RU2047662C1 - Method for heating rolls of steel in hood-type furnaces - Google Patents

Method for heating rolls of steel in hood-type furnaces Download PDF

Info

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
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Израйлович Бурдо
Олег Викторович Иванцов
Виктор Игнатьевич Барбаев
Михаил Давыдович Островский
Анатолий Васильевич Тюков
Original Assignee
Александр Израйлович Бурдо
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Израйлович Бурдо filed Critical Александр Израйлович Бурдо
Priority to SU5061251 priority Critical patent/RU2047662C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2047662C1 publication Critical patent/RU2047662C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: method involves controlling fuel supply according to stand temperature, with fuel flow rate being successively set for each of equal time intervals determined by conditions of automatic control system stability. Fuel flow rate is determined by stand temperature measured during previous time interval by design values of stand temperature, heating rate and acceleration for predetermined time interval according to formula recited in Specification, with initial heating rate for first heating time interval being within the range of 0.05-0.07 C. EFFECT: increased efficiency and high quality of steel. 1 tbl

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

Figure 00000001
Figure 00000002
T
Figure 00000003
+ Tст[I]
Figure 00000004

где Tст[I] Tст[I-1]+
Figure 00000005
Δτ
Figure 00000006
Figure 00000007
+
Figure 00000008
Δτ
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
+ 2S
Figure 00000012

n
Figure 00000014
1/град S
Figure 00000015
1/град tT=
Figure 00000016

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
Figure 00000001
Figure 00000002
T
Figure 00000003
+ T article [I]
Figure 00000004

where T article [I] T article [I-1] +
Figure 00000005
Δτ
Figure 00000006
Figure 00000007
+
Figure 00000008
Δτ
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
+ 2S
Figure 00000012

n
Figure 00000014
1 / deg S
Figure 00000015
1 / deg t T =
Figure 00000016

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

Figure 00000017
Figure 00000018
T
Figure 00000019
+ Tст[I]
Figure 00000020
,
где Tст[I] Tст[I-1]+
Figure 00000021
Δτ;
Figure 00000022
Figure 00000023
+
Figure 00000024
Δτ
Figure 00000025
=
Figure 00000026
+ 2S
Figure 00000027
Figure 00000028

n
Figure 00000029
1/град S
Figure 00000030
1/град tT=
Figure 00000031

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
Figure 00000017
Figure 00000018
T
Figure 00000019
+ T article [I]
Figure 00000020
,
where T article [I] T article [I-1] +
Figure 00000021
Δτ;
Figure 00000022
Figure 00000023
+
Figure 00000024
Δτ
Figure 00000025
=
Figure 00000026
+ 2S
Figure 00000027
Figure 00000028

n
Figure 00000029
1 / deg S
Figure 00000030
1 / deg t T =
Figure 00000031

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= Tстст, 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)

СПОСОБ НАГРЕВА РУЛОНОВ СТАЛИ В КОЛПАКОВЫХ ПЕЧАХ, включающий регулирование подачи топлива по температуре стенда Tс т, отличающийся тем, что расход топлива поочередно устанавливается для каждого из равных интервалов времени, определяемых условиями устойчивости системы автоматического регулирования, и определяется по измеренной в предыдущем интервале времени температуры стенда, по расчетным значениям температуры стенда, скорости и ускорения нагрева на заданном интервале времени по формуле
Figure 00000032

Figure 00000033

Figure 00000034

Figure 00000035

Figure 00000036

Figure 00000037

Figure 00000038

Figure 00000039

Figure 00000040

Figure 00000041

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
Figure 00000032

Figure 00000033

Figure 00000034

Figure 00000035

Figure 00000036

Figure 00000037

Figure 00000038

Figure 00000039

Figure 00000040

Figure 00000041

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.
а начальная скорость нагрева для первого интервала времени нагрева выбирается в пределах 0,05 0,07 град/с. and the initial heating rate for the first interval of the heating time is selected within 0.05 0.07 deg / s.
SU5061251 1992-09-02 1992-09-02 Method for heating rolls of steel in hood-type furnaces RU2047662C1 (en)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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