RU2051189C1

RU2051189C1 - Method for heating ingots in heating pit

Info

Publication number: RU2051189C1
Authority: RU
Inventors: Константин Григорьевич Носов; Степан Сергеевич Тильга; Валентина Андреевна Лозовая; Валентин Дмитриевич Петричук; Вадим Сергеевич Курский; Владимир Филиппович Волков; Леонид Григорьевич Панюхно; Михаил Анатольевич Смирнов; Георгий Анатольевич Полевой; Иван Иванович Иванов
Original assignee: Криворожский металлургический комбинат "Криворожсталь" им.В.И.Ленина
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: metallurgical equipment. SUBSTANCE: method involves increasing temperature in well at constant flow rate and combustion heat of mixed gas and holding at blistering temperature, with fuel combustion heat being reduced by reducing supply of high temperature combustion gas for mixing. When temperature in heating pit is increased from metal heating temperature of blistering temperature of, high temperature gas heat is set from dependence recited in Specification. EFFECT: high-quality heating and reduced consumption of fuel. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургической теплотехнике и может быть использовано в нагревательных колодцах, работающих на смешанном газе, при нагреве слитков перед прокаткой на металлургических заводах. The invention relates to metallurgical heat engineering and can be used in heating wells operating on mixed gas when heating ingots before rolling at metallurgical plants.

Известен способ нагрева металла в нагревательных колодцах [1] включающий непрерывное измерение температуры рабочего пространства колодца, определение расчетной температуры нагрева металла посредством вычислительного устройства, регулирование температура рабочего пространства путем изменения расхода топлива и соотношения топливо воздух путем изменения расхода воздуха. При этом определяют перепад между температурой рабочего пространства и расчетной температурой нагрева металла, а также среднеинтегральную температуру сечения металла и принимают ее в качестве параметра для регулирования температуры рабочего пространства колодца и соотношения топливо воздух. A known method of heating metal in heating wells [1] includes continuous measurement of the temperature of the working space of the well, determining the estimated temperature of heating the metal using a computing device, adjusting the temperature of the working space by changing the fuel consumption and the ratio of fuel to air by changing the air flow. In this case, the difference between the temperature of the working space and the estimated temperature of the metal heating is determined, as well as the average integral temperature of the metal section and taken as a parameter for controlling the temperature of the working space of the well and the ratio of fuel to air.

Недостатками способа являются низкое качество нагрева металла, оплавление слитков и недогрев металла из-за недостаточно надежного определения среднеинтегральной температуры металла в период нагрева. The disadvantages of the method are the low quality of metal heating, fusion of ingots and underheating of the metal due to insufficiently reliable determination of the average integral temperature of the metal during the heating period.

Известен способ нагрева металла, реализуемый при регулировании работы печи для нагрева стальных слитков [2] Способ включает подачу в нагревательный колодец топлива с воздухом, измерение температуры поверхности слитков и тепловых показателей печи. На основании теплового баланса рассчитывают температуру поверхности и центра слитка, сравнивают расчетную температуру сердцевины слитка и измеренную температуру поверхности с требуемой температурой центра и поверхности и в зависимости от результатов сравнения регулируют подачу в печь топлива. A known method of heating metal, implemented when regulating the operation of the furnace for heating steel ingots [2], the Method includes supplying fuel to the heating well with air, measuring the surface temperature of the ingots and the thermal performance of the furnace. Based on the heat balance, the temperature of the surface and center of the ingot is calculated, the calculated temperature of the core of the ingot and the measured surface temperature are compared with the desired temperature of the center and surface, and depending on the results of the comparison, the fuel supply to the furnace is regulated.

Контроль фактической температуры поверхности слитка металла в процессе нагрева затруднен, показания датчика существенно зависят от относительного расположения поверхности визирования, наличия на ней окалины, ее химсостава, лучепоглощающей способности газов между датчиком и поверхностью слитка. Наряду с погрешностями расчетов температуры сердцевины слитка это обуславливает низкое конечное качество нагрева металла и неэкономичность работы колодца. Monitoring the actual surface temperature of the metal ingot during heating is difficult, the sensor readings significantly depend on the relative location of the surface of sight, the presence of scale on it, its chemical composition, and the radiation absorption capacity of the gases between the sensor and the surface of the ingot. Along with the errors in calculating the temperature of the core of the ingot, this leads to a low final quality of metal heating and the uneconomical operation of the well.

