Способ нагрева слитков рельсовой стали

 

Сущность изобретения: после посада слитков из рельсовой стали с температурой поверхности ниже Aci в нагревательный колодец нагрев ведут до заданной температуры томления, причем в интервале температур Aci-Асз нагрев ведут в течение времени tK A t, где to 1600-1800 с, A t q М N/W OVTn/Ac3-Aci)a11, при Тк Тп, где q (5-6) 104 Дж/кг; М - масса слитка, кг; N - количество слитков; W - мощность колодца, Дж/с; Тк - температура колодца при посаде слитков. °С, Тп - температура поверхности слитка при посадке , °С. 2 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 0 9/70

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4879774/02 (22) 17.09.90 (46) 30.10.92, Бюл. Кг 40 (71) Украинский научно-исследовательский институт металлов (72) Д.К. Нестеров, В.Ф. Карпенко, Н.Ф, Левченко, И.Н, Христенко, Л,С, Тихонюк, Н.Т. Висторовский и P.Í. Ерин (56) Аксельруд Л.Г„Сухов И,И. и Тымчак

В,М. Нагревательные колодцы, M.: Металлургиздат, 1962, с, 227. (54) СПОСОБ НАГРЕ ВА СЛИТКОВ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к нагреву металла и предназначено для использования в черной металлургии.

Известен способ нагрева металла в нагревательных колодцах, включающий подъем температуры и томление в два этапа: вначале при температуре поверхности металла на 30 — 40 С ниже заданной в течение

0,55 — 0,70 времени томления, а затем при заданной.

Известен также выбранный в качестве прототипа способ нагрева слитков рельсовой стали, включающий подьем температуры в нагревательном колодце до заданнпй при максимальном расходе топлива и непрерывном повышении температуры поверхности слитка, а с момента достижения заданной тем".,есгтуры — период томления слитков. При этом время нагрева в межкритическом интервале температур составляет

30 мин. Ы 1772183 А1 (57) Сущность изобретения: после посада слитков иэ рельсовой стали с температурой поверхности ниже Ас1 в нагревательный колодец нагрев ведут до заданной температуры томления, причем в интервале температур Ас>-Асз нагрев ведут в течение времени ьк = т + Ь t, где W = .1600-1800 с, Ьt= q М Й/W (T» T /Àñ3-Ас1), при

Тк Тл, где q= (5-6) . 10 Дж/кг; М вЂ” масся слитка, кг; N —; Ч вЂ” мощность колодца, Дж/с; Т» — температура колодца при посаде слитков, С, Тп температура поверхности слитка при посадке, С. 2 табл, Недостатком способа-прототипа является нарушение сплошности металла на поверхности слитков, обусловленное форсированныМ нагревом ао ваданнои температуры, который приводит к отрицательному действию, в температурной обла- "ч в сти АС>-АСз фазовых превращений, структурных напряжений в сочетании с теп- 1 с ловыми. Л

Целью изобретения является улучшеwe качества слитков при сохранении общей длительности процесса нагрева.,!

Сущность изобретения поясняе ся чертежом, на котором изображены графики режимов нагрева слитков рельсовой стали по предложенному способу (сплошная линия) и по прототипу (пунктирная линия), По предлагаемому способу в процессе производства жел знодорожных рельсов целесообразно слитки рельсовой стали с температурой поверхности Т, ниже точки

АС1 фазового превращения садить в на ре1772183 вательные колодцы, имеющие температуру

Т„ Тл, нагрев вести до заданной температуры и томление при ней, Причем время нагрева слитков в интервале температур между критическими точками АС1 и АСз должно соответствовать найденному по формуле т=- to+ Л t, где to=1600 1800 с, Л1=

g М М(т — Т. "

Ч (An — Ас1f где q=(5 — 6) ° 10 Дж/кг;

M — масса слитка, кг;

M — количество слитков;

W — мощность колодца, Дж/с.

