Способ нагрева труб под прокатку

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИКСОЦИАЛИСТИЧЕСНИКРЕСПУБЛИН 1) С 21 о 8/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЛЬСТВ ый завев,Зак риновотруН.И, Хухрнии и А 8.8)Глейберг А.З.,ая прокатка и преМеталлургия, 19 льство СССРВ 3/00, 1984,ТРУБ ПОД ПРОКАТсится к дефор ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИ(57) Изобретение о Изобретение относится к деформационной термической обработке металлов и может быть использовано в черной металлургии при производстве труб из легированных сталей с повышенным содержанием углерода.Цель изобретения - улучшение качества путем снижения температурных напряжений.Нагрев легированной и высокоуглеродистой трубной заготовки до 500- 550 С осуществляется в две стадии с режимом, обуславливающим снижение тем пературных напряжений до допустимых пределов путем регламентации следующих параметров: на первой стадии по температуре печи - в пределах 600-700 С, по температурному перепаду между печью и металлом до 700 С и ограничением процесса нагрева в подогревательной печи до температуры аеЯО(и 15 5 3 А 1 ционной термической обработке металлов и может быть использовано в черной металлургии при производстве трубиз легированных и с повышенным содежанием углерода сталей. Цель изобретения - улучшение качества путем снжения температурных напряжений. Дляэтого нагрев перед прокаткой осуществляют в три стадии: сначала со скоростью 5,8-98 град/мин до 200-350 С впечи с температурой внутрипечногопространства 600-700 С, затем до 500550 С с перепадом температур печи иметалла 600-700 С, и окончательно соскоростью 9,1-14,3 град/мин до температуры прокатки. 1 ил. металл:.; 200-350 С; на второй стадии по температурному перепаду в пределах 600-700 С между пецью и металлом, без регламентации и ограничения температуры печиНа чертеже изображена схема обработки по предлагаемому способу.Пакеты заготовки подаются краном на загрузочный стол 1, имеющий уклон к рольгангу 3. По рольгангу 3 заготовка поступает в подогревательную печь 4 и перемещаясь с подогревом в печи, поступает на рольганг 5. По этому рольгангу заготовка транспортируется в разрез стола 2 и укладывается перекладывателем 6 на стол 2. При работе без подогревательной печи 4 рольганг 5 под столом 2 закрывается перекрывателями 7, а заготовка загружает:я на этот стол. С загрузочного стола 2 заготовка скатываетсяна рольганг 8 и подается в печь ц загрузочной машиной. По данной схеме печь ч в любое необходимое время может вводиться в работу или быть остановленной с осуществлением холодного всада заготовки в пець 9.Теплоносителем для печислужит дымовоздушная смесь с температурой 900-1000 ОС, Зжектирующей средой слу 10 жит вентиляторный воздух 11 с давлео нием Р = 10 кПа и температурой 300 С, ВОздух эжектирует отходящий дым из печи 9 окончательного нагрева по каналу 10 и через семь вводов 12, постУпает в рабочее пространство печи 4,Подаца (просасывание) дымовых газов через подогревательную печь может осуществляться с помощью эксгаустера, устанавливаемого на выходе дымовой смеси из подогревательной печи.Предлагаемыми режимами решается проблема снижения температурных напряжений в металле до допустимых значений в условиях ускорения нагрева на второй стадии. На третьей стадии действуют скоростные высокотемпературные режимы нагрева. В результате достигается снижение брака труб и обеспечивается высокая производительность комплекса. Подогревательная печь- основная печь на всем сортаменте, включая легированные и высокоуглеродистые стали. Устраняются потери проИзводительности на смене тепловых режимов при изменении мароцного саста ва заготовки за счет введения подогревательной печи на первой низкотемпературном стадии.Снижение температуры печи на стадии замедленного нагрева с холодным 40 всадом заготовки до 600-/00 С с целью снижения брака, вызываемого температурными напряжениями в поверхностном Слое металла из легированных и высокоуглеродистых сталей, ограничение 45 стадии замедленного нагрева достижением температуры металла 200-350 С для обеспечения повышения скорости нагрева на последующих стадиях, а также введение стадии нагрева регламенти-Орованного по температурному перепадумежду печью и металлом, режимы которой обеспечивают снижение температурных напряжений до допустимых значенийпри осуществляемом повьшении скорости 55нагрева являются существенными отличиями предлагаемого способа от известного. На основе созданных отличи режима возникают новые дополнительныесвойства трехстадийного нагрева: возможность использовать на первой стадии подогреватегьную низкотемпературную печь, работающую на отходящих дымовых газах основной печи, изолироваври этом режим данной стадии от влияния лучистых и конвективных потоковосновной печи, а также соцетать трехстадийный нагрев легированных и высооуглеродистых сталей с режимами нагрева других сталей без перерыва насмену режимов, требующихся на действующих пецах.В трехстадийном нагреве перваястадия может оперативно выводитьсяиз потока с прямым всадом заготовкив основную печь или использоватьсядля повышения скорости нагрева на другом марочном сортаментеПредлагаемый трехстадийный нагревосуществляют. следующим образом.