RU2047662C1 - Method for heating rolls of steel in hood-type furnaces - Google Patents
Method for heating rolls of steel in hood-type furnaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2047662C1 RU2047662C1 SU5061251A RU2047662C1 RU 2047662 C1 RU2047662 C1 RU 2047662C1 SU 5061251 A SU5061251 A SU 5061251A RU 2047662 C1 RU2047662 C1 RU 2047662C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating
- time interval
- coefficient
- temperature
- steel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к нагреву полосовой стали в рулонах в колпаковых печах. The invention relates to metallurgy, in particular to the heating of strip steel in coils in bell furnaces.
Известен способ нагрева рулонов стали в колпаковых печах, в котором подачу топлива регулируют по задаваемой температуре стенда путем подачи максимального расхода топлива до достижения заданной температуры, затем расход топлива постепенно сокращают, поддерживая заданную температуру в соответствии с заданием. A known method of heating steel coils in bell-type furnaces, in which the fuel supply is controlled by the set temperature of the stand by supplying the maximum fuel consumption until the set temperature is reached, then the fuel consumption is gradually reduced while maintaining the set temperature in accordance with the task.
Недостатком известного способа (прототип) является большая скорость роста температуры в период нагрева, при этом перепад температур по толщине рулона достигает 200-250оС. Для устранения такого перепада температур необходима длительная выдержка, которая приводит к повышенному расходу топлива при нагреве и низкому качеству металла из-за перегрева.A disadvantage of the known method (prior art) is a high rate of temperature rise in the heating period, the temperature difference of the thickness of the coil reaches 200-250 ° C. To eliminate such temperature difference requires prolonged exposure, which leads to increased fuel consumption during heating and low quality metal due to overheating.
Целью изобретения является сокращение расхода топлива и повышение выхода годного металла. The aim of the invention is to reduce fuel consumption and increase the yield of metal.
Поставленная цель достигается тем, что в способе нагрева рулонов стали в колпаковых печах, включающем регулирование подачи топлива по температуре стенда, расход топлива поочередно устанавливается для отдельных одинаковых интервалов времени, определяемых условиями устойчивости системы автоматического регулирования, и определяется по измеренной на предыдущем по времени шаге температуре стенда расчетным значением температуры стенда, скорости и ускорения нагрева на задаваемом шаге по времени по формуле
B T + Tст[I]
где Tст[I] Tст[I-1]+ Δτ
+ Δτ
+ 2S
n 1/град S 1/град tT=
a коэффициент теплоотдачи, Вт/м2 х град;
F поверхность нагрева, м2; Т постоянная времени, с;
Кп коэффициент потерь, Вт/град; q теплота сгорания топлива, Дж/м3;
Кд коэффициент выхода продуктов сгорания, Qc потери тепла, Вт;
Кр коэффициент регенерации тепла;
Сд теплоемкость продуктов сгорания, Дж/м3 град;
а начальная скорость нагрева для первого интервала времени нагрева выбирается в пределах 0,05-0,07 град/с.This goal is achieved by the fact that in the method of heating steel coils in bell-type furnaces, including controlling the fuel supply by the temperature of the bench, the fuel consumption is alternately set for separate identical time intervals determined by the stability conditions of the automatic control system and is determined by the temperature measured at the previous time step the bench with the calculated value of the bench temperature, speed and heating acceleration at a given time step according to the formula
B T + T article [I]
where T article [I] T article [I-1] + Δτ
+ Δτ
+ 2S
n 1 / deg S 1 / deg t T =
a heat transfer coefficient, W / m 2 x deg;
F heating surface, m 2 ; T is the time constant, s;
To p loss coefficient, W / deg; q calorific value, J / m 3 ;
K d the coefficient of output of the products of combustion, Qc heat loss, W;
K p heat recovery coefficient;
C d the heat capacity of the combustion products, J / m 3 deg;
and the initial heating rate for the first interval of the heating time is selected in the range of 0.05-0.07 deg / s.
Расчет первой и второй производных осуществляется на основе численных значений входящих переменных для каждого элементарного интервала. The calculation of the first and second derivatives is based on the numerical values of the input variables for each elementary interval.
Предлагаемый способ и прототип имеют следующие одинаковые существенные признаки. Оба предназначены для нагрева рулонов стали в колпаковых печах, в котором подачу топлива регулируют по задаваемой температуре стенда путем подачи топлива до достижения заданной температуры. The proposed method and the prototype have the following identical essential features. Both are designed to heat steel coils in bell-type furnaces, in which the fuel supply is regulated by the set temperature of the stand by supplying fuel until the set temperature is reached.