Известен также способ нагрева металла при регулировании горения топлива в нагревательном колодце [3] Расчет подачи топлива базируется на постоянном показателе работы печи α, который предварительно определяют для данной печи по переменным величинам: R стандартная температура окончания нагрева в печи; М температура в печи по окончании загрузки стальных слитков и TP стандартное время нагрева. Переменные R, M и ТР соответствуют таким факторам, как температура и вес слитков, их количество для данного режима работы. Постоянный показатель определяют по уравнению:
α

и закладывают в память вычислительной машины. Одновременно в машину вводят показатели непрерывно определяемой температуры печи и по отклонениям от α регулируют топливо и воздух.There is also a known method of heating metal when controlling fuel combustion in a heating well [3]. Calculation of fuel supply is based on a constant furnace operation index α, which is preliminarily determined for a given furnace by variables: R is the standard temperature for the end of heating in the furnace; M temperature in the furnace at the end of the loading of steel ingots and TP standard heating time. The variables R, M and TP correspond to such factors as temperature and weight of the ingots, their number for a given operating mode. The constant indicator is determined by the equation:
α

and put in the memory of the computer. At the same time, indicators of a continuously determined furnace temperature are introduced into the machine, and fuel and air are regulated by deviations from α.

Недостатком способа является снижение производительности колодцев, поскольку значительная часть периода подъема температуры проходит с пониженной тепловой мощностью. The disadvantage of this method is the decrease in the productivity of wells, since a significant part of the period of temperature rise passes with reduced thermal power.

Известен способ нагрева слитков в нагревательном колодце [4] включающий предварительный разогрев колодца, посад слитков и выдержку до достижения им температуры разогрева колодца, затем ступенчатый нагрев слитков до температуры томления и томление при уменьшающемся расходе топлива. Ступенчатый нагрев до температуры томления осуществляют циклически, длительность каждой ступени нагрева в каждом цикле устанавливают в пределах 1/3-1/2 времени выдержки слитков. На первой ступени первого цикла подают топливо в количестве 0,85-1,0 от минимального расхода топлива при режиме томления, далее каждый последующий за первым ступенчатый цикл начинают с расхода топлива, равного расходу топлива в предыдущем цикле на второй ступени, а в каждом цикле при переходе со ступени на ступень нагрева расход топлива увеличивают в 1,6-2 раза. A known method of heating ingots in a heating well [4] comprising preheating the well, setting the ingots and holding them until they reach the well warming temperature, then stepwise heating the ingots to a languid temperature and languishing with decreasing fuel consumption. Step heating to the temperature of languishing is carried out cyclically, the duration of each heating step in each cycle is set within 1 / 3-1 / 2 of the ingot holding time. At the first stage of the first cycle, fuel is supplied in an amount of 0.85-1.0 of the minimum fuel consumption during the languishing mode, then each subsequent step after the first step begins with a fuel consumption equal to the fuel consumption in the previous cycle in the second stage, and in each cycle when switching from stage to stage, fuel consumption is increased 1.6-2 times.

Способ специфичен по области применения, его реализация дает существенное повышение выхода годного и экономию топлива при нагреве слитков конструкционных и высоколегированных сталей. При нагреве других марок сталей ощутимых результатов в повышении качества проката не наблюдается и в этих условиях удлинение периода подъема температуры неоправданно, так как ведет к снижению производительности колодцев и перерасходу топлива. The method is specific to the scope, its implementation provides a significant increase in yield and fuel economy when heating ingots of structural and high alloy steels. When heating other steel grades, tangible results in improving the quality of rolled products are not observed and under these conditions, lengthening the period of temperature rise is unjustified, as it leads to a decrease in the productivity of wells and excessive consumption of fuel.

Наиболее близким к предлагаемому является способ нагрева слитков в нагревательном колодце, реализуемый при регулировании скорости нагрева садки [5] (прототип), включающий подъем температуры в колодце при постоянном расходе и теплоте сгорания смешанного газа и выдержку при температуре томления с уменьшением теплоты сгорания топлива. При этом в период подъема температуры колодец отапливается смесью коксового и доменного газов с теплотой сгорания 2500 х 4,18 кДж/м³. По достижении температуры печи 1320^оС без уменьшения количества топлива увеличивают в смеси содержание доменного газа, имеющего низкую теплоту сгорания (800 х x4,18 кДж/м³). В дальнейшем теплоту сгорания топлива по периоду выдержки изменяют в пределах (1500-2300) х 4,18 кДж/м³ при прежнем объеме газа.Closest to the proposed one is a method of heating ingots in a heating well, implemented by regulating the heating rate of the charge [5] (prototype), which includes raising the temperature in the well at a constant flow rate and heat of combustion of the mixed gas and holding at a temperature of languishing with a decrease in the heat of combustion of the fuel. At the same time, during the temperature rise, the well is heated by a mixture of coke oven and blast furnace gases with a calorific value of 2500 x 4.18 kJ / m ³ . Upon reaching the furnace temperature ^of 1320 C without reducing the amount of fuel is increased in a mixture of blast furnace gas content, having a low calorific value (x4,18 x 800 kJ / m ^3). Subsequently, the heat of combustion of the fuel over the holding period is varied within (1500-2300) x 4.18 kJ / m ³ with the same gas volume.

