Способ нагрева слитков в нагревательных колодцах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСГ 1 УБЛИК 175991," .А 1 119/7 подьемэнгю- О,вг(р телгпературы сти от времен гласно соотнои. 1акт я вол 1 в= 1 в 4)СПОСОБ АТЕЛЬ Н ЫХ(57) Сущност слитков в ко новку темпе д между поверхнов перед томлением ительности подъема дит к неодинаковой к моменту выдачи ивакс р- вмаксмэкимльгфа а выдержки, С;о где Тв ратур Осуди Р ст Зе ннь Й кОуитетО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬ ТИЯ 1 УРИ ГКНТ СССР АВТОРСКО.ЛУ СВК,Л(22) 20,02.91 (46) 07.09.92, Бюл, К". 33 (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (72) В,А, Ющенко, Н.И, Омельяненко, Н.В, Гончаров, В,Е, Зеленский, З.И, Говоров, Е:Г, Грызлов, В,У, Симон, А,А, Федюкин, Д.В, Лазаренко и 1 И,Г, Белицкий (56) Аксельруд Л,Г, и др, Нагревательные колоды, 1 У 1,; 1 У 1 еталлургиздат, 192, с. 6-7,Р Е ВА СЛ ИТКг) В В НА ГР ЕЛОДЦАХ изобретения: способ нагрева дце вкл 1 очает нагрев и уста- туры выдержки в зависимоИзобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в нагоевательных колодцах для нагрева слитков перед прокаткой.Известен способ нагрева слитков в нагревэтельнол колодце, включающий подьем температуры до заданной, выдержку при этой температуре в течение времени в зависимости от длительности подъема температуры и выдачу слитков из колодца.Недостатком данного способа является повышенный угар металла и неоднородность температурнь 1 х параметров слитков различных садок перед их выдачей при различной тепловой лощности ячеек. В известном способе не учитывается энтальпия и температурныи переп стью и центром слитк при различной продолж температуры, что прив степени их нагретости 1 лаксГДЕ Тв- МаКСИмаЛЬНаЯ ЗЭДЭННал ТЕМПЕ" ра ура выдержки, оС; д - фактическое ВРЕМЯ ПОДЪЕ)ЛЭ ТЕМПЕРЭТУРЫ, Ч; 7 цоч =9)-Г сакс -1- Р , 103 минальное время нагрева слитков, ч; (0,4,0,9) 10 - коэффициент, учить 1 вающий-3влияние термических напряжений, возникающих при нагреве л,еталлэ, 1/ С; Тлов - температура поверхности слитков перед посадкой, С, К - эквивалентный радиус сллтка, м; а - коэффициенттемпературопроводности металла,м/ч,повышенному расходу топлива вследствие необхоцимости подьема температуры до строго фиксированного значения, Данный способ пр 1 гнят в качестве пооготипэ,Целью изобретения являгтся снижение расхода топлива и угара металла за счет стабилизации темпераг. оы слитков перед выдачей.Для этого в способе нагрева слитков в нагревательных колодцах. ,включающем ПОДЬЕЫ тЕМПЕРатУРЫ ДО ЗаДЭ 1 П 1 эй, ВЫПЕРж - ку при этой температуре в течение вре генп в зависимости от длительности по. елэ температуры и выдач, слиткоь из колодца, температуру вь:держкгг устэ 1.авл.всю; в Зависимости от времени попьемэ температуры согласно соотно;.цэн 111 огЯд - фактическое время подьема температуры, ч;Тмакс Т, р 204 09. Тв - Тпов)1а 10 5номинальное время нагрева слитков, ч;(0,4.0,9) 10 - коэффициент, учитывающий влияние термических напряжений,возникающих при нагреве металла, 1"С;Тров - температура поверхности слитков перед посадом, С;В - эквивалентный радиус слитков, м;а - коэффициент 1 емпеоатуропроводности металла, м /ч.Сущность способа заключается в следующем,Для слитков определенных типоразмеров и марок стали в зависимости от их температуры посада по эмпирическойзависимости определяется номинальное 20время нагреваТмдкс Т, Р 2Фм = (9,4.9,9) - ---- "- --а 10Приведенная зависимость устанавливает время, при котором обеспечивается максимальнь)й подвод тепла к центру слитков и, следовательно, минимальное паде ние его температуры, т, е. обеспечивается равновесие между внутренним и внешним тепловыми потоками. При увеличении времени поцьема температуры выше номинального и сохранении при этом максимальной заданной температуры выдержки происходит резкий рост температуры поверхности слитков, что приводит к увеличению угара металла, а в отдельных случаях и к местным оплавлениям. С коэффициентом 0,4,0,9)х 40 х 10, учитывающим влияние термических напряжений при нагреве слитков, вносятся поправки на возможные ограничения скорости подьема температуры. Меньшее значение коэффициента соответствует нагревуо ф 5 слитков с температурой посада более 700 С, когда снимаются все ограничения по скорости подъема температуры для слитков всех марок стали, Большее значение соответствует нагреву низколегированных и высокоуглеродистых марок стали при холодном посаде.