При этом продолжительность томления уменьшается на величину At, Например, нагрев слитков рельсовой стали осуществляли в рекуперативных нагревательных колодцах, которые предназначены для нагрева под прокатку слитков углеродистых и легированных марок стали массой до 10 т. В качестве опытных брали слитки рельсовой стали массой 8,5 т одной плавки с разделением слитков íà две партии: одна предназначалась для нагрева по предлагаемому способу, другая — по способу-прототипу. Параметры нагрева слитков приведены в табл. 1. При этом коэффициент

q=5,5 10 Дж/кг, а to=1700 с, Из приведенных данных следует, что общее время подъема температуры и томления как в предлагаемом способе, так и в способе-прототипе составляет 13200 с = 3,7 ч, при наличии в первом случае дополнительног0 времени в межкритическом интервале температур, которое составляет

714-795 с = 12-13 мин. Затем слитки обеих партий прокатывали на блюминге 1170 за 15 проходов с пятью кантовками в заготовки сечением 28? х320 мм, В итоге отсортировка заготовок по поверхностным дефектам при использовании предлагаемого способа нагрева слитков, против способа-прототипа, уменьшается с 9,6 до 4,2%.

В качестве примера выполнения пред-. лагаемого способа при граничных значениях to=1600 1800 с и о=(5-6) . 10 Дж/кг 8 слитков рельсовой стали по 8,5 т с температурой поверхности 640 С были посажены в нагревательный колодец, температура которого составляла 960 C. Подьем температуры слитков до критической точки АС1=720 С осуществляли при максимальном расходе газа 4000 м /ч. Затем расход газа снижали з до 2000 м /ч и выдерживали на таком уровз не вплоть до достижения температуры слитков АСз=-765 С в течение tK= tp+ Л t = 2243С, 50

5

45 принимая to-=1600 с; ц=5; W=4

=6,5 10 Дж/с, после чего восстанавливали максимальный расход газа до достижения в колодце заданной температуры

1340 С, При этом продолжительность томления слитков при заданной температуре была установлена 5700 с, которую уменьшали на At= 643 с, Аналогично изложенному были найдены параметры нагрева слитков рельсовой стали и при других граничных значениях tp и q. которые приведены в табл. 2.

Выбор граничных параметров Тк Тл обусловлен тем, что для повышения производительности процесса нагрева слитков температура нагревательного колодца всегда выше, чем температура поверхности слитков при посадке. Б противном случае, что возможно только после длительного прерывания технологического процесса, слитки могут нагреваться с печью, Как показали данные опытной проверки, в результате использования предлагаемого способа нагрева слитков рельсовои стали, повышается качество слитков за счет снижения их отбраковки по поверхностным дефектам при прокатке на блюминге.

Согласно данным приведенных опробований в промышленных условиях нагрев рельсовых слитков по предлагаемому способу, против способа-прототипа, приводит к снижению брака заготовок по поверхностным дефектам на 5,4% при прокатке слитков на блюминге.

Формула изобретения

Способ нагрева слитков рельсовой стали, включающий посад слитков с температурой поверхности ниже Ас1 в нагревательный колодец, их нагрев до заданной температуры и томление, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества слитков при сохранении общей длительности процесса, нагрев в интервале Ac> — Асз осуществляют в течение времени к= то+

+ At, где то=1600 — 1800 с, мы (т,-т. " где q=(5-6) 10, Дж/кг;

М вЂ” масса слитка, кг;

N — количество слитков;

tN — мощность колодца, Дж/с;

Тк — температура в колодце при посадке слитков, PС

Тя — температура поверхности слитка при посадке, С, 1772183

3

9

5

8

8

1120 щт

0С

960

Тк

ОС

670

Тя. 640

650

Дж/с

65 10

6;5 10

ОС

ОС

АС1

АСз

765

765 м /ч

1900 3700

4000тк

2414

2492

2495

1700 714

792

795

4686

4608

4605

54(0

5400

13200

13200

4,2

9,6

Показатель

Условный номер нагревательных колодцев

Количество слитков соответственно п.1

Температура в колодце при посадке слитков соответственно п,1

Температура поверхности слитка и ри посадке соответственно и, 2

Мощность колодца

Критические точки фазового превращения

Расход газа при нагреве в межкритическом интервале температур соответствен- . но п.1

Время нагрева слитков в межкритическом интервале температур соответственно и. 2

Дополнительное время нагрева в меж критическом интервале температур соответственно и. 2

Время томления слитков заданной температуры соответственно и. 2

Суммарное время подъема температуры и томления соответственно и, 2

Температура металла при прокатке на блюминге

Отсортировано заготовок по поверхностным деектам

Обозначение

Ед. измерения

Предлагаемый способ

1120 -1230

Таблица 1

Способ-прототип

1140 — 1240

1772183

Таблица 2

Параметры нагрева слитков при граничных значениях to u q

Составитель В.Карпенко

Техред M.Моргентал Корректор A. Козориз

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3815 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьг иям при ГКНТ СССР

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