Недостатками прототипа являются низкое качество нагрева и повышенный удельный расход топлива. The disadvantages of the prototype are the low quality of heating and increased specific fuel consumption.

Это объясняется следующим. Основным горючим компонентом доменного газа является СО, а коксового Н₂. Увеличение доли доменного газа в составе смеси в период выдержки и, соответственно, сокращение подачи коксового приводит к снижению содержания Н₂ и увеличению количества СО в топливе. Скорость распространения пламени воздушных смесей СО в 5-6 раз ниже, чем у Н₂.This is explained by the following. The main combustible component of blast furnace gas is CO, and coke oven H ₂ . An increase in the proportion of blast furnace gas in the mixture during the holding period and, accordingly, a decrease in the supply of coke, leads to a decrease in the content of H ₂ and an increase in the amount of CO in the fuel. The flame propagation velocity of CO air mixtures is 5-6 times lower than that of H ₂ .

Поэтому при том же количестве движения, вносимом в колодец газовой смесью в период выдержки, в этих условиях происходит удлинение факела, поскольку существует обратно пропорциональная зависимость длины факела от скорости распространения пламени. С другой стороны, при подъеме температуры с полной тепловой мощностью к концу выдержки наиболее прогретой оказывается часть садки, удаленная от горелки, и наименее прогретой с противоположной стороны. Это связано с неравномерностью распределения температуры по длине факела и расположением зоны максимального тепловыделения вблизи глухой стенки (противоположной горелочной) в колодцах с верхней горелкой и у головной части слитков в колодцах с центральной горелкой. При реализации прототипа из-за смещения ядра факела от горелки в период выдержки неравномерность нагрева садки лишь усугубляется. Увеличивается вероятность нагрева части садки, удаленной от горелки, пережога и оплавления слитков. В то же время из-за удаления ядра факела и снижения его температуры резко падает интенсивность нагрева металла, расположенного вблизи горелки. В этих условиях для предотвращения выдачи в прокат недогретых слитков требуется увеличение времени выдержки, что ведет к снижению производительности колодцев и перерасходу топлива. Therefore, with the same amount of movement introduced into the well by the gas mixture during the holding period, the flare lengthens under these conditions, since there is an inversely proportional dependence of the flare length on the flame propagation velocity. On the other hand, when the temperature rises with full thermal power by the end of the exposure, the most heated part of the cage, which is remote from the burner, is the least heated from the opposite side. This is due to the uneven distribution of temperature along the length of the flame and the location of the zone of maximum heat generation near a blank wall (opposite the burner) in wells with an upper burner and at the head of ingots in wells with a central burner. When implementing the prototype due to the displacement of the torch core from the burner during the holding period, the uneven heating of the charge is only exacerbated. The likelihood of heating part of the charge removed from the burner, burning and melting ingots increases. At the same time, due to the removal of the torch core and lowering its temperature, the intensity of heating of the metal located near the burner sharply decreases. Under these conditions, to prevent the delivery of cold-heated ingots to the rental, an increase in the holding time is required, which leads to a decrease in the productivity of wells and an excessive consumption of fuel.

Целью изобретения является повышение качества нагрева и снижение удельных расходов топлива. The aim of the invention is to improve the quality of heating and reduce specific fuel consumption.

Цель достигается тем, что в известном техническом решении, включающем подъем температуры в колодце при постоянном расходе и теплоте сгорания топлива и выдержку при температуре томления, с уменьшением теплоты сгорания топлива теплоту сгорания снижают путем уменьшения подачи высококалорийного (например, природного) газа на смешивание, причем при подъеме температуры в колодце Т от величины технологической температуры нагрева металла Т_м до температуры томления Т_т расход природного газа устанавливают из зависимости:
V=V

1-

, где Т_п температуры слитков на посадке, ^оС;
V_п расход высококалорийного газа в начале подъема температуры, м³/с.The goal is achieved by the fact that in the known technical solution, including raising the temperature in the well at a constant flow rate and heat of combustion of fuel and holding at the temperature of languishing, with a decrease in the heat of combustion of the fuel, the heat of combustion is reduced by reducing the supply of high-calorie (for example, natural) gas for mixing, and when the temperature rises in the well T from the value of the technological temperature of the metal heating T _m to the languishing temperature T _{t the} natural gas flow rate is determined from the dependence:
V = v

1-

where T _{p the} temperature of the ingots on landing, ^about With;
V _{p the} consumption of high-calorie gas at the beginning of the temperature rise, m ³ / s

