Способ охлаждения рулонов стальной ленты в колпаковых печах

 

Сущность изобретения: способ включает подачу защитного газа через эжектор в подмуфельное пространство и его отвод , выдержку, после окончания которой газ из подмуфельного пространства в течение периода охлаждения направляют во внешний контур циркуляции, охлаждают до начальной температуры защитного газа, компримируют до давления 1500-1800 кгс/м и подают в смеситель эжектора, при этом давление смеси газов из внутреннего и внешнего контуров циркуляции на 5-15 кгс/М2 выше давления в печи, затем охлаждают рулоны.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 0 1/74, 9/673, F 27 D 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ЯЦщ тЦЯ

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ """" -"""" ": :

«ВЮ6М. .Ю, -цц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794498/02 (22) 21.02,90 (46) 07.08,92. Бюл, йг 29 (71) Юго-Восточное производственно-техническое предприятие."Ювэнергочермет" (72) А.M.Àéäèíîâ, А,Т.Гриднев, Н,Я.Извеков, В.С.Ковалевский, А,П,Квартальнов, В.К.Кондратьев, С.С.Сырцов, Е.M.Шелков и

А;П.Южаков (56) Авторское свидетельство СССР

М 1213077, кл. С 21 D 9/763, 1986. (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ РУЛОНОВ

СТАЛЬНОЙ ЛЕНТЫ В КОЛПАКОВЫХ ПЕЧАХ

Изобретение относится к процессутермообработки рулонов стальной ленты в колпаковых печах и может быть использовано в металлургической и машиностроительной областях промышленности.

Известен способ охлаждения рулонов стальной полосы, включающий подачу охлажденного газа под муфель колпаковой печи, который с помощью подового вентилятора циркулирует вокруг рулонов.

Недостатками известного способа является низкая производительность печи и ограниченное применение его, а также ненадежность. В холодильниках охлаждают

20-25 объема защитного газа, циркулирующего в системе, до температуры не ниже

30-45 С. Смещение этой части защитного газа с основным объемом, циркулирующим в системе, не позволяет существенно снизить температуру всего объема газа и ускорить процесс охлаждения рулонов, Способ,, Ы,, 1752787 А1 (57) Сущность изобретения: способ включает подачу защитного газа через эжектор в подмуфельное пространство и его отвод, выдержку, после окончания которой газ из подмуфельного пространства в течение периода охлаждения направляют во внешний контур циркуляции, охлаждают до начальной температуры защитного газа, компоимируют до давления

1500-1800 кгс/м и подают в смеситель эжектора, при этом давление смеси газов из внутреннего и внешнего контуров циркуляции на 5 — 15 кгс/м выше давления в печи, 2 затем охлаждают рулоны. может использоваться только на низкотемпературных колпаковых печах с темпера турой до 900 С, Частот из строя выходят лопасти крыльчатки вентилятора, электродвигатель и уплотнение вала, что ведет к простоям, снижает производительность печи и увеличйвает расход энергоресурсов.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ охлаждения в колпаковой электропечи для отжига металла, включающий подачу защитного газа через эжектирующее устройство в печь, циркуляцию его по внутреннему контуру, в результате чего газ омывает внутреннюю поверхность металла и, проходя между наружной поверхностью садки и муфелем, газ отдает тепло поверхности муфеля, а затем поступает в побудитель циркуляции, Отвод печного газа осуществляется по отводу, расположенному в стенде.

1752787

Работа внешнего контура циркуляции не связана с работой существующей линИ- 40 ям отбора водорода из печи на свечу дожи- . гания, следовательно, давление в печи. регулируется дроссельной заслонкой на существующей линии отвода и поддерживается в заданном режиме независимо от того, 45 каким образом подается в печь водород, через работающий внешний контур циркуляции или под собственным давлением без .работающего контура циркуляции, Таким образом обеспечивается герметичность и 50 поддерживается заданное давление в печи,что сокращает расход защитного газа на печь.

Компримирование печного водорода до давления 1500 — 1800 кгс/м перед их пода- 55 чей в печь через эжектирующее устройство обеспечивает интенсификацию процесса теплообмена в цикле охлаждения, что сокращает время охлаждения термообрабатываемого металла и, тем самым, повышает

Недостатками этого способа являются . значительный расход энергоресурсов (защитного газа) и низкая производительность печи, т.к. циркулирующий печной газ, двигающийся по замкнутому контуру сверху вниз 5 в печи, охлаждается медленно, отбор тепла от него осуществляется теплопроводностью через муфель в окружающую среду и эжектирующим свежим газом, подаваемым эжектором. 10

Цель изобретения — снижение расхода защитного газа и повышение производи-. тельности печи, Поставленная цель достигается тем, что в способе охлаждения рулонов стальной 15 ленты, преимущественно в колпаковых печах, включающем подачу защитного газа через эжектор в подмуфельное пространство и его отвод, выдержку, охлаждение рулонов, причем согласно изобретению, после окон- 20 чания процесса выдержки газ из подмуфельного пространства в течение периода охлаждения направляют во внешний контур

