Методическая печь с комбинированным подом для нагрева стальных заготовок с различным начальным тепловым состоянием
Полезная модель относится к металлургии и может быть использована для нагрева заготовок под прокатку и позволяет повысить производительность печного агрегата, обеспечить возможность нагрева холодных и теплых заготовок одновременной в одной методической печи с комбинированным подом без изменения ее теплового режима, и как следствие сократить время нагрева, угар металла, расход топлива. Для этого в методической печи с комбинированным подом, имеющей окно для посада заготовок с температурой 10-20°С на участок пода с шагающими балками в начале печи, дополнительно установлено окно посада в боковой стенке в начале участка с шагающим подом для загрузки заготовок, имеющих температуру 400-600°С. 3 илл.
Полезная модель относится к металлургии, а именно к методическим печам с комбинированным подом для нагрева заготовок под прокатку.
Известна конструкция методической печи с комбинированным подом, в которой на 1/3 длины печи L, м (в начале по ходу металла) нагрев заготовок осуществляют на шагающих водоохлаждаемых балках, а 2/3 длины печи на шагающем поду [1] (стр.35-36).
Наиболее близкой является конструкция методической печи с комбинированным подом, взятая за прототип, в которой на 1/4 длины печи L, м (в начале по ходу металла) нагрев заготовок осуществляют на шагающих водоохлаждаемых балках, а 3/4 длины печи на шагающем поду [2] (стр.32). Как в аналоге, так и в прототипе загрузку заготовок проводят в начале печи. Металл на поду располагается с зазором. В печах такой конструкции нагрев заготовок осуществляют с холодного посада в среднем 10-20°С или с теплого - 400-600°С. Температуру печи tпечи в конце сварочной зоны поддерживают на уровне 1200-1350°С. При нагреве заготовок с холодного состояния (со склада) максимальную температуру в начале печи устанавливают на уровне 600-900°С в зависимости от марки нагреваемой стали (обычный режим работы печи), она ограничена опасностью разрушения и коробления металла от температурных напряжений, возникающих при значительных перепадах At между температурой поверхности tпов и центра t ц заготовок. При нагреве заготовок с теплого посада (после разливки на машинах непрерывного литья заготовок) температура в начале печи не ограничена фактически для всех марок сталей (форсированный режим работы печи), время нагрева теплой заготовки
на 25-40% меньше холодной, а производительность печи выше по сравнению с нагревом холодной. Таким образом, если осуществлять посад холодных заготовок в начале печи работающей по форсированному режиму возникает опасность образования брака по трещинам, коробления металла, а посад теплых заготовок в печь работающую по обычному режиму приводит к неоправданно высокой продолжительности нагрева, повышению конечной температуры нагрева стали, увеличению угара металла, перерасходу топлива.
Недостатками методических печей с комбинированным подом конструкции аналога и прототипа являются: отсутствие возможности одновременного нагрева заготовок с различным начальным тепловым состоянием в связи с необходимостью организации различных тепловых и температурных режимов.
Задача полезной модели: повышение производительности печного агрегата, обеспечение возможности нагрева холодных и теплых заготовок одновременно в одной методической печи с комбинированным подом без изменения ее теплового режима, и как следствие, сокращение времени нагрева, угара металла, расхода топлива.
Поставленная задача решается тем, что методическая печь с комбинированным подом для нагрева стальных заготовок с различным начальным тепловым состоянием, имеющая окно для посада заготовок с температурой 10-20°С на участок пода с шагающими балками в начале печи, дополнительно снабжена окном посада в боковой стенке в начале участка с шагающим подом дЛя загрузки заготовок, имеющих температуру 400-600°С.
Таким образом, обеспечивается меньшее время нагрева теплых заготовок по сравнению с холодными, что увеличивает производительность печи.
Рациональная температура загружаемых теплых заготовок составляет 400-600°С. При меньших температурах посада возникает опасность коробления, разрушения стали от температурных напряжений, недогрева. При более
высоких температурах возможен перегрев заготовок, снижение эффекта от предлагаемой полезной модели.
На фиг.1 представлена конструкция методической печи с комбинированным подом для одновременного нагрева заготовок с различным начальным тепловым состоянием. На фиг.2 представлен температурный режим нагрева холодных заготовок, а на фиг.3 температурный режим нагрева теплых заготовок.
Методическая печь включает: систему отопления, содержащую горелочные устройства 1, каналы для отбора дыма 2, комбинированный под состоящий из участка с шагающими балками 3 и шагающим подом 4 на которых с зазором расположены нагреваемые заготовки 5, окно 6 для посада холодных заготовок, окно 7 для посада теплых заготовок 8, окно 9 для выдачи нагретых заготовок в прокатку.
Методическая печь с комбинированным подом для одновременного нагрева заготовок с различным начальным тепловым состоянием работает следующим образом. Холодные заготовки 5 с температурой 10-20°С загружают в начале печи через окно 6 для посада на участок пода с шагающими балками 3. Теплые заготовки 8 с температурой 400-600°С загружают через боковое окно 7 в начале участка с шагающим подом 4. Выгрузку нагретых заготовок осуществляют в конце печи через окно выдачи 9. Продукты сгорания топлива от горелочных устройств 1, двигаются в противотоке с нагреваемым металлом, отдавая ему свое тепло и покидают рабочее пространство в начале печи через каналы для отбора дыма 2.
Пример. В методической печи с комбинированным подом нагревают заготовки из стали 35ГС сечением 100×100 мм, длиной 11 м. При 100% нагреве металла с холодного посада - 20°С температура печи в начале - 800°С, в конце - 1250°С, конечная температура нагрева металла - 1180°С, производительность печи 140 т/час, время нагрева заготовок 66 мин., удельный расход условного топлива 58 кг/т. При 50% посаде заготовок с температурой
400°С реализация полезной модели с сохранением прежнего теплового и температурного режима печи позволяет нагревать 50% садки металла за 44 мин., что обеспечивает общее повышение производительности печи до 183 т/час - на 31% и сокращение удельного расхода условного топлива до 45,4 кг/т, т.е. на 28%.
Источники информации
1. Гусовский В.Л., Ладыгичев М.Г., Усачев А.Б. Современные нагревательные и термические печи (конструкции и технические характеристики): Справочник / Под ред. А.Б.Усачева. - М.: Машиностроение, 2001. - 656 с.
2. Комбинированная нагревательная печь с шагающим подом и шагающими балками / В.Л.Гусовский, В.Г.Кагарлицкий, Т.В.Калинова, Л.А.Пинес // Сталь. 1995. - №11. - С.32-34.
Методическая печь с комбинированным подом для нагрева стальных заготовок с различным начальным тепловым состоянием, включающая окно для посада заготовок с температурой 10-20°С на участок пода с шагающими балками в начале печи, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит окно посада в боковой стенке в начале участка с шагающим подом для загрузки заготовок, имеющих температуру 400-600°С.