Улучшение качества нагрева обусловлено повышением равномерности прогрева участков садки, расположенных на различном удалении от горелки. Это связано со смещением зоны максимального тепловыделения факела в направлении горелки с одновременным уменьшением калориметрической температуры горения топлива в этой зоне по мере нагрева садки. Скорость распространения пламени в воздушных смесях метана, который является основным компонентом, например природного газа, несколько ниже, чем у СО, и более чем в 5-6 раз ниже, чем у Н₂. Поэтому уменьшение его доли в смешанном топливе обеспечивает наряду со снижением температуры продуктов горения сокращение факела и удаление его наиболее высокотемпературной зоны на завершающей стадии периода подъема температуры и в период томления от наиболее прогретых частей садки. Интенсификация теплоотдачи на менее прогретые части садки увеличивает скорость их нагрева, а доводка температуры поверхности наиболее нагретых слитков до технологической при меньшем температурном напоре создает условия для практически одинакового прогрева всей садки к концу выдержки, исключает оплавление и пережог металла.Improving the quality of heating is due to an increase in the uniformity of heating of the sections of the charge, located at different distances from the burner. This is due to the displacement of the zone of maximum heat release of the torch in the direction of the burner with a simultaneous decrease in the calorimetric temperature of fuel combustion in this zone as the charge is heated. The speed of flame propagation in air mixtures of methane, which is the main component, for example natural gas, is slightly lower than that of CO, and more than 5-6 times lower than that of H ₂ . Therefore, a decrease in its share in mixed fuel provides, along with a decrease in the temperature of the combustion products, a reduction of the plume and removal of its highest temperature zone at the final stage of the temperature rise period and during the languishing period from the warmest parts of the charge. The intensification of heat transfer to less warmed parts of the charge increases the speed of their heating, and adjusting the surface temperature of the most heated ingots to the technological one with a lower temperature head creates conditions for almost the same heating of the entire charge to the end of the exposure, eliminates melting and burnout of the metal.

Сокращение удельных расходов топлива обусловлено также повышением равномерности нагрева садки. К началу выдержки в садке в направлении оси горелки наблюдается существенно меньший, чем в прототипе перепад температур, который сводится к минимуму к концу томления. Поэтому несмотря на некоторое увеличение длительности периода подъема температуры ввиду применения щадящего нагрева на последней его стадии, общее время нагрева садки сокращается благодаря уменьшению времени выдержки. Соответственно повышается производительность колодца и сокращается удельный расход топлива на нагрев. The reduction in specific fuel consumption is also due to an increase in the uniformity of heating of the charge. By the beginning of the exposure in the charge in the direction of the axis of the burner, a significantly lower temperature difference than in the prototype is observed, which is minimized by the end of languishing. Therefore, despite a slight increase in the duration of the temperature rise period due to the use of gentle heating at its last stage, the total heating time of the charge is reduced due to a decrease in the exposure time. Accordingly, the productivity of the well increases and the specific fuel consumption for heating is reduced.

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в металлургической теплотехнике. The set of essential features characterizing the essence of the invention can be repeatedly used in metallurgical heat engineering.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

При посадке слитков в колодец определяют по графикам движения от разливки до отделения нагревательных колодцев или по прямым замерам с помощью пирометра температуру их на посаде Т_п. По технологической карте для данной марки стали назначают заданную температуру в колодце при выдержке Т_т и требуемую температуру металла в конце нагрева Т_м. Осуществляют подъем температуры в колодце при постоянном количестве и теплоте сгорания смешанного топлива (обычно при максимальном расходе и обогащении смеси, например, природным газом). После достижения температурой в колодце технологической температуры нагрева металла начинают уменьшать теплоту сгорания топлива, понижая расход природного газа пропорционально повышению температуры в колодце Т значения Т_м в соответствии с функцией
V=V

1-

При повышении температуры в колодце от Т_м до Т_т расход природного газа снижают от его величины в начале нагрева V_п до V

1-

. В период выдержки температуру в колодце стабилизируют на уровне Т_т за счет дальнейшего снижения теплоты сгорания, уменьшая подачу природного газа на смешивание. По окончании выдержки производят выдачу нагретых слитков в прокат. Снижение теплоты сгорания топлива посредством уменьшения подачи высококалорийного газа на смешивание в соответствие с зависимостью

начиная с температуры Т=Т_м, позволяет обеспечить наиболее экономичный нагрев и практически одинаковую конечную температуру всех слитков на выдаче независимо от их расположения относительно горелки.When ingots are planted in a well, they are determined according to the movement schedules from casting to separation of the heating wells or by direct measurements using a pyrometer, their temperature at the planting _point T _p . According to the technological map, for a given steel grade, a predetermined temperature in the well is assigned when holding T _t and the required metal temperature at the end of heating T _m . The temperature in the well is raised at a constant amount and heat of combustion of the mixed fuel (usually at maximum consumption and enrichment of the mixture, for example, with natural gas). After the temperature in the well reaches the technological temperature of heating the metal, they begin to reduce the heat of combustion of the fuel, lowering the consumption of natural gas in proportion to the temperature increase in the well T of the value of T _m in accordance with the function
V = v

1-

With increasing temperature in the well from T _m to T _{t the} consumption of natural gas is reduced from its value at the beginning of heating V _p to V

1-

. During the holding period, the temperature in the well is stabilized at the level of T _t due to a further decrease in the calorific value, reducing the supply of natural gas for mixing. At the end of the exposure, heated ingots are rolled out. Reducing the calorific value of fuel by reducing the supply of high-calorific gas for mixing in accordance with the dependence

starting from temperature T = T _m , it allows to provide the most economical heating and almost the same final temperature of all ingots in the output, regardless of their location relative to the burner.

