способ нагрева стальных слитков в методических печах

Формула изобретения

Способ нагрева в методических печах стальных слитков, содержащих хром и никель, включающий предварительное смешивание доменного и коксового топливных газов, подачу газовой смеси в рабочее пространство печи и ее сжигание для нагрева слитков, отличающийся тем, что при смешивании газов дополнительно вводят природный газ, нагрев осуществляют с использованием газовой смеси с суммарной калорийностью в пределах 4300-5100 ккал/м³, при этом нагрев слитков с суммарным содержанием никеля и хрома в пределах 0,02-1,0 мас. % осуществляют с использованием смеси коксового, природного и доменного газов с объемным процентным соотношением в смеси соответственно в пределах (1-7), (48,1-56,9) и (36,1-50,9), а нагрев слитков с суммарным содержанием никеля и хрома в пределах 1,02-10,0 мас. % осуществляют с использованием коксового, природного и доменного газов с объемным процентным соотношением в смеси соответственно в пределах (7,01-40), (43,3-45,2) и (16,7-46,8).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к процессам нагрева непрерывнолитых слитков в методических печах перед горячей прокаткой. Изобретение относится к нагреву слябов, отлитых из низко- и среднеуглеродистых, жаростойких и коррозионостойких сталей, содержащих хром и никель.

Наиболее близким по технической сущности является способ нагрева стальных слитков в методических печах, включающий предварительное смешивание доменного и косового топливных газов, подачу газовой смеси в рабочее пространство методической печи и последующее ее сжигание для нагрева слитков. При этом содержание в газовой смеси коксового газа устанавливают в пределах - 32-48 об. %, остальное - доменный газ. Калорийность газовой смеси составляет 8-10 МДж/м³ или 1912-2390 ккал/м³ (см. ж-л "Сталь", 8, 1999, с.89-90).

Недостатком известного способа является повышенный угар металла слитков при их нагреве в методических печах, а также повышенное образование дефектов типа "вкатанная окалина" и "прокатная плена" на горячекатаной полосе, получаемой из нагретых в методической печи непрерывнолитых слябов. Это объясняется тем, что при извечном соотношении содержания коксового и доменного газов окислительная способность газовой атмосферы в рабочем пространстве методической печи превышает допустимые значения. При этом состав газовой смеси не обеспечивает необходимое значение ее калорийности. Вследствие повышенной окислительной способности или потенциала газовой атмосферы на поверхности непрерывнолитых слябов, сталь которых содержит никель и хром, повышается окалинообразование. Низкая калорийность газовой смеси приводит к увеличению времени нагрева непрерывнолитых слябов перед прокаткой сверх допустимых значений.

Технический результат при использовании изобретения заключается в уменьшении угара металла слитков, содержащих хром и никель, при их нагреве и в снижении количества дефектов типа "вкатанная окалина" и "прокатная плена" на горячекатаной полосе, полученной из нагретых в методической печи слитков, а также в повышении калоийности газовой смеси в необходимых пределах.

Указанный технический результат достигают тем, что способ нагрева в методических печах стальных слитков, содержащих хром и никель, включает предварительное смешивание доменного и коксового топливных газов, подачу газовой смеси в рабочее пространство печи и ее сжигание для нагрева слитков.

При смешивании газов дополнительно вводят природный газ. Нагрев осуществляют с пользованием газовой смеси с суммарной калорийностью 4300-5100 ккал/м³. Нагрев слитков с суммарным содержанием никеля и хрома в пределах - 0,02-1,0 мас. % осуществляют с использованием смеси коксового, природного и доменного газов с объемным процентным соотношением в смеси в пределах (1-7), (48,1-56,9) и (36,1-50,9). Нагрев слитков с суммарным содержанием никеля и хрома в пределах 1,02-10,0 мас.% осуществляют с использованием смеси коксового, природного и доменного газов с объемным процентным соотношением в смеси соответственно в пределах (7,01-40,0); (43,3-45,2) и (16,7-46,8).

Уменьшение угара металла слитков, снижение количества дефектов типа "вкатанная окалина" и "прокатная плена" будет происходить вследствие регламентации содержания в газовой смеси коксового, доменного и природного газов. Введение в состав газовой смеси природного газа позволяет снизить окислительный потенциал газовой смеси при одновременном повышении ее калорийности.