На начальной низкотемпературнойстадии проводят минимальный периодзамедленного нагрева заготовки до= 200-350 С с ограниченной температурой печи 600-700 С, причем ско"рость нагрева при этом составляет5,8-9,8 С/мин, На второй стадии проводят регламентированный перепад температур печи и металла 600-700"С снагревом заготовки до 500-550 С, скорость нагрева при этом повышаетсядо 7,7-12,0 С/мин. На завершающей стадии осуществляют ускоренный нагревметалла до температуры прокатки соскоростью 9,1-1,3 С/мин,Нагрев металла на начальной низкотемпературной стадии с замедленнойскоростью осуществляется на максимально допустимых температурах пеци, обеспечивающих требуемое ограничение температурных напряжений, Продолжительность этой стадии ограничена достижением температуры металла 200-350 С,так как нагрев до более высоких температур с граничным порогом 500-550 Спри температуре печи 600-700 С приводит к многократному снижению скорости нагрева и увеличению времени данной стадии, Выбор данной температурынагрева металла не приводит к существенному увеличению времени нагрева наданной стадии, атакже позволяет использовать в качестве теп.поносителяотходящие дымовые газы основной печи9 и нагрев на данной стадии произво5 15659 дить в комплектной (маневренной) подогревательной печи 4, Такую печь можно оперативно выводить из потока при нагреве сталей, не требующих ограницений температуры, в случае, если не требуется высокая производительность (на малых диаметрах заготовки) . Применение меньших температур металла (ниже 200 С) приводит к необоснованному снижению температуры печи на промежуточной стадии, которая ограничивается интервалом перепада температур печи и металла 600-700 С с учетом допустимой величины температурных напряжений,Температура печи на регламентированной стадии (с р, ) с целью повыЙРк ьшения скорости нагрева увелицивается до допустимых по температурному пере паду значений, определяемых зависимостью: с, = с, +(600-700 С),1.йечьгде С- температура металла после 25первой начальной стадиинагрева (200-350 С);600-700 С - допустимый перепад температуры печи и металла., С учетом более высоких температур З 0регламентированная стадия нагрева может быть реализована в первой зоне(зона всада) основной печи 9 скоростного нагрева. Нагрев заготовки в завершающей стадии осуществляется в ускоренном режиме в печи с соответст 35вующими характеристиками высокотемпературного напора, Скоростной нагревв такой печи со скоростью 9,114,3 С/мин осуществляется до эон выдержки (выравнивания температуры заготовки по сечению) и выдачи металла.П р и м е р . Трехстадийный нагрев трубной заготовки из легирован-.ных и высокоуглеродистых сталей проводят натрубопрокатной установке160; В целях экономии топлива и повышения производительности начальнаястадия низкотемпературного (замедленного) нагрева осуществляется в ниэкотемпературной подогревательной печи 4.Промежуточная стадия, регламентированная по температурному перепаду,осуществляется в зоне всада кольцевой печи 9. Завершающая стадия ускоренного нагрева осуществляется в пос 55ледующих зонах кольцевой печи.Трехстадийный нагрев с использованием нагревательной печи зоны го 03орячего всада и последующих зон кольцевой печи применяется для нагрева трубной заготовки легированных и высокоуглеродистых сталей. Для других сталей, не требущих ограничений по температурным напряжениям, нагрев осуществляется в кольцевой печи с прямого всада или с подогревом в печи 4. В варианте трехстадийного нагрева для осуществления подогрева металла до= 200-350 С используют механизимасрованную печь длиной 10-12 м, расположенную вблизи кольцевой печи 9 окончательного (скоростного) нагрева.Способ изготовления труб, включающий многостадийный нагрев катаной заготовки и ее прокатку на граничных значениях характеризуют следующие параметры.Максимальные режимы по регламентированным параметрам следующие. На первой стадии (в подогревательной пео чи) температуры металла см = 20 С,. с = 350 С и с= 700 С; нагреваемая заготовка диаметром 110 мм и длиной 2,5 м из стали ШХ; расчетное время 35,9 мин; скорость нагрева С = = 9,75 С/мин. На второй стадии (1 зона кольцевой печи) температуры металла с, = 340-350 С и с = 550 С, а температура печи с= 950-1000 С; температурный перепад 600-650 С. В третьей зоне (в кольцевой печи) осуществляют нагрев до температуры прокатки (оценивается по температуре прошивки, включающей разогрев в процессе деформации на 30-50 С); при этом температуры заготовки с = 550 С и с -.- 1150 С (по температуре прошивки), температурные режимы печи не регламентируются, расчетная скорость нагрева С = 143 С/мин,Минимальные режимы по регламентированным параметрам следующие. На первой стадии (в подогревательной печи) температуры металла с = 20 С,200 С и сдо 600 С; нагревае" мая заготовка диаметром 170 мм и длиной 3000 мм иэ стали ШХ; время нагрева 31,0 мин; С = 5,8 С/мин. На второй стадии (1 зона кольцевой печи) температуры металла с = 200 Сои с, = 500 С, а температурный перепад 700 С, при этом температура печи 900 С. В третьей зоне (в кольцевой печи) температура заготовки 500 С, температура прошивки 1130 С, при этомЗак 00 Тираж 5 3 Подписное изобретениям и открыти5, Раушская наб., д. 4/ НИИ Государственного комитета113035, Москва, Ж при ГКНТ Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул.Г рина, 1 режимы печи не регламентируются, а расчетная скорость нагрева 13"С/мин,Внедрение на трубопрокатной установке 160 стадийного нагрева с установкой подогревательной печи, обогре ваемой отходящими дымовыми газами, уменьшает брак на трубах из стали ШХна 10-20 и увеличивает производительность печи до 153,формула изобретения Способ нагрева труб под прокатку, преимущественно из легированных с пОвышенным содержанием углерода сталей, включающий нагрев с заданным числом стадий, скоростями нагрев-,емпературой металла и при заданных температурах внутреннего пространства иперепада температур печи и металлана каждой стадии, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества путем снижения темперагурных напряжений, нагрев осуществляют в три стадии сначала со скоростью5,8-9,8 град/мин до 200-350 С притемпературе внутреннего пространстза 600-700 С, затем до 500-550 С приперепаде температур 600-700 С и окончательно со скоростью 9, 111,3 град/мин до температуры прокатки.