Существенное отличие состоит в том, что в способе нагрева рулонов стали в колпаковых печах расход топлива поочередно устанавливается для отдельных одинаковых интервалов времени, определяемых условиями устойчивости системы автоматического регулирования. Другое его отличие состоит в том, что количество топлива за указанный интервал определяется по измеренной на предыдущем по времени шаге температуре стенда, расчетным значениям температуры стенда, скорости и ускорения нагрева на задаваемом шаге по времени по формуле
B T + Tст[I],
где Tст[I] Tст[I-1]+ Δτ;
+ Δτ
= + 2S
n 1/град S 1/град tT=
a коэффициент теплоотдачи, Вт/ м2 x град;
F поверхность нагрева, м2; Т постоянная времени, с;
Кп коэффициент потерь, Вт/град; q теплота сгорания топлива, Дж/куб. м;
Кд коэффициент выхода продуктов сгорания; Qc потери тепла, Вт;
Кр коэффициент регенерации тепла;
Сд теплоемкость продуктов сгорания, Дж/м3 град;
а начальная скорость нагрева для первого интервала времени нагрева выбирается в пределах 0,05-0,07 град/с.A significant difference is that in the method of heating steel coils in bell-type furnaces, fuel consumption is alternately set for individual identical time intervals determined by the stability conditions of the automatic control system. Another difference is that the amount of fuel for the specified interval is determined by the temperature of the stand measured at the previous step in time, the calculated values of the temperature of the stand, the speed and acceleration of heating at a given time step according to the formula
B T + T article [I] ,
where T article [I] T article [I-1] + Δτ;
+ Δτ
= + 2S
n 1 / deg S 1 / deg t T =
a heat transfer coefficient, W / m 2 x deg;
F heating surface, m 2 ; T is the time constant, s;
To p loss coefficient, W / deg; q calorific value, J / cu. m;
K d the coefficient of output of the products of combustion; Q c heat loss, W;
K p heat recovery coefficient;
C d the heat capacity of the combustion products, J / m 3 deg;
and the initial heating rate for the first interval of the heating time is selected in the range of 0.05-0.07 deg / s.
Совокупность существенных признаков предлагаемого способа и прототипа позволяет устранить перепад температур и длительную выдержку, которая приводит к повышенному расходу топлива при нагреве и низкому качеству металла из-за перегрева и приводит к сокращению расхода топлива и повышению выхода годного металла. The set of essential features of the proposed method and prototype allows to eliminate the temperature difference and prolonged exposure, which leads to increased fuel consumption during heating and low quality of the metal due to overheating and leads to a reduction in fuel consumption and increased yield of metal.
П р и м е р. Металл марки 0,8 кп в рулонах массой 37,0 тонн, толщиной 0,5 мм и шириной 700 мм загружали в колпаковую печь в стопу по три рулона и при расчетных значениях коэффициентов период нагрева разбивали на интервалы продолжительностью Δτ=1/100τзад. В нашем случае τзад составляло 50 ч. Затем задавали начальную скорость нагрева 0,05 град/с (при которой величина рекристализационного зерна соответствует предъявляемым механическим свойствам стали 0,8 кп) и рассчитывали режимы подачи топлива на каждом интервале продолжительностью 50/100= 0,5 ч по формуле (1). По окончании расчета производилась проверка на достижение заданного значения температуры стенда по формуле τз τрасч.PRI me R. Metal of 0.8 kp grade in rolls weighing 37.0 tons, 0.5 mm thick and 700 mm wide was loaded into a bell furnace in a stack of three rolls and, at the calculated values of the coefficients, the heating period was divided into intervals of Δτ = 1 / 100τ back . In our case, the backside was 50 hours. Then, the initial heating rate was set to 0.05 deg / s (at which the size of the recrystallization grain corresponds to the required mechanical properties of steel 0.8 kp) and the fuel supply modes were calculated for each interval of 50/100 = 0 5 hours according to the formula (1). At the end of the calculation, a check was made to achieve the set value of the stand temperature according to the formula τ s τ calc .
L= Tст-Тст, если /L/<e, где e заданная точность, равная 5-10 oС, то расчет закончен. В противном случае изменяли начальное значение скорости нагрева в зависимости от знака L на величину (0,001-0,01) и расчет повторяется до попадания в заданный интервал +e.L = T st -T st , if / L / <e, where e is the specified accuracy of 5-10 o C, then the calculation is complete. Otherwise, the initial value of the heating rate was changed, depending on the sign of L, by a value of (0.001-0.01) and the calculation is repeated until it falls within the specified interval + e.
В результате проделанного расчета получили траекторию оптимального изменения заданной температуры стенда (Тст) и минимальный расход топлива для каждого расчетного интервала нагрева, т.е. режим, обеспечивающий оптимальное управление расходом топлива при максимальном перепаде температур по толщине рулона не более 50оС и, следовательно, качество металла и выход годного при той же продолжительности нагрева.As a result of the calculation, we obtained the trajectory of the optimal change in the set temperature of the stand (T st ) and the minimum fuel consumption for each calculated heating interval, i.e. mode providing optimal control of fuel consumption with the maximum temperature difference across the thickness of the roll is not more than 50 ° C, and therefore, metal quality and the yield for the same heating time.
