SU1728302A1 - Способ регулировани нагрева металла в колпаковой печи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к производству холоднокатаной стали в прокатных цехах, оснащенных колпаковыми печами дл  термической обработки плотносмотанных рулонов ленты, полосы, в особенности широкополосной стали в стопах. Цель изобретени  - улучшение качества отжигаемого металла и снижение расхода энергоносителей , Устанавливают задание по колпаковой и стендовой термопарам. Определ ют график нагрева металла в самой быстропрогре- ваемой зоне и нагревают его в этой зоне до температуры задани  по стендовой термопаре . Дополнительно определ ют график нагрева металла в самой медленнопрогре- ваемой зоне и при достижении им в этой зоне температуры на 70 - 130° ниже заданной по стендовой термопаре задание по ней снижают на 20 - 40°С. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к термообработке широкополосных крупнотоннажных рулонов в колпаковых печах.

Известен способ контрол  времени выдержки рулонной стали в печи колпако- вого типа (патент Японии № 55-8569, кл. С 21 D 9/663, С 21 D 11/00), согласно которому нагрев рулонов контролируют по изменению температуры муфел . При этом программу изменени  температуры муфел  рассчитывают заранее. Измеренную температуру муфел  сравнивают с заданной по программе и в соответствии с полученной разностью температур регулируют подачу топлива в горелки, установленные в полости между нагревательным колпаком и муфелем. Таким образом регулируют врем  начала и окончани  выдержки

рулона при посто нной температуре. Программу изменени  температуры муфел  по времени рассчитывают с учетом размеров рулона и физических свойств отжигаемого металла.

Недостатком способа  вл етс  сложность системы контрол  времени выдержки рулона, так как на каждый размер рулона необходима сво  программа изменени  температуры муфел . В то же врем  способ не обеспечивает необходимую точность контрол  температуры, при которой наблюдаетс  улучшенна  однородность свойств металла, так как контролируетс  не температура металла, а температура муфел .

Известен также способ регулировани  температуры отжига в периодической печи (за вка Японии Ms59-24167, кл.С21 D 9/663, С 21 D 11/00), согласно которому процесс

N1 Ю 00 СО

iS

нагрева стопы рулонов в колпаковой печи контролирют трем  термодатчиками, установленными на верхней плоскости верхнего рулона, под нижней плоскостью нижнего рулона дл  измерени  температуры поддона и в стенке нагревательного колпака дл  измерени  температуры печи.

В процессе регулировани  температуры в период, когда максимальна  температура по верхнему термодатчику не достигла заданного значени , устанавливают определенное задание по термопаре в стенке нагревательного колпака. После достижени  заданного значени  температуры по верхней термопаре в период, когда не достигнута максимально возможна  температура по нижней термопаре, дл  измерени  температуры поддона устанавливают определенное значение по нижней термопаре. После достижени  заданного уровн  температура по нижней термопаре на прот жении определенного времени осуществл ют выдержку.

Недостатком этого способа  вл етс  громоздкость системы контрол  и затруднени  при эксплуатации системы, так как помимо традиционных термопар в нагревательном колпаке и стенде печи необходимо на верхний рулон каждой садки устанавливать дополнительный термодатчик. Надежность такого термодатчика, перемещаемого при распаковке и упаковке садки рулонов , довольно низка. Таким образом, данный способ не позвол ет достичь снижени  перепада температуры по высоте стопы рулонов и улучшени  однородности свойств металла ввиду несовершенной системы контрол  регулировани  температуры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ регулировани  нагрева металла в колпаковой печи (авт.св. № 1407078, кл. С 21 D 11/00, 9/663), включающий установку задани  по колпаковой и стендовой термопарам, определение графика нагрева металла в самой быстропрогреваемой зоне до температуры, определ емой заданием по стендовой термопаре , и снижение задани  по колпаковой термопаре до температуры на 10 - 40°С ниже точки АС1 нагреваемого металла при достижении в наиболее быстро прогреваемой зоне температуры, заданной по стендовой термопаре.

