Способ регулирования температуры по длине трубы перед редуцированием и калиброванием в многозвенной электрической проходной печи

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПО ДЛИНЕ ТРУБЫ ПЕРЕД РЕДУОДРОВАНИЕМ И КАЛИБРОВАНИЕМ В МНОГОЗВЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОХОДНОЙ ПЕЧИ, включающий измерение температуры участков трубы на входе в печь, подачу во входное звено нагрева постоянной мощности , измерение температуры участков трубы после входного звенапечи, о тличающийся тем, что, с целью сокращения расхода металла путем; уменьшения разнотолщинности стенки трубы и экономии электроэнергии, при подогреве предьщущей трубы ее среднюю температуру измеряют на выходе из печи, сравнивают ее с заданной температурой на выходе из печи и устанавливают мощность звеньев нагрева , кроме первого, согласно следующей формуле 5ы.ы UiMiiiL( , (t,-t, где ZN - суммарная мощность остальных звеньев нагрева, кВт} 9 N, - постоянная мощность, подаваемая во входное звено нагрева , кВт; to - температура участка трубы до нагревательной печи, С; температура участка трубы i. после входного звена печи,С ЪАД заданная температура на выходе КЗ печи, С; icT средняя температура предыдущей трубы на выходе из печи, С.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

НКХ1УБЛИН ае (11) <д1 С 21 D 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (бщ,\ < 1м -tsar (t<-Ф 1 E.w где XN

N,—

4м—

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ

1 (21) 3599573/22-02 (22) 20. 05. 83 (46) 23.08. 84. Бюл . У 31 (72) А.А. Фотов, Ю. И. Блинов, Е.М. Халамез, Б. Г. Барменков, В. И. Аршин, Э.О. Нодев, В.М.Власов и Е.А.Белов (7 1) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (53) 621.365.52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 379296, кл. В 21 В 17/14, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

К 567762, кл. С 21 D 11/00, кл. Н 05 В 1/05, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 748366, кл. С 05 D 22/00, 1979. (54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПО ДЛИНЕ ТРУБЫ ПЕРЕД РЕДУЦИРОВАНИЕМ И КАЛИБРОВАНИЕМ В МНОГОЗВЕННОЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОХОДНОЙ ПЕЧИ, включающий измерение температуры участков трубы на входе в печь, подачу во входное звено нагрева постоянной мощности, измерение температуры участков трубы после входного звена печи, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения расхода металла путем уменьшения разнотолщинности стенки трубы и экономии электроэнергии, при подогреве предыдущей трубы ее среднюю температуру измеряют на выходе иэ печи, сравнивают ее с заданной температурой на выходе из печи и устанавливают мощность звеньев нагрева, кроме первого, согласно следующей формуле суммарная мощность остальных звеньев нагрева, кВт; постоянная мощность, подава- В емая во входное звено нагрева, кВт; температура участка трубы до нагревательной печи, С; температура участка трубы а е после входного звена печи, С

/ заданная температура на выходе иэ печи, С; средняя температура предыдущей трубы на выходе иэ печи, С.

Изобретение относится к регулированию температуры индукционного нагрева, в частности при нагреве труб перед редуциронанием и калиброванием в многозвенной электрической проходной печи, и может быть использовано для стабилизации температуры по длине труб перед их редуцирсванием или калиброванием для снижения раэностенности и, следовательно, сокращения расхода металла и повышения качества готовых труб.

Известен способ согласно которому для получения требуемого распределения температуры нагрева по длине трубной заготовки при вхождении в индукционную печь передних и задних концов заготовок с определенной,заранее выбранной для заданной партии заготовок длиной скачкообразно увеличивают мощность этой печи на определенную, заранее выбранную для данной партии труб величину. Таким образом, способ реализуется программным управлением (11.

Однако в то время, как длина нагреваемого участка строго определена, длина участков трубы с разными исходными температурами колеблется даже н пределах одной партии труб, что приводит к перегреву или недогреву отдельных участков труб.

