SU1250589A1 - Способ двухстадийного нагрева металла - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлургической теплотехнике и может быть применено при нагреве стали пой пластическую деформацию в нагревательных печах на заводах нет плурги и мапшностроени .

Цель изобретени  - миниьш аци  обезуглероживани  стали..

Кроме того, обеспечиваетс  посто нство температурного состо ни  металла при скоростном догреве заготовок н . BTopoi i стадиц нагрева, а также уменьшение окалинообразова- ни , упрощение -управлени  режимов нагрева заготовок при высоких температурах , повышение качества нагрева

Способ реализуетс  следующим образом . На первой стадии металл нагревают в пламенной печи до 400- 500°С.

Затем следует промежуточна  изотермическа  выдержка при достигнутой температуре на поверхности металла . В процессе выдержки обеспечиваетс  полный прогрев заготовок по сечению, и, следовательно, создаютс  предпосылки дл  возможно более быстрого последующего FiarpeBa. Длительность выдержки регулируетс  в зависимости от производительности таким образом, чтобы врем  нагрева мета.пла от АОО-ЗОО С до 700-800 С было минимальным и посто нным, при регламентированном перепаде температур по сечению заготовки перед ско- ростньоч догревом ее от 700-800 С до температуры деформации. Соответственно , будет обеспечиватьс  стабильный режим скоростного догрева.

Пример. При нагреве заготовок сечением 100x100 мм перед прокаткой катанки 6,3 мм с производительностью 30 т/ч изотермическую выдержку из услови  минимального обезуглероживани  согласно таблице рекомендуетс  производить при температуре i в течение 37,4 ми причем врем  догрева металла от to до tp 700 С составит 15,4 мин. Температура печи дл  создани  изотермической выдержки при

t должна находитьс , как показьгаает практика, на уровне 500 будучи рассредоточенной при номиналной производительности на участке, составл ющем

/у

-- - X 100 4 X 100 61,7% -о  60,6

89

от дпины активного в пода печи: L 0.617 L,,.

Если после перехода стана на прокатку более массивного профил  из

той же заготовки скорость прокатки и производительность стана необходимо увеличить на 30%, то при той же емкости печи fJ врем  нагрева металла в ней f f, должно сократитьс . Это достигаетс  за счет сокращени  продолжительности изотермической выдержки на 30%, т.е. от 37,4 до 26,2 мин, и. производитс  за счет отключени  р да сводовых горелок ПШ111. Зона печи длиной 0,617 Lj., с температурой t 500°С после увеличени  производительности стана и уменьшени  длины

зоны L на 307, соответствует 0,432 L

«. „.f.

При формированном режиме работы печи, например после длительной остановки дл  восстановлени  потер нной производительности, может оказатьс , что ,„5, О и1-„е , +, .

В этом случае должны быть включены все горелки печи, в том числе горел

ки, обеспечивающие регулированче и поддержание посто нства температурного состо ни  металла в течение t При длительных остановках стана

(печи), например в результате крупной аварии, печь должна быть переведена на тепловой режим холостого хода с таким расходом топлива,. чтобы температура в ее рабочем пространстве t, составл ла 400-500 С, при этом может оказатьс , что

бы,

В последующих двух примерах освещены экстремальные нехарактерные, но теоретически возможные, режимы нагрева заготовок в печах на 1 стадии двухстади11ного нагрева.

В таблице, составленной дл  конкретных условий нагрева заготовок различного сечени , практикуемых на современных станах, дл  различных конечных температур нагрева, при различных температурах выдержки показано вли ние всех перечисленных параметров на конечное обезуглероживание

U при посто нной номинальной производительности печи.

Последнее обсто тельство выбрано дл  удобства сопоставлени  величины обезуглероживани . При других произ- водительност х величина обезуглероживани  дл  каждого опыта может несколько изменитьс , однако обща 

тенденци  изменени  пеличины обезуглероживани  (5 сохран етс . При увеличении произподительностп нроисхо- дит сокращение премени f,, за счет снижени  | р и, соо петстненно, сни- жение обезуглерожипани . И наоборот при снижении производительности будет наблюдатьс  увеличение обезуглероживани  по тем же нричинам.

Значение 6 в таблице наход т по следующей формуле:

б S , /г1,( 8 )

где S - абсолютна  величина обез1

углероженного сло ;

d - сторона сечени  заготовки. Размеры сечени  заготовок мм и длительность нагрева соответствуют практикуемым в пламенных печах мелкосортных, проволочньк и комбинированных станов. Общее вре м  нагрева заготовок в печи до 700- 800°С выбираетс  в соответствии со временем нагрева от 20 до 1200 С в существующей мелкосортно-проволоч ного стана 230, характеризующегос  из-за обширршго сортамента переменной производительност1)Ю. Перепад температур по сечению заготовки перед промежуточной изотермической выдержкой д1 прин т 100 С во избежание короблени  или разрушени  заготовок , а перед скоростныг-i догре- вом ftt, 40 С, ибо такой перепад в сравнении с равномерным прогревом мало вли ет на конечное температурное поле в заготовке перед прокаткой .

