Способ нагрева заготовок

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам нагрева заготовок в проходных пламенных печах. Цель изобретения - повышение качества нагрева и производительности работы печи. Способ включает двусторонний подвод тепла к заготовке, нагрев ее поверхности до 1225 - 1255°С, теплоизоляцию в течение времени, определяемого из выражения &Tgr;<SB POS="POST">т</SB>= K<SB POS="POST">1</SB>δТ<SP POS="POST">K</SP><SB POS="POST">2</SB> (&Tgr;<SB POS="POST">н</SB>/L)<SP POS="POST">K</SP><SB POS="POST">3</SB>, где &Tgr;<SB POS="POST">т</SB> - продолжительность теплоизоляции заготовки, мин

δТ - разность между температурой поверхности заготовки и температурой нагрева металла для горячей деформации, град.

&Tgr;<SB POS="POST">н</SB> - продолжительность нагрева заготовки, мин

L - размер заготовки в направлении подвода тепла, см

K<SB POS="POST">1</SB>, K<SB POS="POST">2</SB>, K<SB POS="POST">3</SB> - эмпирические коэффициенты, зависящие от свойств нагреваемого металла, K<SB POS="POST">1</SB> = 0,6 ... 0,9 мин, K<SB POS="POST">2</SB> = 0,68 ... 0,72, K<SB POS="POST">3</SB> = (-0,08)...(-0,12). 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s С 21 D 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

)с -QG

Ф ( (21) 4630657/02 (22) 03.01.89 (46) 07.08.91. Бюл. М 29 (71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) Ю.В,Луканин, Н.Е.Рослякова, Н.И.Шестаков и М.И,Летавин (53) 621.785.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 378692, кл. F 27 0 3/04, 1973.

Авторское свидетельство СССР

N. 1404536, кл, С 21 D 9/00, 1986. (54) СПОСОБ НАГРЕВА ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к способам нагрева заготовок в проходных пламенных печах. Цель изобретения — повышение качества нагрева и проИзобретение относится к черной металлургии, а именно к способам нагрева заготовак в проходных пламенных печах перед обработкой давлением, Цель изобретения — повышение качества нагрева и производительности работы печи.

Пример. В методической нагревательной печи толкательного типа нагревают заготовки сечением 100х100 мм. Материал заготовок — низкоуглеродистая конструкционная сталь Ст.3сп. Заданная температура нагрева заготовок равна 1210 С. Продолжительность нагрева составляет 65 мин.

Нагрев ведут путем подвода тепла с двух сторон до достижения температуры поверхности заготовки, на 15 — 45 С превышающей температуру горячей деформации, т.е. до 1225-1255 С. Меньшее значение из указанного диапазона соответствует боль„„. Ы„„ 1668426 А1 изводительности работы печи. Способ включает двусторонний подвод тепла к заготовке, нагрев ее поверхности до 1225—

1255 С, теплоиэоляцию в течение времени, определяемого из выражения т, = К1Л (т„/!), где т, — продолжиК2 Кэ тельность теплоизоляции заготовки, мин;

A t — разность между температурой поверхности заготовки и температурой нагрева металла для горячей деформации, град.; гн— продолжительность нагрева заготовки, мин;

1 — размер заготовки в направлении подвода . тепла, см; К1, К2, Кэ — эмпирические коэффициенты, зависящие от свойств нагреваемого металла, К1=0,5 ... 0,9 мин, К2=0,68 ... 0.72, Кэ=(-0,08) ... (-0,12). 5 табл, шей продолжительности нагрева, а большее — меньшей, Выбор диапазона обосновывается табл.1.

Иэ табл.1 следует, что разность между температурой поверхности заготовки и заданной температурой нагрева металла следует выбирать иэ диапазона 15-45 С. В этом случае при умеренном расходе топлива обеспечивается высокая производительность печи. а среднеинтегральная температура заготовки лишь незначительно может отклонятся от заданной (на 1 — 8 /,).

При разности температур A t < 15 С среднеинтегральная температура заготовки отклоняется от заданной на 24 — 38%, а производительность печи снижается в сравнении с проектной на 8%. Таким образом, снижается качество нагрева заготовок и производительность печи, 1668426

При разности температур At >45 С отклонение среднеинтегральной температуры от заданной составляет 23-37 . При этом производительность печи возрастает незначительно (s пределах 47, в сравнении с проектной), а расход топлива увеличивается существенно (на 15%). Следовательно, в данном случае при сохранении производительности, близкой к проектной, существенно снижается качество нагрева заготовок и заметно возрастает расход топлива.

После завершения процесса нагрева заготовку теплоизолируют, вследствие чего температура по ее сечению выравнивается.

Продолжительность теплоизоляции устанавливают из соотношения т, = К, Atê (r„/l)к", где т — продолжительность теплоизоляции заготовки, мин;

Лт — разность между температурой поверхности заготовки и температурой нагрева металла для горячей деформации, град; гн — продолжительность нагрева заготовки, мин;

1 — размер заготовки в направлении подвода тепла, см;

К>, К, Кз — эмпирические коэффициенты, зависящие от свойств нагреваемого металла, К -0,6 ... 0,9 мин, Kg=0.68 ... 0,72, Кз=(-0,08) ... (-0,12).