При начале снижения подачи высококалорийного газа до достижения температуры в рабочем пространстве величины Т_м металл на участке садки, наиболее удаленном от горелки, к концу выдержки не достигает технологической температуры нагрева.When the supply of high-calorific gas begins to decrease until the temperature in the working space reaches T _{m, the} metal in the cage section farthest from the burner does not reach the technological heating temperature by the end of the exposure.

Запаздывание с началом снижения теплоты сгорания топлива, когда расход высококалорийного газа начинают уменьшать при Т>Т_м, приводит к превышению температуры слитков, наиболее удаленных от горелки, требуемого значения. При этом кроме перерасхода топлива усиливается опасность пережога и оплавления этих слитков.Delay with the beginning of a decrease in the heat of combustion of the fuel, when the consumption of high-calorie gas begins to decrease at T> T _m , leads to an excess of the temperature of the ingots farthest from the burner of the required value. In addition to the excessive consumption of fuel, the risk of burning and melting these ingots increases.

Соотношение (Т_п/Т_м)/(2,8-3) определяет скорость снижения подачи высококалорийного газа в период подъема температуры в рабочем пространстве от Т_м до Т_т и его расход к началу выдержки.The ratio (T _p / T _m ) / (2.8-3) determines the rate of decrease in the supply of high-calorie gas during a rise in temperature in the working space from T _m to T _t and its flow rate to the beginning of exposure.

При степени в этом соотношении, меньшей 2,8, происходит резкое снижение теплоты сгорания топлива в период подъема температуры в колодце от значения Т_м до Т_т. Неоправданное с точки зрения равномерности нагрева оно ведет к понижению тепловой мощности печи, увеличению как длительности периода подъема температуры, так и времени выдержки, уменьшению производительности и повышению удельных расходов топлива.When the degree in this ratio is less than 2.8, there is a sharp decrease in the calorific value of the fuel during the temperature rise in the well from the value of T _m to T _t Unjustified from the point of view of uniformity of heating, it leads to a decrease in the thermal power of the furnace, an increase in both the duration of the temperature rise period and the exposure time, a decrease in productivity, and an increase in specific fuel consumption.

При степени в этом соотношении, большей 3,0, не удается достичь технологически приемлемой конечной равномерности нагрева металла всей садки. With a degree in this ratio greater than 3.0, it is not possible to achieve a technologically acceptable final uniformity of metal heating throughout the charge.

На чертеже изображена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа. The drawing shows a block diagram of a device for implementing the proposed method.

Устройство включает датчики: 1 температуры в рабочем пространстве; 2 расхода высококалорийного газа; 3 температуры томления; 4 технологической температуры нагрева металла; 5 температуры слитков на посаде; 6 расхода высококалорийного газа в начале подъема температуры; сумматоры 7, 8, 9, 10; блоки 11, 12 отделения; блоки 13, 14 умножения; функциональный блок 15; нуль-органы 16, 17; переключатели 18, 19; регулятор 20; исполнительный механизм 21; исполнительный орган 22 расхода высококалорийного газа. The device includes sensors: 1 temperature in the working space; 2 high-calorie gas consumption; 3 temperatures of languishing; 4 technological temperature of metal heating; 5 temperature ingots at the landing; 6 consumption of high-calorie gas at the beginning of a rise in temperature; adders 7, 8, 9, 10; blocks 11, 12 departments; multiplication blocks 13, 14; function block 15; null organs 16, 17; switches 18, 19; regulator 20; an actuator 21; the executive body 22 of the consumption of high-calorie gas.

Блоки (1, 9, 12, 13, 14, 19, 10, 18, 20, 21, 22) соединены последовательно. Датчик 1 температуры в колодце и датчик 3 температуры томления подключены к входам сумматора 8, выход которого связан с нуль-органом 16 и переключателем 18. Нуль-орган 16 с входом переключателем 18. Датчики 3 и 4 связаны с входами сумматора 7, выход которого подключен к входу блока 12. Датчик 4 связан с входами сумматора 9 и блока 11. Блоки (5, 11, 13, 15) соединены последовательно. Выходы датчика 6 подключены к входам блоков (10 и 14), а выход датчика 2 к входу сумматора 10. Блоки (9, 17 и 19) соединены последовательно. Blocks (1, 9, 12, 13, 14, 19, 10, 18, 20, 21, 22) are connected in series. The temperature sensor 1 in the well and the temperature sensor 3 are connected to the inputs of the adder 8, the output of which is connected to the zero-organ 16 and the switch 18. The zero-organ 16 to the input of the switch 18. Sensors 3 and 4 are connected to the inputs of the adder 7, the output of which is connected to the input of block 12. The sensor 4 is connected to the inputs of the adder 9 and block 11. Blocks (5, 11, 13, 15) are connected in series. The outputs of the sensor 6 are connected to the inputs of the blocks (10 and 14), and the output of the sensor 2 to the input of the adder 10. The blocks (9, 17 and 19) are connected in series.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