Известен также способ, состоящий в том что для выравнивания температу1 ры по длине труб измеряют температуру труб до нагрева в индукционной

Ы печи, определяют среднюю температуру трубы по участкам, сравнивают с заданной, при наличии разницы изменяют скачкообразно мощность индукционной печи на величину, пропорциональную этой разности 21.

Недостаток этого способа заключа-ется в том, что при управлении нагревом не учитывается количество металла, поступающего на нагрев, химический состав, скорость прокатки и т.д. Колебания этих параметров приводят к неравномерному нагреву отдельных участков труб.

Наиболее близким по технической

50 сущности K изобретению является способ управления нагревом н многоэвенной проходной печи, включающий определение температур участков трубы во многих зонах нагрева печи, сраннеrb 5 иие их с заданной и формирование го результату сравнения управляющего сиг. нала на изменение мощности в выходных зонах нагрева, при котором, с целью повышения точности регулирования температуры, для каждого участка трубы во входную зону подают постоянную мощность, определяют приращения температур участков трубы и формируют упранляюшие сигналы на изменение мощности н ныходных зонах нагрева прямо пропорциональнo мощности, подаваемой но входную зону нагрена, и обратно пропорционально приращению температуры участков трубь. 31. .Недостаток известного способа заключается в том, что при управлении нагревом не,читынается фактическая нагревательная способность выходных эон многозвенной электрической проходной печи. Оцной из причин изменения нагренательнсй способности выходных эсн печи является расстройка нагревательного контура при автоматическом или другом отключении части построечных конденсаторов, вследствие чего при подаче одного и того же сигнала управления нагревом при настроенном и.m расстроенном нагревательном контуре труба нагревается до различных значений температуры. Отсюда частая необходимость остановки технологического процесса для наладки, Наличие недогретых участков, особенно на концах труб, снижает точность готовых труб, увеличивает обреэь концевых участков, т.е, увеличивает расход металла, нагрузки на оборудование и износ. технологического инструмента, а перегрев отдельных участков ведет к перерасходу электроэнергии на нагрев труб.

Целью изобретения является сокраще. ние расхода металла путем уменьшения раэнстолп инности стенки трубы и экономия электроэнергии.

Поставленная цель достигается тем, что при способе регулирования температуры по длине трубы перед редуциронанием и калибрснаниеи в многоэвенной электрической проходной печи, включающем измерение температуры участков трубы на входе н печь, подачу но входное звено нагрева постоянной мощности, измерение температуры участков трубы .=осле нходногс звена нагрева, при псдогрене предыдущей трубы ее среднюю температуру измеряют на выходе из печи, сравнивают ее с заданной температурой на выходе иэ печи и устанавливают мощность звеньев

1109452 нагрева, кроме первого,, согласно следующей формуле: где 1 — суммарная мощность остальных звеньев нагрева, кВт;

К, — постоянная мощность, подаваемая во входное звено наг" рева, кВт; to температура участка трубы до нагревательной печи, С; температура участка трубы после входного звена печи, С; у д — заданная температура на выхо-15 ь де из печи, С; со- средняя температура предьдуо щей трубы на выходе из печи1С, Способ осуществляется следующим образом. 20

При подогреве предыдущей трубы ее фактическую среднюю температуру измеряют на выходе из многозвенной электрической проходной печи (Ые ), сравнивают ее с заданным значением тем- 25

4ературы (ср — ма ) и эту разность температур запоминают.

В момент входа очередной трубы в линию многозвенной электрической про" ходной печи входное звено (первый gp нагреватель по ходу трубы) загружают постоянной мощностью Nq отдаваемой на нагрев. Для линии индукционного подогрева труб трубопрокатных агрегатов {ТПА) "30-102", "140" и

11 1!

80 эта мощность может составлять

1000-1500 кВт. Определяют температуру по участкам трубы до (4o ) и после (4,) этого звена. Путем деления постоянной мощности М на разность тем40 ператур 1» — определяют мощность, затрачиваемую на изменение температуры по участкам трубы на 1ОС +

Для указанных станов Ь по участкам трубы может быть 550-850 С а разЭ

45 ность температур 6 -t< составляет

20-50 С.