: циркуляции, охлаждают его до. начальной температуры защитного газа, компримиру- 25 ют до давления 1500 — 1800 кгс/м и подают г в смеситель эжектора, причем давление смеси газов из внутреннего и внешнего контуров циркуляции на 5-15 кгс/м выше давления в печи. 30

Создание внешнего контура циркуляциии для отбора горячего печного защитного газа, который не соединен с существующей линией отбора, гарантирует герметичность конструкции, т,к, исключает подсос воздуха в печь через существующую линию отвода газа из печи.

° производительность печи и сокращает расход защитного газа.

При давлении смеси газов, подаваемых в печь, ниже 1500 кгс/м снижается коэффиг циент эжекции, что приводит к.увеличению количества подлежащего охлаждению цир- . кулирующего защитного газа, электроэнергии, потребляемой газодувкой, размеров . холодильника и расходу воды на него.

При давлении смеси газов, подаваемых в печь, выше 1800 кгс/м температура смеси г газов на выходе из эжектора будет высокой, т.е. объем циркулирующего защитного газа в печи будет значительным в связи с максимальным коэффициентом эжекции, что не позволяет быстро отобрать температуру от охлаждаемого металла и приводит к увеличению времени охлаждения.

Поддержание давления смеси газов. вы- . ходящих из зжектора, на 5-15 кгс/м выше давления в печи, обеспечивает направлен-. ное движение защитного газа в колпаковой печи, надежное контактирование его с термообрабатываемым металлом, что сокращает расход защитного газа..

При разности давлений. в печи и смесй газов, подаваемых через эжектор, менее 5 кгс/м замедляется движение газов в печи, что снижает процесс теплообмена и приводит к увеличению расхода защитного газа.

При разности давления в печи и смеси газов, подаваемых через эжектор, более

15 кгс/м нарушается герметичность уплотг нений по.периметру опорной части колпака,, что приводит к утечке газа из печи и увеличивает его расхода для компенсации этих потерь, образуется подсос воздуха во внутрь печи, что снижает качество термообрабатываемого металла за счет его окисления, Отжиг рулонов стальной ленты с использованием способа охлаждения осуществляется следующим образом.

На подставку стенда с конвекторным кольцом устанавливают рулон; накрывают сверху футерованным нагревательным колпаком и включают электронагреватели, при этом вентиль на линии подачи азота в печь открывают и включают в работу регулирующий клапан на линии отвода газа из печи, Полость под колпаком одновременно с нагревом продувают азотом до заданной температуры, После окончания продувки начинают подавать в печь через эжектор свежий защитный газ (водород), который поддерживает под колпаком заданное давление и контактирует с термообрабатываемым металлом и который затем через регулирую1752787

5 6 щий клапан на линии отвода направляется те работы внутреннего контура циркуляции на сброс или на свечу дожигания, или в рулон охлаждается как с внешней стороны атмосферу, . движущимся сверху вниз газом, так и с внутПосле завершения нагрева и выдерж- ренней стороны от охлажденных газов, поки металла печь переводят в режим охлаж- 5 ступающих из эжектирующего устройства. дения — отключают элек-.ронагреватели, При прохождении охлажденных газов уменьшают объем подводимого в печь све- между витками рулона снизу вверх газ нажего защитного газа (например, с 60 до гревается, отбирая тепло у рулонов стальз

10-15 м /ч) и постепенно в течение всего ной ленты. периода охлаждения обеспечивают поддер- 10 . Выходя из рулока; смесь защитного гажание заданного давления в печи регулиру- за попадает в объем печи и движется сверху ,ощим клапаном на линии отвода печного вниз между внешней стороной рулона и газа из печи. внутренней поверхностью колпака, одноЭтот же обьем газа (10 — 15 м /ч) посто- временно направляется so внешний и внутянно отводят из печи (неорганизованно. — 15 ренний контуры циркуляции, а именно: через неплстнссти печи, организованно— 1. flop, действием разрежения, создавачерез регулирующий кл;,пан на ликии отвс- емсго эжектирующим устройством, одна да газа). Затем включают внешний контур часть обьема газа(например,720 м /ч горяциркуляции, содержащий соединенные,чего печного защитного газа — водорода) между собой последовательно дополни- 20 направляется в приеммную камеру эжектотельную линию отдода горячего печного га- ра, смешивается с охлаждаемый печным заза из,печи, холодильник, тягодутьевое щитным газом из внешнего контура устройство и трубопровод нагнетания, один циркуляции и отдает ему свое тепло, охлажконец которого жестко соединек с тягодуть- дается и направляется для охлаждения на евым устройством, а другой — подвижно:с 25 рулон, затем снова попадает в объем печи, эжекто ром. и далее цикл циркуляции во внутреннем