После посада слитков в колодец устанавливают значения температуры томления слитков Т_т датчиком 3, технологической температуры нагрева металла Т_м датчиком 4, температуры слитков на посаде Т_п датчиком 5 расхода, например, природного газа в начале подъема температуры V_пдатчиком 6 и включают систему автоматического управления тепловым режимом.After the ingots are planted in the well, the temperature of the ingot languishing temperature T _{t by the} sensor 3, the technological temperature of the metal heating T _{m by the} sensor 4, the temperature of the ingots by tad T _p by the flow sensor 5, for example, natural gas at the beginning of the temperature rise V _{p by the} sensor 6, are set and the automatic thermal management.

Сигнал от датчика 1 температуры в рабочем пространстве в начале нагрева меньше сигнала от датчика 4, и выходной сигнал сумматора 8 на входе нуль-органа 16 вызывает появление на его выходе сигнала "0". При таком сигнале вход переключателя 18, связанный с сумматором 8, отключен от его выхода, и сигнал, пропорциональный разности между заданной температурой томления и фактической температурой в колодце, через переключатель 18 на вход регулятора не проходит. В то же время к регулятору 20 через приоритетный вход переключателя 18 подключается выход сумматора 10. The signal from the temperature sensor 1 in the working space at the beginning of heating is less than the signal from the sensor 4, and the output signal of the adder 8 at the input of the null-organ 16 causes the appearance of the signal "0" at its output. With this signal, the input of the switch 18, connected to the adder 8, is disconnected from its output, and the signal proportional to the difference between the set tempering temperature and the actual temperature in the well does not pass through the switch 18 to the controller input. At the same time, the output of the adder 10 is connected to the controller 20 through the priority input of the switch 18.

Сигналы от датчика 4 и датчика 1 алгебраически суммируются в сумматоре 9, откуда сигнал, пропорциональный (Т-Т_м), поступает к нуль-органу 17. Нуль-орган 17 вырабатывает сигнал запрета на переключатель 19, и сигнал с блока 14 через переключатель 19 на вход сумматора 10 не проходит. Таким образом цепь коррекции расхода, например, природного газа не работает, на вход сумматора 10 поступает лишь сигнал от датчика 2 и датчика 6 расхода природного газа. В соответствии с разностным сигналом от сумматора 10 регулятор 20 посредством исполнительного механизма 21 управляет исполнительным органом 22, стабилизируя расход природного газа на уровне V_п.The signals from the sensor 4 and sensor 1 are algebraically summed in the adder 9, from where the signal proportional to (T-T _m ) is supplied to the zero-organ 17. The zero-organ 17 produces a ban signal for the switch 19, and the signal from the block 14 through the switch 19 the input of the adder 10 does not pass. Thus, the flow correction circuit, for example, natural gas does not work, the input of the adder 10 receives only a signal from the sensor 2 and the sensor 6 of the flow of natural gas. In accordance with the difference signal from the adder 10, the controller 20 by means of the actuator 21 controls the actuator 22, stabilizing the flow of natural gas at the level of V _p .

По достижении температуры в колодце значения Т_м и равенстве сигналов от датчика 1 и датчика 4 на входах сумматора 9 нуль-орган 17 срабатывает и снимает сигнал запрета на переключатель 19. При этом выход блока 14 через переключатель 19 соединяется с входом сумматора 10, подключая цепь коррекции расхода природного газа.Upon reaching the temperature in the well, the values of T _m and the equality of the signals from the sensor 1 and sensor 4 at the inputs of the adder 9, the zero-organ 17 is activated and removes the inhibit signal for the switch 19. In this case, the output of the block 14 through the switch 19 is connected to the input of the adder 10, connecting the circuit correction of natural gas consumption.

Сигналы от датчиков 3 и 4 алгебраически суммируются в сумматоре 7, откуда сигнал, пропорциональный (Т_т-Т_м), поступает на вход блока 12 деления. На второй вход этого блока поступает сигнал от сумматора 9, пропорциональный (Т-Т_м).The signals from the sensors 3 and 4 are algebraically summed in the adder 7, from where the signal, proportional to (T _t -T _m ), is fed to the input of the division unit 12. The second input of this block receives a signal from the adder 9, proportional to (T-T _m ).

