Способ нагрева слитков в нагревательных колодцах

(5) 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ%и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Днепропетровский ордена Трго Красного Знамени металлургичинститут им. Л.И.Брежнева(56). Заявка Японии Ф 54-40кл. С 21 ) 9/70, опублик,Патент СЫ В 4120642,кл. 432/12, опублик. 1978,(54)(57) СПОСОБ НАГРЕВА СЛИТКОВ В НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ КОЛОДЦАХ, включающий их посад в рабочую камеру с обьемом затвердевшего металла менее 80,(, и последующий нагрев до температуры прокатки в два периода, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества нагрева, повышения производительности и снижения расхода топлива перед посадом слитков, рабочую камеру предварительно разогревают до температуры ниже средней температуры поверхности слитков нао50-100 С, в первый период нагрева отключают подачу топлива до образова ния в слитках 5-7 У. незатвердевшего металла, а во второй период нагрева подают максимальную тепловую нагруз11866Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при нагреве слитков с жидкой сердцевинойЦель изобретения - улучшение качества нагрева, повышение производи-тельности н снижение расхода топлива.Первый период нагрева слитков должен проводиться беэ подачи топлива с тем, чтобы обеспечить теплоот вод от слитка к колодцу. Температура колодца в начале первого периодао нагрева должа быть на 50-100 С ниже средней температуры поверхности слитков. При перепаде ниже 50 С теплоот дача от слитка к колодцу практически отсутствует, так как минимальные температуры на поверхности слитково (у донной части) примерно на 50 С ниже средних, поэтому тепловой поток щ направлен к слитку. Это может привести к удлинению процесса кристаллизации. Перепад более 100 С нецелесообразен, так как требует переохлаждения ,как самого колодца, так и насадок . 25 теплообменников. Переохлаждается также и подина, что особенно вредно при жидком шлакоудалении.Подачу топлива необходимо производить при наличии и слитках 5-7% З 0 неэатвердевшего металла. При подаче топлива с содержанием жидких объемов в слитках менее 5% общая продолжительность их нагрева больше практически возможной, а при подводе 35 тепловой нагрузки при объеме жидкого металла в. слитках больше 7% значительно увеличивается длительность затвердевания слитков. Степень сегрегации ликвирующих элементов в слит ках возрастает, соответственно качество прокатной продукции падает. Другими словами при затвердевании 95% объема слитка обеспечивается максимальная производительность колод цев, а величина тепловой нагрузки уже не влияет на длительность кристаллизационных процессов в слитках.На фиг. 1-4 - изображены графики,на которых представлены кинетика 50затвердевания слитка, а также температурная и тепловая диаграммы нагреваКривые 1, 2 и 3 показывают соответственно фаэовые объемы жидкой, 55 двухфазной и твердой зон, изменяющихся при затвердевании металла, кри" вые 4 и 5 соответствуют температурам на поверхности слитка и в нагревательном колодце соответственно, линия 6 на тепловой диаграмме показывает величину тепловой мощности, используемой при нагреве.При проведении эксперимента осуществляют нагрев и прокатку слитков, а также оценивают качество прокатной продукции по макроструктуре и химаналиэу.П р и м е р. Опытные нагревы проводят в рекуперативных нагревательных колодцах с одной верхней горелкой. Максимальная мощность колодцев 11,6 МВт. Топливо-коксодоменная смесь калорийностью 1850 ккал/м . Емкость колодцев; 12 слитков массой 12,5 т каждый.Посад слитков во всех опытах производят при наличии в них /слитках) менее 80% затвердевшего металла. По известному способу нагрев проводят непосредственно после окончания посада, причем температура в колодце выше температуры поверхности слитков на 70 С и составляет 1120 С. По предлагаемому способу осуществляют выдержку беэ подачи топлива в течение первого периода, а включение газа начинают при наличии в слитках 5-7% неэатвердевшего металла, а температура колодца в начале нагрева ниже температуры поверхности слитков на 50 С и составляет 1000 С, Слитки прокатывают на квадратную заготовку сечением 80"80 мм. С каждого слитка при порезке на мерные длины получается 18-20 штанг, От каждой штанги отбирают пробы на микроскопический и химический анализ.На фиг. 1 и 2 (сплошные линии) представлены случаи, когда включение топлива производится при наличии в слитках 7 и 5% неэатвердевшего металла соответственно. Температура колодца при посадке в обоих случаях нао50 С ниже температуры поверхности слитков. В первом случае, когда подача топлива осуществляется при 7% незатвердевшего металла, температура колодца и температура поверхности слитка на мощности холостого хода эа счет выделения скрытой теплоты затвердевания и высокого теплосодержания слитков примерно за ЬО мин поднялась до 1170 и 1200 С соответственно.После подачи максимальной тепловой нагрузки в течение 20 мин температу,нь Ф.З 3 1186ра колодца поднялась до температурытомления (1300 С), на который осущестовляется выдержка до достижения наповерхности слитков температуры прокатки и до полного затвердевания 5сердцевины слитков. Общее время нагрева составляет 3,5 ч.Во втором случае (фиг. 2) длительность работы колодца на холостом ходу увеличивается до 1 ч 30 мин, так Окак включение топлива производитсяпри 57 неэатвердевшего металла, Заэто время температура поверхностислитков, как и в первом случае, поднялась до 1200 С, а температура ко0лодца на 10 С выше, чем в первом случае, т.едо 1180 С, После подачимаксимальной тепловой нагрузки подъемтемпературы колодца до температурытомления длится 30-35 мин, после чего тепловая нагрузка начинает резко уменьшатьсяДостижение металломтемператур прокатки совпадает с моментом окончания затвердевания сердцевины. Длительность нагрева, как и 25в первом случае, составляет 3,5 ч,однако расход топлива на нагрев несколько увеличивается,На этих же чертежах пунктирнымилиниями представлены случаи, когда З 0включение топлива производится приналичии в слитках 18 и 207 незатвердевшего металла, т.е, за границейпредлагаемых пределов, И в том и вдругом случае длительность нагрева35увеличивается, В первом случае зтовызвано удлинением кристаллизационных процессов в слитках (пунктирныелинии на кинетике затвердевания),во втором - уменьшением теплосодержания слитков, поэтому и расход топлива на нагрев существенно возрас - тает.На риг. 3 и 4 представлены температурные и тепловые диаграммы нагрева слитков, когда температура колодца при посадке на 100 С ниже температуры поверхности слитков, а включение.топлива, как и в предыдущих случаях, производится при содержании незатвердевшего металла в слитках 7 и 57. соответственно. В обоих последних случаях температура колодца на холостом ходу эа те же промежутки времени, что и в описанных вариантах, поднимается не до 1170- 1200 С, а до 1140-1160 С, Поэтому и расход топлива за весь нагрев несколько вырос, однако общая длительность нагрева такая же, как ив первых двух вариантах.Степень сегрегации серы при таком нагреве составляет 150-2003 и содержание ее в центре образцов не превьппает 0,045-0,063, что имеет место в слитках даже при нагреве. Удлинение кристаллизации в результате нагрева не превышает 10-157.Помимо улучшения качества металла увеличивается производительность колодцев на 10%, уменьшается расход топлива на 107. и снижается угар металла на 2-37.Использование предлагаемого способа нагрева слитков с жидкой сердцевиной наряду с повьппением производительности колодцев, снижением угара металла и удельного расхода топлива при нагреве обеспечивает улучшение качества прокатной продукции, что, в конечном итоге, повьппает ее долговечность и надежность.гЗ фиг.Ф аказ 6505/29 Ти НИИПИ ал ППП "Патент", г.Ултород, ул.Проектная,) щс