способ посада и нагрева слябов в нагревательных печах станов горячей прокатки

Формула изобретения

Способ посада и нагрева слябов в нагревательных печах станов горячей прокатки, включающий посад в печь холодных и горячих слябов и регулирование температурного режима в зависимости от прохождения слябов по зонам печи и времени останова стана на перевалку, отличающийся тем, что монтаж с горячими и холодными слябами формируют в таком порядке, при котором горячими слябами в нагревательной печи заполняют только томильную зону выравнивания температуры сляба по сечению и методическую зону, обогреваемую отходящими газами, а холодные слябы размещают как минимум в одной из сварочных высокотемпературных зон в зависимости от объема используемых холодных слябов, при этом во время движения горячих слябов через сварочные зоны температуры в них снижают на величину, определяемую по соотношению:

Т_н =15,518ехр(0,005Т_с)±30°С,

где Т_н - величина снижения температуры в сварочных зонах;

Т_с - температура слябов перед посадом в нагревательную печь;

15,518 и 0,005 - размерные коэффициенты, 1/°С,

а по мере заполнения этих зон холодными слябами температуру повышают до начальной.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к металлургии, конкретно к способу посада и нагрева слябов в нагревательных печах станов горячей прокатки.

Известен способ прокатки полос с горячим посадом непрерывнолитых слябов в нагревательные печи непрерывного стана 2000 ЧерМК [см., например, Опытно-промышленные исследования технологии горячего посада в комплексе УНРС - стан 2000. Бейгельзимер Э.Е., Остапенко А.Л., Сергеев Е.П.и др. - Черная металлургия. Бюллетень НТИ, 1991, № 2, стр. 54-56], при котором примерно 50% слябов загружают в печи в холодном состоянии после осмотра и зачистки и 50% - в горячем состоянии. В большинстве случаев горячие и холодные слябы загружаются вперемешку, что не позволяет корректировать режим работы печей. При проведении работы формировали большие партии горячих слябов для посада в печи, что позволило вывести их на установившийся режим.

Формирование больших партий горячего металла сопряжено с обеспечением максимальной доли бездефектных слябов, высокой температуры слябов на выходе из МНЛЗ (машин непрерывного литья заготовок), поскольку для накопления большого объема горячих слябов потребуется увеличенная продолжительность по времени нахождения горячих слябов перед посадом в нагревательные печи при хранении их в специальных копильниках.

В свою очередь, длительное хранение металла в копильниках при высокой температуре приводит к росту слоя окалины на поверхности слябов, что в дальнейшем снижает эффективность прогрева металла по сечению в нагревательных печах из-за повышенной отражательной способности разогретого толстого слоя окалины на широкой грани слябов, что в значительной степени снижает эффективность горячего посада, ухудшает качество готовой стали по дефектам поверхности.

Кроме того, существуют определенные ограничения по маркам и сортаменту стали, которые не позволяют использовать значительный объем выплавляемой стали на горячий посад, т.е. требующие инспекционного осмотра поверхности слябов в холодном состоянии, а также труднодеформируемых марок стали, требующих проведения нагрева при высоких температурах и повышенной продолжительности. Поэтому технологический процесс с использованием "больших" горячих монтажей не является наиболее оптимальным как по эффективности нагрева слябов в нагревательных печах, так и по объему металла, используемому по технологии горячего посада в доле от общего объема производства.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ нагрева смешанного (горячего и холодного) посада, при котором, чтобы сохранить производительность печи, принятую для горячего посада после загрузки горячего металла в определенное время, перед предстоящей перевалкой валков на стане, загружали в печь холодный металл.

Посаженный в печь холодный металл не догревали, так как он проталкивался через печь с частотой, принятой для посаженного до него горячего металла. Однако затем после выдачи последнего металл холодного посада догревали в печи во время ее простоя при перевалке [см., например, Наладка и эксплуатация печей для нагрева металла. В.Г. Каплан. М.: Металлургия, 1965, с.45-46].