Результат деления сигналов от датчиков 4 и 5 поступает из блока 11 в функциональный блок 15 и с его выхода сигнал, пропорциональный (Т_п/Т_м)(2,8-3) подается в блок 13 умножения. В этом блоке производится уменьшение этого сигнала на сигнал от блока 12, пропорциональный (Т-Т_м/Т_т-Т_м). Результирующий сигнал поступает в блок 14 для умножения на сигнал от датчика 6 расхода природного газа в начале подъема температуры. Сигнал коррекции, пропорциональный

, с выхода блока 14 через переключатель 19 поступает на вход сумматора 10 противофазно сигналу датчика 6. Это вызывает появление на входе регулятора 20 через переключатель 18 с выхода сумматора 10 сигнала коррекции расхода природного газа. Регулятор 20 через исполнительный механизм 21 закрывает исполнительный орган 22 подачи природного газа, уменьшая его подачу на величину

относительно расхода в начале нагрева. По достижении температуры в колодце величины Тт срабатывает нуль-орган 16 и на его выходе появляется сигнал "1". Этим сигналом производится переключение входов в переключателе 18. Выход сумматора 10 отключается от входа регулятора 20, а выход сумматора 8 соединяется через переключатель 18 с входом регулятора 20. Регулятор 20 в соответствии с разностным сигналом от сумматора 8 осуществляет через исполнительный механизм 21 управления исполнительным органом 22 подачи природного газа, стабилизируя температуру в колодце на уровне Т_т до конца выдержки.The result of dividing the signals from the

sensors

4 and 5 comes from block 11 to the functional block 15 and from its output a signal proportional to (T _p / T _m ) (2.8-3) is supplied to the multiplication block 13. In this block, this signal is reduced by the signal from block 12, proportional to (T-T _m / T _t -T _m ). The resulting signal is sent to block 14 for multiplication by a signal from the sensor 6 of the flow of natural gas at the beginning of the temperature rise. Correction signal proportional

, from the output of block 14 through the switch 19, it goes to the input of the adder 10 out of phase with the signal of the sensor 6. This causes the input of the regulator 20 through the switch 18 from the output of the adder 10 to the signal of the correction of the flow of natural gas. The regulator 20 through the actuator 21 closes the actuator 22 of the supply of natural gas, reducing its supply by

relative to the flow rate at the start of heating. Upon reaching the temperature in the well of the value of Tm, the zero-organ 16 is activated and the signal "1" appears at its output. This signal switches the inputs in the switch 18. The output of the adder 10 is disconnected from the input of the controller 20, and the output of the adder 8 is connected through the switch 18 to the input of the controller 20. The controller 20 in accordance with the difference signal from the adder 8 is implemented through the actuator 21 controls the executive body 22 natural gas supply, stabilizing the temperature in the well at the level of T _t until the end of exposure.

П р и м е р. Опытно-промышленные испытания способа выполнялись на нагревательных колодцах с верхней горелкой цеха "Блюминг-3" Криворожского меткомбината им. В.И.Ленина, оборудованных системами автоматического управления тепловым режимом на базе микропроцессорных контроллеров Р-130. PRI me R. Pilot testing of the method was carried out on heating wells with the upper burner of the "Blooming-3" workshop of Krivoy Rog Metallurgical Plant named after V.I. Lenin equipped with automatic thermal management systems based on microprocessor controllers R-130.

Отопление колодцев производят смесью доменного и природного газа с максимальным расходом 3900-4100 м³/ч и теплотой сгорания 11,2-11,4 МДж/м³. Расход доменного газа с теплотой сгорания 3,6-3,9 МДж/м³составляет при этом 2050-3050 м³/ч, природного газа с теплотой сгорания 33,7-33,9 МДж/м³ 950-1050 м³/ч. Производят посад 8-ми слитков стали 20 с температурой Т_п=850^оС массой 12,5 т каждый в ячейку. Технологическая температура нагрева металла Т_м= 1250 ±10^оС, температура томления Т_т=1350^оС. Устанавливают максимальный расход топлива 4000 м³/ч с базовой теплотой сгорания 11,3 МДж/м³. За один час температура в колодце достигла 1250^оС и начинают изменять подачу природного газа на смешивание в соответствии с зависимостью: V=1000[1-(850/1250)^2,9x(T-1250/1300-1250)] при постоянном расходе доменного газа (3000 м³/ч). Через 20 мин, когда температура в колодце повысилась до 1300^оС, а расход природного газа составил 675 м³/ч, начинают стабилизировать температуру в рабочем пространстве на достигнутом уровне, постепенно снижая подачу природного газа в период выдержки (2 ч 40 мин) при неизменном расходе доменного газа.Wells are heated with a mixture of blast furnace and natural gas with a maximum flow rate of 3900-4100 m ³ / h and a heat of combustion of 11.2-11.4 MJ / m ³ . The flow rate of blast furnace gas with a calorific value of 3.6-3.9 MJ / m ³ is 2050-3050 m ³ / h, natural gas with a calorific value of 33.7-33.9 MJ / m ³ 950-1050 m ³ / h Posad produce 8-steel ingots 20 with temperature T _n = 850 ^{° C} weight of 12.5 m in each cell. The process of heating metal temperature T _m = 1250 ± 10 ^{° C,} the temperature yellowing T _m = 1350 ° ^C sets the maximum fuel flow 4000 m ³ / h with a calorific value of the base 11.3 MJ / m ^3. In one hour, the temperature in the well reached ¹²⁵⁰ C and start to change the flow of natural gas to the mixing according to the relation: V = 1000 ^{[1- (850/1250) 2,9 x (} T- 1250 / 1300-1250)] at a constant blast furnace gas flow (3000 m ³ / h). After 20 minutes, when the temperature in the well increased to 1300 C and ^the gas flow rate was 675 m ³ / h, begin to stabilize the temperature in the working space at the current level, gradually reducing the natural gas feed in the holding period (2 h 40 min) at a constant flow of blast furnace gas.