Подвижный конец заканчивается со- контуре повторяется, плсм, которое устанавливается в приемной 2, flop действием разрежения, создавакамере эжектора, Производительность емого тягодутьевым устройством другая внешнего контура циркуляции печного за- 30 часть объема газа(например, 400 м /ч горя5 щитного газа превышает объемный расход чего печного защитного газа), равная произсвежего защитного газа ка печь в процессе водителькости контура, направляется во всего цикла охлаждения. внешний контур циркуляции. на охлаждеПри работающем тягодутьевом устрой- ние, стве во внешнем контуре циркулирует, на- 35 После охлаждения и ксмпримирования з пример, 400. M /ч охлажденного печного печной защитный газтягодутьевымустрой-. защитного газа, который прежде чем по- ством опять подается в эжектор для создапасть снова в печь, охлаждаютдо начальной ния внутреннего контура циркуляции. температуры защитного газа и компримиру- Охлажденный печной защиткый газ смешиют до давления 1500-1800 кгс/м . Затем 40 вается с горячим печным защитным газом охлажденный печной защитный газ подают из внутреннего контура в приемной камере из внешнего контура циркуляции в печь че- эжектора, отдает ему свое тепло, охлаждарез эжектирующее устройство. Энергией ется и направляется для охлаждения на руструи этого газа из нижней зоны печи рав- лон, затем снова подается в объем печи, и номерно по всему объему печи отбирают 45 далее циклы циркуляции (как пс внешнему, горячий печной защитный газ, который в так и по внутреннему контурам) повторяютэжектирующем устройстве смешивается с ся до температуры металла, равной темпеохлажденным эжектирующим печным за- ратуре распаковки (t=220 Ñ), щитным газом и, тем самым, температура В процессе работы взаимосвязанных всего обьема защитного газа, циркулирую- 50 контуров циркуляции, но обособленных щего в подколпаковом пространстве, сни- между собой технологическими линиями, в жается. Давление смеси газов, полученной печь постоянно подается 10-15 м /ч свежев смесителе эжектсра, на выходе из него го защитного газа по отдельной линии. поддерживают в пределах на 5-15 кгс/м г

Пример. В эжекторы по отдельным выше давления в печи. Эжектирующее уст- 55 линиям одновременно подают 12,5 м /ч ройство сообщает определенный запас свежего водорода (P-6о кгс/мг и 1=20 С) энергии полученной смеси газов и протал- и 400 м /ч охлажденного печного водокиваетее во внутреннюю полость рулона и рода сксмпримировакнсго дс давления через каналы конвекторного кольца в меж- P=1700 кгс/м и t=20 С, обеспечивая при витковое пространство рулона, В результа- этом давление на выходе из эжектсра, рав1752787

Составитель А, Айдинов Техред М.Моргентал Корректор Л, Лукач

Редактор С. Кулакова

Заказ 2735 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ное 60 кгс/м (т,е. на 5 — 15 кгс/м выше давг г ления в печи). Энергией струи охлажден: ного печного водорода в приемной камере эжектора создают разрежение, которое обеспечивает подсос 720 м /ч горячего печного водорода с т=740 С.

После смешивания в эжекторе полученную таким образом смесь газов в количестве

1132,5 м /ч (с Р=60 кгс/м и t=482 С) подают после эжектора в печь. и обеспечивают охлаждение металла в диапазоне от 1150 до

220 С. Время охлаждения металла в печи составляет 58 ч.

Благодаря использованию способа охлаждения рулонов стальной ленты достигается стабильное перемешивание и выравнивание температур газов в объеме печи, создаются условия достаточного теп-. лообмена; многоразового использования и надежного контакта охлажденного защитного газа с охлаждаемым металлом и, тем самым, обеспечивается минимальный температурный перепад по сечению рулона, что значительно сокращает время охлаждения . и повышает производительность печи за

° счет интенсификации процесса теплообмена в цикле охлаждения печи.

Аналогичным образом изобретение может быть использовано на муфельных кол5 паковых печах. При этом перед установкой колпака на стенд устанавливают муфель.

Формула изобретения

Способ охлаждения рулонов стальной

10 ленты в колпаковых печах, включающий подачу защитного газа через.эжектор в подмуфельное пространство и его отвод, выдержку, охлаждение рулонов, о т л и ч а ю щ и йс я тем; что, с целью снижения расхода

15 защитного газа и повышения производительности печи, после окончания выдержки газ из, подмуфельного пространства в течение периода охлаждения направляют во внешний контур циркуляции, охлаждают до начальной

20 температуры защитного газа, компримируют .до давления 1500-1800 кгс/м и подают в смеситель эжектора, причем давление смеси газов из внутреннего и внешнего контуров циркуляции поддерживают на 5—

25 15 кгс/м выше давления печи. г