудшению качества металла, снижению производительности печи, к увеличению расхода энергоносителей.

При изготовлении колпаковой печи с крышкой стопы рулонов в виде плоского диска и с конвекторными кольцами с одинаковой суммарной площадью средних сечений циркул ционных каналов, независимо от

положени конвекторного кольца в стопе по В.Н.Антерману и др. Колпаковые печи, М. Металлурги , 1965, с.14, 114, выбранному в качестве прототипа и испытании такой печи получены следующие результаты: - разброс

значени предела текучести оь,2 по высоте стопы рулонов при отжиге стали 08Ю 500 МПа; - удельный расход условного топлива 50 кг/т; - производительность колпаковой печи по нагреву 1,80 т/ч.

Дл обосновани за вленных пределов с точки зрени достижени цели были проведены эксперименты.

В колпаковой печи использовали крышку за вленной конструкции и крышку;

выполненную по прототипу. Отжигали рулоны весом 23 тонны с шириной полосы 1250мм.

При проведении экспериментов определ ли равномерность температурного пол по высоте стопы и толщине намотки рулонов с помощью термопар, заложенных в каналы, просверленные в рулонах (детали см. в примере № 1), определ ли производительность печи и удельный расход топлива.

Кроме того, на отожженном металле определ ли разброс значени предела текучести по стопе рулонов. Всего провели 4 серии экспериментов А, Б, В и Г. В серии А отношение

Ssir Ssrit Sgit , SEUI SSiv

а отношение

SK

%iir S.

0,51 -1,06.

2.1V

В опытах серии Б, В и Г при том же

SK диапазоне отношени

значени

ношени З /З-гСоставили соответственно 1,5, 2,0 и 2,5.

Все данные экспериментов сведены в таблицу.

Как показали данные опытной проверки (см. таблицу) в результате использовани за вл емой колпаковой печи разброс предела текучести стали 08Ю (Дой,2) снижаетс по сравнению с прототипом в среднем на 350 МПа; производительность печи возрастает 3-5%, расход топлива снижаетс на 7-10%.

В таблице приведены данные экспериментов , проведенных дл обосновани выбранных параметров предлагаемой колпаковой печи.

На фиг.1 изображена колпакова печь, на фиг.2 - крышка стопы рулонов.

За вл ема колпакова печь содержит нагревательный колпак 1, муфель 2, стенд 3, конвекторные кольца 4а, 4в, 4г и 46, суммарна площадь средних сечений проходных каналов которого в 1,5-2 раза больше, чем у колец 4а, 4в, 4г каждого в отдельности, крышку 5, стендовый вентил тор 6, горелки 7, стопу рулонов 8. Крышка 5 (см. фиг.2) выполнена в виде плоского диска толщиной 5 мм с центральным отверстием.

Колпакова печь работает следующим образом.

На стенд 3 печи устанавливают стопу рулонов 8 с конвекторными кольцами между рулонами и крышкой 5 сверху стопы. Затем стопу рулонов накрывают муфелем 2 и колпаком 1 с горелками 7.

В процессе термической обработки рулонов 8 происходит при помощи стендового вентил тора 6 циркул ци защитного газа в подмуфельном пространстве. Защитный газ, нагрева сь от муфел 2, отдает тепло руло- нам,проход через отверстие в крышке стопы и по каналам конвекторных колец.

П р и м е р 1. Согласно за вленной колпаковой печи из стенда формировали стопу рулонов стали марки 08Ю (вес рулона 23 т, ширина полосы 1250 мм, наружный диаметр 1950 мм, внутренний диаметр 800 мм) из 4-х рулонов с конвекторными прокладками . Суммарна площадь средних сечений циркул ционных каналов второго от стенда конвекторного кольца в 1,5 раза больше суммарной площади средних сечений циркул ционных каналов первого.

третьего и четвертого конвекторных колец в отдельности.

Стопу рулонов сверху накрывали крышкой с центральным отверстием. Отношение

площади проходного сечени которого, к суммарной площади средних сечений циркул ционных каналов конвекторных колец первого, третьего, четвертого в отдельности составл ло от 0,51 до 1,06. Сформирован0 ную стопу рулонов накрывали муфелем, устанавливали нагревательный колпак v. осуществл ли нагрев. Тепловой режим велч/ по колпаковой и стендовой термопарам. Кроме того, дл оценки эффективности кон5 структивных элементов колпаковой печи, температуру в первом, втором и четвертом рулонах контролировали дополнительными термопарами, установленными в каналы, проведенные на глубину 625 мм на рассто 0 ним 165, 370,525, 570 мм от наружного витка рулона. Еще один канал был просверлен не глубину 40 мм на удалении 30 мм от наружного витка.