Диапазон значений содержания в стали слитков суммарного содержания хрома и никеля в пределах (0,02-1,0) и (1,02-10,0) мас.% объясняется необходимым химическим составом сталей классов низко- и среднеуглеродистых, жаростойких и коррозионостойких, для которых применим предлагаемый способ нагрева стальных слитков в методических печах.

Диапазон объемного процентного содержания в газовой смеси коксового, природного и доменного газов в пределах соответственно (1-7), (48,1-56,9), (36,1-50,9) и (7,01-40,0), (43,3-45,2), (16,7-46,8) объясняются необходимостью создания в рабочем пространстве печи газовой атмосферы с допустимым окислительным потенциалом и калорийностью. При меньших и больших значениях не будет обеспечиваться снижение угара металла слитков и будет происходить образование на горячекатаной полосе дефектов типа "вкатанная окалина" и "прокатная плена".

Диапазон значений суммарной калорийности газовой смеси в пределах 4300-5100 ккал/м³ объясняется теплофизическими закономерностями оптимизации условий нагрева слитков перед горячей прокаткой. При меньших значениях будет увеличиваться время нагрева слитков сверх допустимых значений. При больших значениях будет снижаться стойкость футеровки рабочего пространства методической печи.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения условию "изобретательский уровень".

Ниже дан пример осуществления изобретения, не исключающий другие примеры в пределах формулы изобретения.

Способ нагрева стальных слитков в методических печах осуществляют следующим образом.

Пример. В процессе производства горячекатаной полосы толщиной 4-6 мм непрерывнолитые слитки сечением 200-300х1000-2000 мм нагревают в проходной методической печи до температуры поверхности слитков пределах 1250-1280^oС. В процессе нагрева слитка в рабочее пространство методической печи подают и сжигают предварительно смешанную смесь топливных газов: коксового, природного и доменного с суммарной калорийностью в пределах 4300-5100 ккал/м³.

Сталь непрерывнолитых слитков содержит суммарное количество никеля и хрома в пределах (0,02-1,0) и/или (1,02-10,0) мас.%. При суммарном количестве в стали (Ni+Cr)=0,02 мас.% нагревают слиток, например, марки 08 пс по ГОСТ 9045. При суммарном количестве в стали (Ni+Cr)=0,50 мас.% нагревают слиток, например, из стали марки 09Г2С по ГОСТ 19281. При суммарном количестве в стали (Ni+Cr)=1,0 мас.% нагревают слиток, например, из стали марки ЗОХМА по ГОСТ 19281. При суммарном количестве в стали (Ni+Cr)=1,02 мас.% нагревают слиток, например, из стали марки 9ХВГ по ГОСТ 5950. При суммарном количестве в стали (Ni+Cr)=5,0 мас.% нагревают слиток, например, из стали марки 12Х2Н4А по ГОСТ 4543. При суммарном количестве в стали (Ni+Cr)=10,0 мас.% нагревают слиток, например, из стали марки 40Х9С2 по ГОСТ 5632.

При нагреве стальных слитков с содержанием суммарного количества никеля и хрома в пределах (0,02-1,0) мас.% используют смесь коксового, природного и доменного газов с объемным процентным соотношением в пределах соответственно (1-7); (48,1-56,9) и (36,1-50,9).

При нагреве стальных слитков с содержанием суммарного количества никеля и хрома в пределах (1,02-10,0) мас.% используют смесь коксового, природного и доменного газов с объемным процентным соотношением в пределах соответственно (7,01-40,0); (43,3-45,2) и (16,7-46,8).

Суммарный расход газовой смеси составляет 23000-27000 м³/час.

В таблицах 1 и 2 приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами.

В первом примере вследствие несоответствия значений объемных содержаний газов в смеси и их калорийности необходимым параметрам увеличивается количество поверхностных дефектов на горячекатаной полосе, полученной из нагретых в методической печи непрерывнолитых слитков.

В пятом примере вследствие несоответствия значений объемных содержаний газов в смеси необходимым параметрам происходит увеличение угара металла непрерывнолитых слетков в процессе их нагрева в методической печи.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие соответствия значений объемных содержаний газов в смеси необходимым параметрам происходит уменьшение угара металла непрерывнолитых слитков при их нагреве в методической печи, а также снижается количество поверхностных дефектов на горячекатаной полосе типа "вкатанная окалина" и "прокатная плена", полученной из непрерывнолитых слитков, нагретых в методической печи.