Известный способ характеризуетс  недостаточным сокращением энергоносителей , большим перепадом температуры по высоте стопы и толщине намотки рулонов и, как следствие, большой неоднородностью механических свойств отжигаемого мета.л- ла, так как задание по стендовой термопаре

остаетс  неизменным от начала до конца нагрева. Это приводит к перегреву периферийных частей рулонов (20 - 30 мм по толщине намотки счита  от наружного витка) на

30 - 50°С выше установленной температуры отжига. Врем , в течение которого периферийные витки наход тс  при температуре на 30 - 50°С выше заданной по стендовой термопаре, составл ет 20 - 30 ч. После на0 чала регулировани  температуры по стендовой термопаре температура периферийных частей рулона снижаетс , но остаетс  выше установленной температуры отжига на 20 - 40°С в течение всего цикла нагрева и выдер5 жки. Перепады температуры по высоте стопы рулонов 45°С, по толщине намотки рулона 40°С и с дальнейшим увеличением продолжительности отжига не уменьшаютс . Вследствие этого наблюдаетс  большой

0 разброс механических свойств отжигаемого металла в пределах одной садки.

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества металла и снижение расхода энергоносителей.

5Поставленна  цель достигаетс  тем, что

в способе регулировани  нагрева металла в колпаковой печи, включающем установку задани  по колпаковой и стендовой термопарам , определение графика нагрева метал0 ла в самой быстропрогреваемой зоне до температуры, определ емой заданием по стендовой термопаре, дополнительно определ ют график нагрева металла в самой медленнопрогреваемой зоне и при дости5 жении металлом в этой зоне температуры на 70 - 130°С ниже заданной по стендовой термопаре задание по этой термопаре снижают на 20 - 40°С.

Если в самой медленнопрогреваемой

0 зоне металл не достиг температуры на 130°С ниже заданной по стендовой термопаре , то снижать задание по этой термопаре нельз , так как металл будет недогретым и, соответственно, некачественным. Если в са5 мой медленнопрогреваемой зоне металл до- стигтемпературы ниже заданной по стендовой термопаре менее чем на 70°С и при этом не снижено задание по стендовой термопаре, то ухудшаетс  качество металла за счет увеличе0 ни  перепада температуры металла в наиболее быстро и наиболее медленно прогреваемых зонах. Кроме того, не будет достигнуто снижени  расхода энергоносителей из-за нерационального его расходовани .

5 При достижении металлом в самой медленнопрогреваемой зоне температуры на 70 - 130°С ниже заданной по стендовой термопаре, необходимо на 20 - 40°С снизить задание по этой термопаре. При снижении задани  по стендовой термопаре менее

чем на 20°С наблюдаетс  ухудшение качества металла за счет увеличенного перепада температуры в наиболее медленно прогреваемой зоне и в наиболее быстро прогреваемой зоне. Кроме того, не наблюдаетс  снижени  расхода энергоносител .

Снижение температуры задани  по стендовой термопаре более чем на 40°С в момент достижени  наименее прогретым местом стопы температуры на 70 - 130°С ниже заданной по стендовой термопаре приводит к зат гиванию режима нагрева, в результате чего не наблюдаетс  улучшени  качества металла.

В таблицу сведены результаты экспериментов , проведенных дл  обосновани  выбранных температурных режимов.

П р и м е р 1. Рулоны холоднокатаной полосы из стали марки 08Ю (масса рулона 23 т, наружный диаметр 1950 мм, внутренний диаметр 800 мм, ширина полосы 1250 мм, количество рулонов в садке 4, масса садки 92 т) формируют в стопу с кон- векторными прокладками между рулонами на стенде колпаковой печи, накрывают муфелем , устанавливают нагревательный колпак и осуществл ют нагрев по колпаковой и стендовой термопарам. Задание по колпаковой термопаре 870°С, по стендовой термопаре 710°С. Температуру в рулоне контролируют дополнительными термопарами , установленными в каналы, просверленные на глубину 625 мм на рассто нии 165, 370, 525, 570 мм от наружного витка рулона. Еще один канал просверлен на глубину 40 мм на удалении 30 мм от наружного витка.

В одном рулоне устанавливают п ть термопар дл  контрол  распределени  температуры . В стопе (садке) три рулона (нижний , второй снизу и верхний) с дополнительными термопарами.