Температура слитков на выдаче составила 1250±5^оС, производительность 25 т/ч, удельный расход топлива 42,4 кг у.т./т.The temperature of the ingots at the output amounted to 1250 ± 5 ^о С, productivity 25 t / h, specific fuel consumption 42.4 kg equivalent fuel / ton.

Нагрев аналогичной садки по предлагаемому способу выполняют при других температурах в колодце в начале снижения расхода природного газа и показателя степени К в соотношении (Т_п/Т_м)^К (таблица, опыты 2-7).Heating similar cages according to the proposed method is performed at other temperatures in the well at the beginning of reducing the consumption of natural gas and the exponent K in the ratio (T _p / T _m ) ^K (table, experiments 2-7).

Для получения сравнительного анализа производят нагрев 8-ми слитков стали 20 с температурой посада 850^оС и массой 12,5 т каждый в колодце, отапливаемом коксодоменной смесью, по известному способу. Температура слитков на выдаче составила 1220, 1230, 1245, 1250, 1260, 1270, 1280, 1280^оС при требуемой 1250±10^оС. Наблюдалось оплавление 2-х слитков, наиболее удаленных от горелки.For comparative analysis produce heating 8 steel ingots 20 posad temperature ^of 850 C and a weight of 12.5 tons each in the pit, heated koksodomennoy mixture by a known method. The temperature of the ingots in the dispenser was 1220, 1230, 1245, 1250, 1260, 1270, 1280, 1280 ^о С at the required 1250 ± 10 ^о С. The melting of 2 ingots farthest from the burner was observed.

Производительность составила 23,8 т/ч, удельный расход топлива 44,5 кг у.т./т. Productivity was 23.8 t / h, specific fuel consumption was 44.5 kg equivalent / t.

Таким образом реализация предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет обеспечить требуемое качество нагрева металла всей садки, предотвратить пережог и оплавление слитков, выдачу в прокат недогретого металла, повысить производительность на 4-6% уменьшить удельный расход топлива на 7-8%
Внедрение предлагаемого способа запланировано в цехе "Блюминг-3" Криворожского меткомбината им. В.И.Ленина.Thus, the implementation of the proposed method in comparison with the prototype allows you to provide the required quality of heating the metal of the entire cage, to prevent burning and melting of ingots, the issuance of cold metal for hire, increase productivity by 4-6%, reduce specific fuel consumption by 7-8%
The implementation of the proposed method is planned in the workshop "Blooming-3" Krivoy Rog Metallurgical Plant them. V.I. Lenin.

Параметры нагрева садки массой 100 т. Parameters of heating cages weighing 100 tons

Т_п=850^оС, Т_т=1300^оС, Т_м=1250^оС.T _p = 850 ^about C, T _t = 1300 ^about C, T _m = 1250 ^about C.

Claims

METHOD FOR HEATING INGOTS IN A HEATING WELL, including increasing the temperature in the well at a constant flow rate and calorie content of the mixed high-calorie and low-calorie gas and holding the ingots in the well at the temperature of languishing with decreasing the calorie content of the mixed gas due to the decrease in the high-calorie gas in the mixture, characterized in that at the temperature t in the well on the magnitude of the process of heating metal temperature t _m to t _m longing temperature high-calorie gas flow rate is set by the following mat aticheskoy relationship:
V = V _p {1-T _p / T _m ) ^{2.8 ÷ 3} × [(TT _m ) / (T _t -T _m )]},
where V is the consumption of high-calorie gas, m ³ / s;
V _{p the} consumption of high-calorie gas at the beginning of the rise in temperature, m ³ / s;
T temperature in the well, ^o С;
T _m technological temperature of metal heating, ^o C;
T _{t the} temperature of languishing, ^o C;
T _{p the} temperature of the ingots at the landing, ^o C.