По мере поступления трубы в выходные звенья нагрева (последующие нагреватели) их суммарную мощность вы50 числяют и устанавливают пропорционально разности температур заданной на выходе из печи и за входным звеном нагрева (4m -t<) мощности, затрачиваемой на изменение температур, на 1 С, и величине, характери- 5 зующей степень соответствия фактической и заданной температур предыдущей трубы, т. е. суммарную мощность звеньев печи, кроме первого, формируют по выражению (1- м 4 1 (4 . Р— tQAlk «-М

Температура трубы на выходе из печи р должна находиться в пределах

950-1050 С и зависит от сортамента и назначения готовых труб. Суммарная мощность gt4 для получения укаэанной температуры на выходе из печи может составлять 4500-13500 кВт.

Измерение фактической средней температуры трубы на выходе из печи и учет величины, характеризующей степень соответствия фактической и заданной температур при формировании мощности печи при любых изменениях нагревательной способности (например, при растройке индукционного нагревателя), позволяет обнаружить неточность регулирования температуры и ликвидировать ее уже на следующей трубе.

Пример. При прокатке труб, например, диаметром 57 мм с толщиной стенки 3,5 мм на ТПА "30-102" одно временно в подогреве труб может участвовать 8-9 индукционных нагревателей (индукторов). Номинальная мощность загрузки каждого нагревателя составляет 1500 кВт.

Первый индуктор по ходу движения трубы загружают постоянной мощностью например номинальной 1500 кВт. При поступлении на подогрев измеряют температуру по ее участкам, которая находится в пределах 660-800"С, причем наиболее охлажденным участком является задний конец трубы, а более нагретым — передний.

После выхода трубы иэ первого индуктора вновь измеряют температуру участков трубы и определяют приращение температуры по этим участкам.

Приращение температуры на первом индукторе составляет 30-50 С. Определяют мощность, затрачиваемую на изменение температуры на 1"С в первом индукторе, которая может быть 3050 кВт/ С. Для каждого из оставшихся 7-8 индукторов формируют сигнал управления и по мере поступления в них соответствующих участков трубы загружают их так, чтобы суммарная мощность оставшихся индуктаров была равна произведению разности температур заданной на выходе из установки ч фактической из первого индукто1109452

Составитель Г. Демин

Редактор И.Николайчук Техред N.Teäep Корректор С.Шекмар

Заказ 600б/19 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 ра, мощности, затрачиваемой на изменение температуры на 1 С„ и величины, характеризующей степень соответствия фактической и заданной температур предыдущей трубы. При этом для 5 случая подогрева первой трубы в качестве температуры предыдущей трубы принимают заданную температуру на выходе из печи. В результате при подогреве наиболее нагретого переднего участка трубы суммарная мощность составляет 3000-7500 кВт, причем величина загрузки каждого индуктора не имеет значения, важно, чтобы суммарная мощность равнялась требуемой. На наиболее охлажденном участке суммарная мощность 10500-13500 кВт.

При выходе трубы из линии подогрева измеряют фактическую среднюю 2О температуру всей трубы, сравнивают ее с заданным значением температуры, вычисляют H запоминают величину, характеризующую степень соответствия фактической и заданной температуры, которая используется при формировании мощности индукторов в процессе подогрева очередной трубы.

Способ регулирования температуры по длине трубы может быть реализован на ТПА "30-102", "140" "80" и других, имеющих индукционный подогрев труб. Использование способа при прокатке труб улучшает качество труб по геометрическим параметрам, дает воэможность; производить прокатку труб в поле минусового допуска, что позволяет экономить металл, уменьшить перегрев отдельных участков и тем самым получить экономию электроэнергии. Кроме того, предлагаемый способ позволяет стабилизировать структуру металла и механические свойства трубы.

Способ позволяет выравнять толщину стенки по длине готовых труб и снизить величину обрези на О, 1 м на каждой трубе, что дает возможность получить дополнительно около 1500 т готовых труб. Экономический эффект составит около 200000 руб.

Кроме того, ожидается экономия электроэнергии, уменьшение времени простоев и поломок технологического оборудования, повышение стойкости лч бного инструмента.