Диапазоны эмпирических коэффициентов обосновываются табл.2.

Из табл.2 следует, что значения эмпирических коэффициентов необходимо выбирать из диапазона К>--0,6-0,9 мин, Km=0,68-0,72, Кз=(-0,08)-(-0,12). В этом случае обеспечивается нормальное качество нагрева. Перепад температур по сечению заготовки непревышает12 С. При К > <О.бмин, Kz<68, Кз - < 0,12 перепад температур по сечению заготовки после завершения ее теплоизоляции может достигать 32-164 С, что превышает предельно допустимые значения. При К1 > 0,9, К2 > 0,72, Кз >-0,08 перепад температур по сечению заготовки не высокий, однако в этом случае производительность печи существенно снижается, Кроме того, требуются значительные капитальные затраты на сооружение зоны термостэтирования, Продолжительность теплоизоляции

Гт=0,6(1255-1210) (65/10) о =6,4 мин.

Результаты расчета продолжительности теплоизоляции для граничных условий, а

5 также данные качества нагрева и производительности работы печи после этих обработок и риведен ы в табл.3. После завершения процесса теплоизоляции перепад температур по сечению заготовки

10 (100х100 мм) составляет 8 С. Далее заготовка направляется на последующую прокатку.

Проводят нагрев заготовки по известному способу. Режим нагрева приведен в табл.4.

15 . Сравнительные данные после нагрева по предлагаемому и известному способам приведены в табл.5.

Таким образом, предлагаемый способ нагрева заготовок позволяет улучшить каче20 ство нагрева (перепад температур по сечению заготовки снижается до 0-8 С) и повысить производительность работы печи на 1-37, (продолжительность нагрева заготовок уменьшается на 1 — 4 мин.).

Формула изобретения

Способ нагрева заготовок, включающий двусторонний подвод тепла, о т л и ч а ю—

30 шийся тем, что, с целью повышения качества нагрева и производительности работы печи, заготовку нагревают до температуры ее поверхности 1225-1255 С, затем заготовку теплоиэолируют на время, уста35 навливаемое из соотношения — К h, к2 (Tí I) 3 мин где г — продолжительность теплоизоляции

40 заготовки, мин;

Лt — разность между температурой поверхности заготовки и температурой нагрева металла для горячей деформации, град; т — продолжительность нагрева заготовки, мин;

1 — размер заготовки в направлении подвода тепла, см;

К1, Кг, Кз — эмпирические коэффициенты, зависящие от свойств нагреваемого weталла, K1=0,6 ... 0.9 мин, K2=0,68 ... 0,72, Кз=(-0,08) ... (-0,12).

1668426!

Разность межд ратурой позер заготовки и s температурой металла Ь t

0,62-0,76

Снижение производительности на БХ в сравнении с проектной

Менее 15

0,92-0,94

Понышение производительности на 1Х в сравнении с проектной

0,99-1,01

Повышение производительности печи ня 2Х в сравнении с проектной.

Умеренный расход топлива

Повышение произнодительности печи на 32 в сравнении с проектной

Свыше 45

Понышеиие производительности печи на 4Е в сравнении с проектной.

Увеличение расхода топлива ня 152

Менее 0,68 Менее 0,12 32-164

Менее 0,6

Температура не успевает выравняться

0,68-0,72 (-0,08)- 0-12 (-0,12)

0 6-О,9

Нормальное качество нагрева

Более 0,72 Более -0,08 0-11

Более 0,9

Низкая производительность

Высокие капитальные затраты

Таблица 3

Перепад

Продолж тельнос

Эмпн ические коз

Разность

Показатель качества ффициенты температур по сечению заготовки после нао грена, С

Кг, мин

Э теплоиз ляцни, мин

159

151

164

147

»О, 12

-О, 12

-0,08

-0>08

0,6

0,6

0,9

0,9

0,68

0,68

0,72

0,72

1, 06-1,08

1,23-1,37 и ежду температурой поверхнос» ти и температурой нагрева ht, С

Продолжительность нагрева заготовки, мин

62

62

58

132

113

118 нагрева за» готовок (перелад температур по. сечению заготовки после теп лонзоля . ции), С

3,0 8

6,4 6

5,1 7

12,1 5

Производительность. печи, т/ч

1668426

Таблица 4

В начале методической зоны

8000,25

200

В конце методичес« кой зоны

0,85

1180

1000

В конце сварочной зоны

1220

0,98

1190

Таблица 5

15»30 20-35 25-40

Известный

Лредлагаамый

3-4

0-4 3««6

2 3

Составитель В.Русаненко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О,Кравцова

Редактор E.Ïàíï

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, У

, г, жгород, ул,1 агарина, 101

Заказ 2628 Тираж 381 П

ВНИИПИ Гос а ственн г одписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5