Осуществление данного способа посада и нагрева слябов в нагревательных печах станов горячей прокатки не приведет к существенному снижению удельного расхода условного топлива и повышению производительности стана, поскольку не определена зона, в которой находится холодный металл во время простоя, если он находится в сварочной и отапливаемой отходящими газами методической зоне, то времени на перевалку валков может быть недостаточно для прогрева металла, находящегося в методической зоне, поэтому возникает необходимость проведения форсированного нагрева или увеличения его продолжительности. При условии заполнения холодным металлом только сварочных зон сокращается объем смешанного монтажа, что приведет к увеличению количества перевалок, а следовательно, к снижению производительности и увеличению расхода топлива.

Задача изобретения состоит в обеспечении использования максимального объема горячих слябов и минимизации расхода топлива без ухудшения качественных показателей готовой стали.

Техническую задачу решают путем осуществления предлагаемого способа посада холодных и горячих слябов и нагрева в нагревательных печах станов горячей прокатки, отличающегося тем, что монтаж с горячими и холодными слябами формируют в таком порядке, при котором горячими слябами в нагревательной печи заполняют только зону выравнивания температуры сляба по сечению (томильную) и зону, обогреваемую отходящими газами (методическую), а холодные слябы размещают как минимум в одной из высокотемпературных (сварочных) зон, в зависимости от объема используемых холодных слябов, при этом во время движения горячих слябов через сварочные зоны температуры в них снижают на величину, определяемую по соотношению:

Т_н=15,518ехр(0,005Т_с)±30С,

где Т_н - величина снижения температуры в сварочных зонах;

Т_с – температура слябов перед посадом в нагревательную печь;

15,518 и 0,005 - размерные коэффициенты, 1/С,

а по мере заполнения этих зон холодными слябами температуру повышают до начальной.

Технический эффект достигают тем, что за счет уменьшения объема горячих слябов в "смешанном" монтаже по сравнению с объемом "большого" монтажа сокращается время на его формирование в 1,5-2,0 раза. Это позволяет производить загрузку нагревательных печей более горячими слябами с минимальной толщиной окалины, что в значительной степени повышает интенсивность прогрева металла в зонах нагревательных печей, тем самым способствует проведению нагрева с пониженным расходом топлива и минимальной продолжительностью по времени, без ухудшения качественных характеристик поверхности готовой стали.

Целесообразность формирования монтажа с "прослойкой" из холодных слябов заключается в том, что во время планового останова стана слябы "прослойки" находятся в высокотемпературных зонах печи, чем обеспечивается достаточный прогрев металла во время планового останова печи и возможность ускоренной дальнейшей транспортировки "прослойки" через печь до выдачи, без увеличения расхода топлива на ее прогрев.

Кроме того, формирование горячих монтажей небольшими партиями облегчает процесс планирования производства с назначением металла на технологию с использованием горячего посада и тем самым обеспечивает использование максимальных объемов горячего металла.

Известное и предложенные технические решения имеют следующие общие признаки: смешанный посад слябов в нагревательные печи широкополосных станов осуществляют в холодном и горячем состоянии.

Отличие предложенного способа заключается в том, что при формировании смешанного монтажа предусмотрен посад слябов с регламентированным расположением их в печи во время планового останова стана, а также регламентированным температурным режимом при прохождении холодных слябов через печь и продолжительностью нагрева, обеспечивая при этом минимально возможные потери тепла и расход топлива.

Отсюда следует, что предложенное техническое решение соответствует критерию изобретения "Новизна".

Сравнительный анализ предложенного технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями не позволил выявить существенные признаки, присущие заявляемому решению. Отсюда следует, что заявляемая совокупность существенных отличий обеспечивает получение вышеуказанного технического результата, что соответствует критерию изобретения "Изобретательский уровень".

На чертеже приведен график зависимости величины снижения температуры нагрева в сварочных зонах нагревательных печей Т_н) от температуры слябов (Т_с) перед посадом в печи.

Технико-экономические преимущества предложенного технического решения заключаются в том, что применение изобретения позволяет в максимальном объеме от общего объема производства использовать горячие слябы для посада в нагревательные печи, а за счет более высокой температуры слябов перед посадом в печи и наличия на поверхности слябов окалины минимальной толщины повысить эффективность нагрева слябов, а при транспортировке горячих слябов с пониженной температурой через высокотемпературные зоны снизить удельный расход условного топлива.