Результаты нагрева металла опытной партии контролировались по термопарам, установленным в различных точках как по высоте садки, так и по сечению рулонов. Выбор места установки обусловлен предварительными исследованиями экстремальных температур. Показания термопар фиксировали автоматическим потенциометром. Образцы металла для механических испытаний и исследования микроструктуры отбирались по принятой на КарМК схеме и с соблюдением установленных ГОСТов. Технико-экономические показатели 70 опытно-промышленных нагревов приведены в таблице в сравнении с прототипом. The results of heating the metal of the experimental batch were monitored by thermocouples installed at various points both along the height of the cage and along the section of the rolls. The choice of installation location is due to preliminary studies of extreme temperatures. Thermocouple readings were recorded with an automatic potentiometer. Metal samples for mechanical tests and microstructure studies were selected according to the scheme adopted at KarMK and in compliance with established GOSTs. Technical and economic indicators of 70 pilot industrial heating are shown in the table in comparison with the prototype.
Claims (1)
a коэффициент теплоотдачи, Вт/м2 · град;
F поверхность нагрева, м2;
T постоянная времени, с;
Кп коэффициент потерь, Вт/град,
q теплота сгорания топлива Дж/м3;
Kд коэффициент выхода продуктов сгорания;
Qс потери тепла, Вт;
Kр коэффициент регенерации тепла;
Cд теплоемкость продуктов сгорания, Дж/м3 · град.METHOD OF HEATING STEEL ROLLS IN CAPPER FURNACES, including regulation of fuel supply by bench temperature T c t , characterized in that fuel consumption is set for each of the equal time intervals determined by the stability conditions of the automatic control system and is determined by the temperature measured in the previous time interval bench, according to the calculated values of the bench temperature, speed and heating acceleration for a given time interval according to the formula
a heat transfer coefficient, W / m 2 · deg;
F heating surface, m 2 ;
T time constant, s;
To p the loss coefficient, W / deg,
q calorific value of fuel J / m 3 ;
K d the coefficient of output of the products of combustion;
Q with heat loss, W;
K p heat recovery coefficient;
C d the heat capacity of the combustion products, J / m 3 · deg.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5061251 RU2047662C1 (en) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | Method for heating rolls of steel in hood-type furnaces |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5061251 RU2047662C1 (en) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | Method for heating rolls of steel in hood-type furnaces |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2047662C1 true RU2047662C1 (en) | 1995-11-10 |
Family
ID=21612807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5061251 RU2047662C1 (en) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | Method for heating rolls of steel in hood-type furnaces |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2047662C1 (en) |
-
1992
- 1992-09-02 RU SU5061251 patent/RU2047662C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Маковский В.А., Лаврентик И.И. Алгоритмы управления нагревательными печами, М.: Металлургия, 1977. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1589184A (en) | Control method for a finishing train, arranged upstream of a cooling section, for rolling hot metal strip | |
CN105018718A (en) | Heating furnace process furnace temperature control method based on thermal load distribution | |
CA1175649A (en) | Method and system for controlling multi-zone reheating furnaces | |
RU2008136018A (en) | METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE COOLING TUNNEL FURNACE FOR TUNNEL FURNACE | |
RU2047662C1 (en) | Method for heating rolls of steel in hood-type furnaces | |
JPH02166235A (en) | Method for controlling sheet temperature in metallic sheet heating furnace | |
JPS6338532A (en) | Method for preventing meandering and heat buckle of steel strip | |
Butkarev et al. | Boosting the hot-blast temperature in blast furnaces by means of an optimal control system | |
JPS5726128A (en) | Method for controlling cooling rate and cooling end point temperature of steel strip | |
RU1822433C (en) | Method of controlling metal heating in heating furnace | |
SU720273A1 (en) | Combustion conditions control system for annular recuperation furnaces | |
SU388043A1 (en) | ALL UNION ^ | |
RU2013453C1 (en) | Method of heating ingots in heating well | |
SU1242699A1 (en) | Temperature control system in production of ceramic articles | |
RU1791798C (en) | Device for temperature control | |
SU877290A1 (en) | Method of controlling combustion mode in ring-type recuperation furnaces | |
SU1577081A2 (en) | Device for controlling thermal conditions of methodic induction unit | |
SU1197771A1 (en) | Method and apparatus for automatic regulation of cooling continuously cast ingot | |
SU1222692A1 (en) | Method of regulating temperature of workpieces in multiple-zone continuous induction furnace | |
SU1397514A1 (en) | Method of heating ingots in soaking pit before rolling | |
GB1218283A (en) | Method and apparatus for controlling annealing furnaces | |
SU1390558A1 (en) | Thermoelectronic method of offline monitoring of time and temperature parameters of thermal treatment of cold-rolled metal | |
SU931283A1 (en) | Apparatus for controlling operation mode of mixer-furnace of metal continuous casting plant | |
JPS5576026A (en) | Plate temperature control method | |
SU1038726A1 (en) | Method of controlling tube furnace |