Из таблицы (см. серию опытов Б) видно

5 что наилучшее сочетание по разбросу механических свойств, экономии топлива, превышению производительности колпаковой печи при соотношении суммарной площади средних сечений циркул ционных каналов

0 второго конвекторного кольца и такой же площади первого, третьего и четвертого колец в отдельности, равном 1,5,получаетс при установке на верх стопы крышки с отверстием , обеспечивающем соотношение

5 площади отверсти в пределах 0,6-0,9 к суммарной площади средних сечений циркул ционных каналов конвекторных колец № 1, 3, 4 в отдельности. При этом разброс предела текучести составил по стопе рулонов 1500 200 МПа, при этом производительность печи по нагреву выросла на 2-4%, экономи топлива 3-5%.

П р и м е р 2. Суммарна площадь средних сечений циркул ционных каналов вто5 рого конвекторного кольца в 2 раза больше соответствующих сечений конвекторных колец Ms 1, 3 и 4 в отдельности. Остальные услови как в примере Ns 1. Установлено, что разброс значений предела текучести на сто0 пе рулонов составл ет 150-200 МПа, экономи топлива 8-10%, повышение производительности печи 3-5% при соотношении площади проходного сечени крышки стопы рулонов к суммарной площади

5 средних сечений, проходных каналов конвекторных колец № 1, 3,4 в отдельности (см таблицу, серию опытов 1).

Повышение производительности печи экономи топлива и улучшение качества ме талла достигаетс за счет перераспределе

ни теплового потока по высоте стопы между верхним и остальными рулонами стопы за счет оптимального соотношени площади проходного сечени крышки стопы к суммарной площади средних сечений циркул ционных каналов конвекторных колец Ns 1, 3, 4 в отдельности, равным 0,6-0,9, а также за счет перераспределени теплового потока между нижним рулоном и остальными рулонами за счет оптимального отношени суммарной площади средних сечений циркул ционных каналов второго конвекторного кольца, устанавливаемого на нижний рулон, соответствующей площади конвекторных колец Ns 1, 3,4 в отдельности, равном 1,5-2,0.

В предлагаемой колпаковой печи нижний рулон уже не вл етс отстающим по нагреву, как это имеет место в прототипе.

По данным промышленного опробова- ни за вл емое изобретение в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами: - повышаетс производительность печи по нагреву на 3-5% (0,05-0,09 т/ч); - снижаетс расход топлива на 7- 10%; - повышаетс качество отжигаемой полосы (разброс по пределу текучести стали

08Ю по высоте стопы снижаетс на 250-350 МПа до уровн 150-200 МПа).

Claims

Формула изобретени

Колпакова печь, преимущественно дл отжига рулонов, содержаща стенд с циркул ционным вентил тором, муфель, нагрева- тельный колпак, крышку, четыре конвекторных кольца, выполненных, кроме второго, счита от стенда печи, одинаковыми с циркул ционными каналами переменного сечени , отличающа с тем, что, с целью повышени производительности и качества отжигаемого металла за счет повышени равномерности нагрева, второе, счита от стенда, конвекторное кольцо выполнено с суммарной площадью средних сечений циркул ционных каналов, равной 1,5-2 суммарной площади средних сечений циркул ционных каналов первого, третьего или четвертого конвекторного кольца, крышка выполнена в виде кольца с площадью проходного сечени , равной 0,6-0,9 суммарной площади средних сечений циркул ционных каналов первого, третьего или четвертого конвекторного кольца.

155520

77760

S29151,00 250 397 i3 0,51 . 250

1711Э0,602003,0

533650,76150М

706500,302005,0

32015

ICUOO

77760

77760

.. 77760

2,,5

H

. 47119 59365 75650 92Э15

0,5

0,60

0,76

0,90

1,06

Крышка сто- - пы рулонов без отверсти

5,0

льное повышеПоЕ1

1НЫЙ р

веских свойс

зброс свойств

эброс механи- в по стопе.

,06

,51

,60

,76

,90

,06

- 300

350

375

1400

425

1450

500

,602003,0

,76150М

,302005,0

6,0

7,0 7,5 В,О 8,5 5,0

12

13 И

15

16

рулонов

.Сочетание паранетров конвекторного кольиа и площади отверсти крышки стопы рулонов.обеспечивающее повышение производитель- ности экономив топлива при одновременном снижении разброса мехсвойств

Большой разброс механических свойств по высоте столы рулонов

По всем опытам серии Г чрезмерный разброс механических свойств по высоте

СТОПЫ РУЛОНОВ

Чрезмерный разброс механических свойств по высоте стопы рулонов, недостаточна производительность, большой расход топлива

Редактор

Составитель М.Мишин Техред М.Моргентал

7Ы .2

Корректор Н.Гунько