Данные, представленные в таблице обосновывают выбор температуры промежуточной изотермической вьщержки от 400 до - дл  меньших разме- ров сечени  заготовок, и от 430- 300 С - дл  больших размеров из услови  мию1мизадии глубины обезуглероживани . Обосновываетс  также и врем  нагрева от 1 400-300 С до t 700-800°С; как следует из таблицы , минимальное врем  нагрева ме- тапла от t „ до t,, составл ет около 8-8,2 мин дл  заготовки мм при t 430 °С и tn 700 с, а максималь ное - 4 мин (40,6 мин дл  заготовки 130x130 мм при t 430 с и 1„ 800 с). Продолжительность нагрева 1 менее 8 мин не обеспечивает прогрев металла с конечным перепадом по сечению и. t, 40 С, а нагрев в течение времени Г, , превышающего 41 мин приводит к }1еоправданному уве

25

ю

ij 2о

30

35

5

личению Г лубины обезуглерожипа П1 . По  ому область практического при- ме)1енип предлагаемого способа из условий качественного нагрепа металла от t до t при минимальном обе - . уг лероживании его поверхности лежит п пределах 8-41 мин.

Очевидно, что выдержку при температуре выше 300 с даже дл  заготовок 130x130 мм делать нецелесообразно з-за значительного увеличени  обезуг лероживани .

Это следует из тенденции измене- 1и  .результатов таблицы.

Предлагаемьй способ предлагаетс  использовать дл  мета:1ла, нагреваемого перед прокаткой на современных ь елкосортных, проволочных и комбинированных мелкосортно-проволочных станах, где примен ютс  заготовки течением от 80x80 мм до 130x130 мм.

Использование способа дл  нагрепа сл бов и заготовок менее 80x80 мм и более 130x130 мм в принципе возможно , однако предлагаемый дл  выдержки температурный интервал в этом случае может несколько отличатьс  от интервала, рекомендованного дл  станов данного типа. Дп  заготовок менее 80x80 мм, (в соответствии с тенденцией изменени  результатов в таблице температурный уровень вьщержки будет ниже, а дл  заготовок более

1ЗОх130 мм выше.

В соответствии с дан)1ыми таблицы

рекомендуетс  интервал практического нспользова1Н1  способа, наход 11и1йс  мсжиу др)ум  граничными случа ми. В обоих случа х нредполагаетс , что пламг-ншл нагрев производитс  в печи с шагающим по;том, а скоростной догрев в индукторе. Конечна  температура металла перед прокаткой 1200 С.

Ъ neiHJOM граничном случае размер сеченн  примен емой заготовки составл ет 80x80 мм при конечной тем- nei arype наг рева на первой стации ,, 700 с.

Температура новерхности за1 отов- ки и нечи с шагающим подом доводитс  до 430 С за 1, 3,7 мин. При этом перепад температур по сечению At составл ет 100 С. В процессе последующей выдержки при температуре металла t, 430 С н течение вьщержкн I 34,7 NBIH температурный перепад сводитс  до О или до минимума. Это создает услови  дл  быстрого нагрева поверхности чаго

товки в течение 8,2 мин в той же печи от t. до Ъ„ 700 С с перепадом по сечени м At, 40°С. Последующий скоростной нагрев в индукторе на 3 мин обеспечивает минимальное врем  нахождени  заготовки пои 700-1200 с. В результате обез- углероженный слой будет минимальным и составит 0,35% от толщины данной заготовки.

Во втором граничном случае размер сече1ш  примен емой заготовки равен 150x150 мм при конечной температуре нагрева на первой стадии t 800 С.

Аналогично первому граничному случаю поверхность заготовки нагреваетс  до t 450 С за t, 19,8 мин в печи с шагающим подом. Далее следует выдержка в этой же печи в течение 30,6 мин дп  удалени  образеMrt 1

вавшегос  перепада температуры &t по сечению заготовки. Дальнейший нагрев от t - 450°С до 1„ 800°С

за tj АО,6 мин в пламенной печи и от 800°С до 1200°С в индукторе привод т к минимальному обезуглерожива- ниго (0,53%).

Эффективность предлагаемого способа определилась при исследовании глубины обезуглероженного сло , образующегос  при нагреве заготовки

из стали 60С2А сечением 100x100 мм в опытной плазменно-индукционной установке. Установлено, что в способе , предусматривающем изотермическую выдержку металла при , наблюдаетс  сокращение обезуглероженного сло  на заготовке по сравнению с обычным способом пламенно-индукционного нагрева (температура перехода из пламенной печи в индуктор t

800 С) в среднем от 5, 0,83 мм до i- 0,58 мм (на 30%) при общем времени нагрева в обезуглероживающей атмосфере пламенной печи 1 ч 25 мин и догреве в индукторе до температуры 1210°С - 3 мин.

Claims (1)

1. СПОСОБ ДВУХСТАДИЙНО ΓΌ НАГРЕВА МЕТАЛЛА перед горячей пластической деформацией, включающий нагрев заготовок в пламенной печи на первой стадии до 700-800 С с выдержкой при этой температуре и последующий скоростной догрев металла на второй стадии до конечной температуры, отличающийся тем, что, с целью минимизации обезуглероживания стали, нагрев металла на первой стадии осуществляют с промежуточной изотермической выдержкой при 400-500 °C и с дальнейшим подъемом температуры до 700-800 С в течение 8-41 мин.

   SU „1250589