Способ нагрева заготовок в методической печи

,1 сй 4 ВЯОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ д 1 -фддд-,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Наиболее близким т нием (прототип) является заготовок на монолитно зоны методической печи хническим решеспособ томленияподу томильной предусматриваю(21) 4767614/02(56) Тайц Н, Ю, Технология нагрева стали. ММеталлургия, 1962, с, 100.Маковский В, А, Динамики объектов с распределенными параметрами. М Металлургия, 1971.Кривандин Р. А, и Егоров А. В. Тепловая работа и конструкция печей черной металлургии, ММеталлургия, 1989, с. 122,Изобретение относится к черной металлургии, в частности к нагреву металла в печах, и может быть использовано при нагреве заготовок из высоколегированных сталей и жаропрочных сплавов,Известен способ томления заготовки на монолитном поду томильной зоны методической печи, при котором поддерживают постоянной температуру поверхности нагреваемой заготовки. Практически реализовать известный способ не представляется возможным, т.к. в процессетомления невозможно осуществить непрерывный контроль температуры поверхности металла на протяжении всей томильной зоны, что может привести к нагреву заготовок с крайне неравномерным температурн,.м полем.Известен также способ квазиоптимального управления нагревом массивной пластинь:, который предусматривает одно переключение с максимальной температуры на минимальную. Переключение производится в момент, когда температура(54) СПОСОБ НАГРЕВА ЗАГОТОВОК В МЕТОДИЧЕСКОЙ ПЕЧИ(57) Сущность изобретения: способ нагрева заготовок в методической печи перед прокаткой включает перемещение заготовок вдоль печи, направление факела под углом к горизонтали и выдержку заготовки при температуре на 30 - 50 выше температуры прокатки. При этом при достижении первой заготовкой точки пересечения оси факела с линией пода температуру в томольной зоне уменьшают до температуры прокатки и через 11-16 мин осуществляют выдачу заготовки в прокат. 1 ил, 1 табл,промежуточного слоя становится равной заданной температуте нагрева, Максимальная температура принимается равной максимальнодопустимой температуре печи.Недостатком известного способа является то, что в нем не учитывается положения сляба относительно факела и окна выгрузки, Считается, что температурное поле томильной зоны равномерное, а в слябе отсутствуют холодные участки (так называемые темные пятна - следы от воздействия глиссажных труб), Известный способ невозможно практически реализовать, т.к, невозможно осуществить инструментальный контроль фактической температуры промежуточного слоя, Неучет этих обстоятельств приводит к неравномерному нагреву заготовок,щий выдержку при постоянной температурепечи, превышающей на 30-50 С температуру прокатки (выдачи).Недостатком прототипа является возможность перегрева поверхности металла при прохождении заготовкой под факелом и возможность подстуживания заготовкивблизи окна выгрузки, что приводит к крайне неравномерному нагреву,Целью изобретения является повышение равномерности нагрева.Поставленная цель достигается тем, что в способе нагрева заготовок в методической печи, включающем продвижение заготовок по печи, направление факела под углом к горизонтали и томление заготовок на монолитном поду при температуре,превышающей на 30 - 50 С температуру прокатки, при достижении заготовкой точки пересеченияоси факела с линией пода, температуру в томильной зоне уменьшают до температуры прокатки и через 11-16 мин осуществляют выдачу в прокат,Предлагаемый способ представляет собой индивидуальную технологию нагрева заготовок из специальных сталей и сплавов, В дальнейшем заготовку, для которой осуществляется такая индивидуальная технология, именуют нагреваемой заготовкой вотличие от прочих рядовых заготовок, находящихся в печи одновременно с нею,Данный способ позволяет, во-первых, устранить местный перегрев нагреваемой заготовки под воздействием теплового излучения факела,Это достигается тем, что при прохождении нагреваемой заготовкой точки пересечения оси факела с линией пода температуру в томильной зоне снижают дотемпературы прокатки, При этом за счет тепловой инерции кладки томильной зоны расход топлива резко уменьшается и соответственно уменьшаются размеры факела, Высокотемпературная зона горения топлива удаляется от поверхности заготовки, Такой факелуже не опасен с точки зрения перегрева поверхности заготовки, Это особенно важно при нагреве высоколегированных сталей и сплавов, у которых незначительный перегрев может привести к оплавлению легкоплавкой эвтектики,Во-вторых, способ позволяет получить высокую равномерность нагрева, т.к, выдача нагреваемой заготовки производится через 11-16 мин после прохождениязаготовкой точки пересечения оси факела иподины томильной зоны.