При значениях коэффициента менее 0,4 х х 10 з после снижения максимальной температуры выдержки по зависимости Тв = - вТ макс, Е 0,01 ЬУ л. факт тн, где т = од - гном в слитках возникает перепад температур, превышающий допустимый из-за уменьшения величины теплового потока, что ведет к их недогреву, появлению брака при прокат ке, а также к ухудшению условий работы прокатного оборудования.При значениях коэффициента более 0,9 х х 10 снижение температуры выдержки не обеспечивает малоокислительного на)рева, т, к. в этом случае рост температуры поверхности слитков опережает упреждающее воздействие этого снижения, Это приводит к увеличению угара металла, а также к дополнительному расходу топлива на подъем до температуры выдержки, превышающей необходимую,Температуру выдержки слитков устанавливают по соотношению- 0,01 (4 од" - тном )Макс Изменение температуры выдержки в зависимости от разности .;.,: ,у фактическим временем подьема тс лпературы и номинальным временем нагрева обеспечивает стабильный нагрев слитков для садок из ячеек с различной тепловой мощностью, что улучшает условия работы прокатного оборудования, а также обеспечивает снижение расхода топлива за счет подъема температуры до более низкого уровня, Это достигается путем учета взаимного влияния температурных и временных параметров, исходя из реальных возможностей ячеек, что позволяет оптимально использовать подаваемое к слиткам тепло, не вызывая как их недогрев, так и оплавления,Примеры конкретной реализации способа, Для определения эффективности предлагаемого способа были проведены исследования на нагревательных колодцах с отоплением из центра пода.П р и м е р 1, В ячейках нагревали слитки кипящих марок стали (08 кп) массой 20 т с температурой посада 800 С. Размеры слитка в верхней части составляли 0,79 х х 1,32 м, в нижней - 0,86 х 1,38 м, Время подъема в различных ячейках гйд - 4, 5, 6 ч, Максимальная заданная температура выдержки Тв = 1350 С, Коэффициент температуропроводности слитков а =- 0,019 м /ч,2 Зквивалентный радиус слитков,86 1.,38 При определении комин ни нагрева слитков значени та, учитывающего влияни напряжений, возникающих талла были приняты (0,3; 0,4 ального времея коэффициеие термических ри нагреве ме 10-3 1 оСТм" - Тйтй= О,5. --- ",-т --а 10 1 ч. 0,019 10 ные по температуре выдержки, копределялась по зависимости Тв =- о,о Ьт8, а также технико-экоские показатели приведены в торая о Т макс номич табл, 1 Изабл. 1 видно, что оптимальное знаоэффициента, учитывающего влияических напряжений для слитков посада, составляет 0,4 10 1/С. чениение тегоряче П р и м е р 2, В ячейках нагревали аналогичные слитки холодного всада, Время подьема температуры в различных ячейках составляло 7, 8, 9 ч. Коэффициент температуропроводности а = 0,059 м Iч, Значения коэффициента, учитывающего влияние термических напряжений принимались (0,8; 0,9; 1,0)10 1/оС. Данные исследований приведены в табл. 2,Из табл. 2 видно, что оптимальное значение коэффициента, учитывающего влияЗначения номинального времени подьема температуры апределялти по зависимо- стиние термических напряжений для слитков холодного всада, составляет 0,9 10 1/С.Таким образом, пределы изменения коэффициента, учитывающего влияние термических напряжений составляет (0,4,0,9) х10-3 1 оСПрименение предлагаемого способа позволяет на 2050 Оь снизить угар металла, на 3."5;4 расход топлива эа счет уменьшения температуры выдержки, а также обеспечивает стабильные параметры выдачи Слитков из ячеек с различной тепловой мощностью.- 0,01 Г 14 од - Тноммакс где Тамакс - максимальная заратура выдержки, С,триод фактическое времпературы; анная тем подьема тем Тнном (0,4. 0,9)а 10номинальное время нагрева слитков, ч. 40 (0,4 - 0,9) 10 з - коэффициент, учитывающий влияние термических напряжений,возникающих при нагреве слитков, 1/С;Тпоа температура поверхности слитков перед посадкой, С;45 К - эквивалентный радиус слитка, м;а - коэффициент температуропроводности, м /ч. 15 Формула изобретенияСпособ нагрева слитков в нагревательных колодцах, включающий подьем температуры до заданной, выдержку при этой температуре в течение времени в зависимо сти от длительности подьема температуры ивыдачу слитков из колодца, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью снижения расхода топлива и угара металла за счет стабилизации температуры слитков перед выдачей, 25 температуру выдержки Тв устанавливают взависимости от времени подьема температуры согласно соотношению