В процессе нагрева устанавливают задание по колпаковой (870°С) и стендовой (710°) термопарам, определ ют график нагрева металла в самой быстропрогреваемой зоне и нагревают его в этой зоне до температуры (710°) задани  по стендовой термопаре , причем дополнительно определ ют график нагрева металла в самой медленноп- рогреваемой зоне и при достижении им в этой зоне температуры на 70°С (опыт Б-2) ниже заданной по стендовой термопаре задание по ней снижают на 20°С.

Предел текучести отожженного металла отвечает нормам ГОСТ 9045-80 дл  категории выт жки ВОСВ и ОСВ. Разброс значени  предела текучести по стопе рулонов 200 МПа, подлине полосы рулона 150МПа. Экономи  топлива 10%.

П р и м е р 2. Исходные характеристики металла те же, что и в примере 1.

В процессе нагрева устанавливают задание по колпаковой термопаре 8.70°С, по

стендовой термопаре 710°С, определ ют график нагрева металла в самой быстро- прогреваемой зоне и нагревают его в этой зоне до температуры задани  по стендовой термопаре (710°С), причем дополнительно

0 определ ют график нагрева металла в самой медленнопрогреваемой зоне и при достижении им в этой зоне температуры на 100°С (опыт В - 3) ниже заданной по стендовой термопаре задание по ней снижают на

5 30°С.

Предел текучести отожженного металла отвечает нормам ГОСТ 9045-80 дл  категории выт жки ОСВ и СВ. Разброс значений предела текучести по стопе рулонов 200 МПа,

0 по длине полосы в рулоне 150 МПа. Экономи  топлива 15%.

Пример 3. Исходные характеристики металла те же, что и в примере 1, кроме марки стали; Рулоны - из стали марки 08кп.

5

В процессе нагрева устанавливают задани  по колпаковой термопаре 870°С, по стендовой термопаре 710°С, определ ют график нагрева металла в самой быстро0 прогреваемой зоне до температуры задани  по стендовой термопаре (710°С), причем дополнительно определ ют график нагрева металла в самой медленнопрогреваемой зоне и при достижении им в этой зоне темпе5 ратуры на 130°С (опыт Г-4) ниже заданной по стендовой термопаре задание по ней снижают на 40°С.

Предел текучести отожженного металла отвечает нормам ГОСТ 9045-80 дл  катего0 рии выт жки ВГ. Разброс значений предела текучести по стропе рулонов в садке 300 МПа, по длине полосы в рулоне 200 МПа. Экономи  топлива 20%.

Таким образом, изобретение позвол ет

5 на 10 - 30% сократить расход энергоносителей и повысить качество отжигаемого металла за счет улучшени  однородности механических свойств. Разброс предела текучести по объему стопы составл ет при от0 жиге полосы из стали марки 08Ю 150 МПа против 400 МПа при нагреве по известному способу.

Форму л а изобретени   Способ регулировани  нагрева металла

5 в колпаковой печи, включающий установку задани  по колпаковой и стендовой термо парам, определение графика нагрева металла в самой быстропрогреваемой зоне отличающийс  тем, что. с целые улучшени  качества металла и снижени

расхода энергоносителей, определ ют график нагрева металла в самой медленнопрог- реваемой зоне и при достижении металлов

в этой зоне температуры на 70 - 130°С ниже заданной по стендовой термопаре задание по этой термопаре снижают на 20 - 40°С.

370 870 870 370 870

870

710 710 710 710 710

710

870 870 870

710 710 710

6-5

870

710

8-1 870

710

870 870 870

710 710 7Ю

В-5 870

710

Г-1 870

710

870 870 870

710 710 7Ю

Г-5

870

710

870 870 870 870 370

710 710 710 710 710

Прото- 870 тип

710

60 IVJ 60 60 60

70

10 20 30 40 50

70 70 70

20 30 40

6 ltd

70

50

610

too

10

100 100 100

20 30 АО

610

100

50

580

130

10

130 130 130

20 30 1(0

580

130

50

140 140 140 140 140

10 20 30 40 50

Сеои  Темперэтуоа Качественные пока- Относитель- Примечание

700

350

200 150 200

660

. 300

В 700

350

690

680

6/0

200 200 200

660

350

700

Ш

350 250 300

660

350

1)50 400 350 450 500

1(00

Продол

табли

200

150 100 150

200

00

50 50 50

00

50

00 50 00

0

0 0 0 0 0

0

10 13 15

25

12 15 17

27

15 18 20

29

10 16 20 22 30

Недостаточно высокое качество, мала  экономи  топлива

Режимы, обеспечивающие получение ме- телла наивысшего качества при одновременной экономии энергоносителей, позвол ют ПРОИЗВОДИТЬ лист стали марки 08(0 категории

