МЕТОДИЧЕСКАЯ ПРОХОДНАЯ ПЕЧЬ ТОЛСТОЛИСТОВОГО СТАНА

Полезная модель относится к нагревательным устройствам станов горячей прокатки и может быть использовано при нагреве слябов на толстолистовых станах.
Для нагрева заготовки (например, - слябов) перед горячей прокаткой используются различные нагревательные устройства, чаще всего методические проходные печи, содержащие три или четыре смежных зоны, в которых заготовка постепенно перемещается от стороны задачи к стороне выдачи готового металла. Нумерация зон - по ходу движения металла в печи.
В зависимости от сортамента и параметров нагреваемого металла методические печи (их отдельные зоны) имеют конкретные размеры, т.е. объемы. Между собой зоны печи соединяются арочными проходами, которые делаются минимально - возможных сечений для локализации отдельных зон. Существующие печи прокатных станов описаны, например, в книге В.А.Кривандина и др. "Металлургические печи", М., "Металлургия", 1977, с.324 - 349.
Известно устройство для нагрева металла в расплаве с помощью токопроводящей жидкости, помещенной в полые контейнеры, выполняющие роль электроконтактов (см. а.с. СССР №969764 кл. С 21 Д 9/62, опубл. в БИ №40, 1982 г.). Однако это устройство непригодно для нагрева слябов.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является методическая нагревательная (проходная) печь листового стана описанная в книге П.И.Палухина и др. "Прокатное производство", М., "Металлургия", 1960, с.589 и рис.379.
Эта печь выполнена с четырьмя нагревательными зонами заданных объемов с арочными проходами между ними и характеризуется тем, что посадка слябов в печь и выдача нагретого металла осуществляется с противоположных ее торцом, а слябы последовательно проходят все зоны. Использование такой печи для нагрева слябов перед их прокаткой на толстолистовом стане нецелесообразно из-за повышенного расхода металла, обусловленного недостаточно большим выходом годного.
Действительно, так эта печь предназначена для слябов конкретного стана, то ее объем (и размеры) не соответствуют параметрам слябов толстолистового стана, что неизбежно вызовет неполный их прогрев, а прокатка таких слябов на указанном стане приведет к повышенным отходам металла.
Технической задачей настоящей полезной модели является снижение расхода металла при прокатке толстых листов за счет повышения выхода годного проката.
Для решения этой задачи предлагаемая методическая проходная печь содержит нагревательные зоны заданных объемов с арочными проходами между ними и отличается тем, что печь содержит три зоны и высота прохода Н между второй и третьей зонами принята равной 2,05...2,15 максимальной толщины нагреваемого сляба, а длина третьей зоны печи составляет (12,3...12,6)Н.
Приведенные соотношения параметров заявляемой печи получены методом математического моделирования с использованием экспериментальных данных.
Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации основных параметров методической печи, оказывающих решающее влияние на качество нагрева слябов перед прокаткой.
Действительно, высота арочного прохода между средней и последней (по ходу движения нагреваемого металла) зонами методической печи должна быть достаточной для свободного прохождения через него
слябов (с учетом высоты, например, подовых балок или глиссажных труб) и в то же время - минимальной с учетом сохранения требуемых температур двух смежных зон. Кроме того, длина третьей (последней) зоны нагрева методической печи является во многом определяющей для конечной температуры сляба, так как от этого параметра зависит время нахождения металла в зоне.
Предлагаемая методическая печь схематично показана на фиг.1 (римские цифры - номера зон; стрелка - направление движения слябов).
Нагревательные зоны печи 1...111 соединены арочными проходами 1 и 2, причем, высота прохода 2 меньше, чем прохода 1, и равна Н=(2,05...2,15)·h, где h- максимальная высота нагреваемого сляба 3. длина 111 зоны печи L=(12,3...12,6)Н.
Нагреваемый сляб загружается в печь с посадочного торца 4, продвигаясь вдоль ее пода 5 с помощью специальных устройств, а выдается из печи с противоположного торца по спуску 6. Далее, по отводящему рольгангу 7 (его продольная ось перпендикулярна продольной оси печи) сляб направляется к стану горячей прокатки.
Опытную проверку заявляемого устройства осуществляли на толстолистовом стане 2350 ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат". С этой целью при нагреве слябов в методической трехзонной печи стана варьировали длину L зоны 111 и высоту Н прохода между 11 и 111 зонами при постоянной величине R=260 мм, оценивая результаты по выходу годного проката на стане 2350 (т.е. по расход металла)
Наибольший выход годного проката при минимальном расходе металла получен с использованием предлагаемой печи. Уменьшение высоты прохода до (1,8...2,0)Н вызывало в отдельных случаях затруднение в прохождении слябов из 11 в 111 зону. Увеличение высоты прохода до (2,20...2,5) Н приводило к недостаточному прогреву некоторых слябов с отрицательными последствиями при их прокатке на стане. Аналогичный результат (недостаточный прогрев слябов) наблюдался при L=(11,0...12,2)H
(величину L изменяли местоположением прохода 2 между зонами). Увеличение L до (12,7...14,0)H приводило к нежелательному перегреву слябов, что повышало температуру начала прокатки на стане, отрицательно сказываясь на свойствах металла, т.е. приводило к сокращению выхода годного проката.
Методическая печь, взятая в качестве ближайшего аналога (см. выше), в опытах не использовалась ввиду ее неприемлемости при производстве толстого листа. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели.
Технико-экономический анализ, проведенный в ОАО "ММК", показал, что использование заявляемого объекта для производства толстолистового проката в условиях, аналогичных существующим на стане, 2350 комбината, позволит уменьшить расход металла почти на 0,5% за счет повышения выхода годного проката с соответствующий ростом прибыли от его реализации.
Пример конкретного выполнения
Методическая проходная печь для нагрева слябов имеет вид, показанный на фиг.1.
В трех зонах печи нагреваются слябы с максимальной толщиной h=260 мм.
Параметры печи: Н=2,1·h=2,1·260=546 мм; =0,546 м. L=12,45·H=12,45·0,546≅6,8 м.
Результаты эксперимента приведены в таблице 1
Таблица №1
№ опыта
Высота прохода Н между второй и третьей зонами, мм.
Длина третьей зоны печи, мм
Примечание.
1
2,05 h
12,3 Н
Обеспечивает быстрый и требуемый прогрев заготовок повышает выход годного металла максимальный.
2
2,10h
12,45 Н
-||-
3
2,15 h
12,6 Н
-||-
4
2,0·h
12,2 Н
Долго и плохо прогревается металл, возможен рост брака, выход годного уменьшается.
5
2,2 h
12,7 h
-||-