Пребывание нагреваемой заготовки втомильной зоне более 16 мин приводит к тому, что происходит подстуживание заго 152030354045 5055 товки холодным воздухом, подсасываемым через окно выгрузки,Вместе с тем слишком быстрое продвижение заготовки после снижения температуры может привести к тому, что в томильную зону поступит большое количество непрогретых заготовок (имеется ввиду "темные пятна" от глиссажных труб), При неизменной температуре томильной зоны это вызовет увеличение расхода газа и размеров факела, Ведь температура томильной зоны есть средневзвешенная температура системы газ - кладка - металл и при уменьшении температуры металла должна увеличиться температура газови соответственно расход топлива и размеры факела, Увеличение размеров факела может привести к перегреву поверхности заготовок, следующих за нагреваемой заготовкой и находящихся в зоне лучистого воздействия факела, В то же время нагреваемая заготовка имеет неравномерное температурное поле, т,к. времени пребывания в томильной зоне недостаточно для исчезновения "темных пятен", возникающих при ее движении по глиссажным трубам в процессе нагрева,Экспериментальным путем установлено, что подобные нежелательные динамические эффекты не наступают, если выдача нагреваемой заготовки производится не ранее чем через 11 мин после снижения температуры в томильной зоне.Таким образом, чтобы получить равномерное температурное поле необходимо производить выдачу нагреваемой заготовки в прокат через 11 - 16 мин после прохождения ею точки пересечения оси факела с линией пода.На чертеже представлена схема продвижения слябов по печи в процессе нагрева,В рабочем пространстве 1 томильной зоны методической печи на монолитном поду 2 располагаются заготовки 3, Два характерных варианта расположения факела отмечены поэ, 5 и поз, 6, Точка пересечения продолжения оси факела с линией пода отмечена поз, 4, Через неплотности окна выгрузки 7 происходит подсос холодного воздуха 8,Способ осуществляют следующим образом,Заранее определяют местоположение точки 4 пересечения оси факела с линией пода, В частности, 11=Ьстц а, где и - высота устья горелки над уровнем пода; а - угол наклона оси горелки к горизонтали, Расстояниее от загрузочного окна до точки 4 12=й - Ь, где- общая длина печи, В томильной зоне1786352 й+Х=ЛХ,55 методической печи устанавливают температуру, на 30-50 С превышающую температуру прокатки. Температура прокатки - это необходимая для прокатки температура, с которой нагреваемая заготовка должна 5 быть выдана из печи.При каждом перемещении нагреваемой заготовки в томильной зоне вычисляют расстояние, пройденное ею от окна загрузки (текущую координату) по формуле 10 15где К - число заготовок, посаженных в печьпосле первой заготовки;ЛХ - ширина 1-й заготовки, начиная спервой,и сравниваютэто расстояние с величиной Ь,Если при этом выполняется условие х1 г,то температуру в томильной зоне снижаютдо температуры прокатки.После этого затовки из печи выдают сосредним интервалом (10 - 15)/(8 +1) мин, гдеК 1 число заготовок, расположенных впереди нагреваемой заготовки, В тот период,когда интервал выдачи заготовок регламентируется предложенным способом указанным образом, согласование интервалов 30выдачи с темпом прокатки производят(принеобходимости) путем выдачи заготовок изпараллельно работающих печей.П р и м е р, В пятизонной толкательнойметодической печи осуществляли нагрев кованых слябов из сплава ЭП - 915 У - Ш(ХН 43 БМТЮ - Ш) толщиной 140 мм,По технологическим условиям горячейдеформации к нагреву слябов из сплаваЭП - 915 У - Ш предъявляются следующие 40требования. Температура прокатки, т,е, поверхности сляба перед выдачей из печи,должна быть 1210-ф.10 С, При нагревесплава выше 1220 С возможно оплавление легкоплавкой эвтектики, что ведет к 45расслоению при прокатке, э при нагревениже 1200 С резко увеличивается сопротивление горячей деформации сплава, чтоможет привести к недокату на заданнуютолщину. 50 Таким образом, температура томильной зоны после входа в нее слябов должна быть 1210+30=1240.Заранее определяли место пересечения оси факела с линией пода11=2,8 ст 930=4,8 м;2=36 - 4,8=31,2 м.При прохождении заготовкой расстояния 31,2 м температуру в зоне уменьшали до 1210 С и через 11-16 мин осуществляли выдачу сляба в прокат,Результаты опытно-промышленных исследований нагрева слябов из сплава ЭП - 915 У-Ш толщиной 140 мм представлены в таблице.Как видно из таблицы, предлагаемый способ обеспечивает высокую равномерность нагрева (эксперименты 5-7), Температурное поле сляба находится в интервале заданных температур,Нагрев слябов по способу-прототипу приводит к перегреву поверхности слябов на 20 С (эксперименты 1 и 2).При выдаче слябов более чем через 16 мин (эксперименты 3 и 4) после снижения температуры в томильной зоне происходит их подстуживание холодным воздухом, подсасываемым через окно выгрузки. При быстрой выдаче менее чем за 11 мин (эксперименты 8 и 9) не успевают прогреваться холодные участки ("темные пятна") на поверхности слябов,Ожидаемый экономическаий эффект от использования предлагаемого способа нагрева заготовок в методической печи составит 240 тыс. руб.Формула изобретения Способ нагрева заготовок в методической печи, преимущественно перед прокаткой, включающий перемещение заготовок, выдержку при температуре, превышающей на 30-50 С температуру прокатки, нагрев с направлением факела под углом к направлению перемещения заготовок, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения равномерности нагрева при достижении первой заготовкой точки пересечения оси факела с линией пода, температуру в томильной зоне печи уменьшают до температуры прокатки и через 11 - 16 мин производят выгрузку заготовки,1786352 СоставительТехред М.Моргентал Корректор М. Шарощи Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 241 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5