осв и еосз по гост

Неуловлетверительное качество из-за недогревг металла е наиболее медленно прогреваемой зоне

Недостаточно высокое качество, мала  экономи  топлива

Режимы, обеспечивающие получение металла с высоким качеством при одновременной экономии энергоносителей, позвол ют производить лист стали 08(0 категории ОСВ и СВ ао ГОСТ

Неудоелет оритель-. ное качество металла из-за недогревэ в наиболее медленно прогреваемой зоне

Высокое качество, мала  экономи  энергоносителей

Режимы, обеспечиваю цие xopoii.cc качество t-ijj талла при одновременной экономии энергоносителей, позвол ю производить листы стали 08КП категории ЗГ по ГОСТ Неудовлетворительное качество из-за подогрева металла о наиболее медленно прогреваемой зоне По всем режимам серии Л неудовлетворительное качество при значительной экономии энергоносителей

Неудовлетворительное качество, боль- той расход энерго

Claims (1)

1. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

   Способ регулирования нагрева металла в колпаковой печи, включающий установку задания по колпаковой и стендовой термо парам, определение графика нагрева металла в самой быстропрогреваемой зоне отличающийся тем, что. с целые улучшения качества металла и снижение расхода энергоносителей, определяют график нагрева металла в самой медленнопрогреваемой зоне и при достижении металлов в этой зоне температуры на 70 - 130°С ниже заданной по стендовой термопаре задание по этой термопаре снижают на 20 - 40°С.

   Серия Номер Задание Задание по Температура Разница тем- величина опыта режима! по колла ко- стендовой металла в ператур ме- снижения аой термо- термопаре. самой мед- талла в самой задания ! паре,°C °C леннопро- медленнопро- по стен- I гревземой грелаемой зо- ДОВОЙ ! зоне.°C не и заданной термона- I I I I по стендовой термопаре,°C ре, С

   А-1 370 710 650 60 10 Λ-2 870 710 650 61) 20 А-3 870 710 650 60 зо A-k 870 710 650 60 40 Ь-5 870 710 650 60 50 Б-1 870 710 61(0 70 10

   S-2 870 710 61(0 70 20 Ь-3 870 710 640 70 30 Б-4 870 710 640 70 40

   Б-5 870

   710 640 70

   В 8-1 870 710 бю too 10 ’ В-2 870 710 610 100 20 В-3 870 710 610 100 зо В-4 870 710 610 100 40

   0-5 870

   710 '610 100

   Г Г-1 870 710 580 130 10 Г-2 870 710 580 130 20 Г-3 870 710 580 130 30 Г-4 870 710 580 . 130 40

   Г-5 870 710 580 130 50 д Д-1 870 710 570 140 10 Д-2 870 710 570 140 20 Д-З 870 710 570 140 зо Д-4 870 710 570 140 40 Д-5 870 710 570 140 50

   Прото- 870 710 тип

   Продолжение таблицы

   Сеои_я[Температура качественные пока- Относитсль- ^Примечание опыта ‘^по стендовой (затели ная эконо- ^термопаре [---------- мия энерго- [после сниже- Разброс предела носителей в [ния задания, 'текучести ‘°C |мпа сравнении с известным i ......... ! по стопе по длине способом, % ! рулонов полосы в —J-----— -J......... рулоне А 700 350 200 Нет Удовлетворительное 690 350 200 Нет качество, но нет 680 200 150 Нет экономии топлива 670 200 150 Нет 660 200 150 Нет Б 700 350 200 5 Недостаточно высокое качество, малая экономия топлива 630 200 150 10 Режимы, обеспечиеа- 680 150 100 13 ющие получение ме- 670 200 150 15 телла наивысшего

   качества при одновременной экономии энергоносителей, позволяют производить лист стали марки 08(0 категории осв и еосв по гост 9045-80