Энергосберегающее устройство для производства стали и способ его осуществления

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при прокатке стальных профилей и арматуры. Сталь нагревают до температуры литья, составляющей более 1500°С, и непрерывно разливают в соответствующую форму с получением полуобработанного изделия. Упомянутое изделие передают на прокатный стан при температуре 850 – 900°С посредством транспортного средства и нагревают его до температуры выше 1000°С, соответствующей температуре максимальной пластичности, в индукционной печи туннельного типа с промежуточными валками, а затем прокатывают. Обеспечивается оптимизация количества тепла, используемого для нагрева стали до температур последующих этапов ее обработки, что позволяет уменьшить расход электроэнергии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Настоящее изобретение относится к высокоэнергосберегающему устройству для производства стали и способу его осуществления, в частности к устройству для прокатки стальных профилей или арматуры.

Подробнее, настоящее изобретение относится к устройству, которое обеспечивает процесс прокатки для изготовления стальных слоистых материалов, таких как стальные профильные листы или арматура, которое позволяет уменьшить расход тепловой энергии, используемой для достижения различных температур, а также уменьшить отходы некоторых загрязняющих веществ.

Прокатные станы, такие как стан, показанный на фиг.1B и обозначенный указателем B, являются широко известными.

Процесс прокатки, который осуществляется во время производства стали, является процессом, при помощи которого добиваются механических характеристик и желаемой формы металла; указанный процесс осуществляется посредством прохождения прокатываемого материала, обозначенного как 10, в форму, имеющую сечение больше, чем сечение конечного изделия, и между парой гладких или профилированных валков 4.

Расстояние между двумя валками 4 меньше, чем толщина входящего материала 10.

Исходный материал это, как правило, так называемая "заготовка", полученная путем затвердевания стали в специальных станах непрерывного литья, как показано на фиг.1A и указано при помощи указателя A.

Сталь, после отливания вдоль зоны непрерывного литья 5 в формы, проходит в зону 6 охлаждения, в которой она отвердевает по форме заготовки 10.

Прежде, чем подвергать заготовку 10 процессу прокатки, ее необходимо нагреть в установочной группе 2 клетей, доведя ее до температуры, соответствующей максимальной пластичности, другими словами 1000-1150°C для стали.

Нагревание осуществляется при помощи пламенной печи 2A, на которую обычно подают тяжелую нефть или газ.

Весь процесс производства стали, таким образом, требует двух стадий нагревания материала: первая стадия, на которой следует достичь жидкой фазы, и вторая стадия, следующая за охлаждением, благодаря которой достигается пластическая фаза.

Соответственно, процесс предполагает существенный расход энергии.

Значительная часть указанной энергии рассеивается в форме тепла во время процесса охлаждения полуготовых изделий или заготовок или конечного изделия в процессе прокатки.

Таким образом, все еще имеется необходимость в устройстве для обработки стали, способном обеспечить высокое энергосбережение во время обработки стали относительно устройств, которые используются в настоящее время.

В частности, очевидно, что существует необходимость в обеспечении способа для обработки стали, который позволяет оптимизировать количество тепла, которое используется для того, чтобы довести сталь до температурных значений, необходимых для последующих этапов обработки.

Дополнительно, второй недостаток известного прокатного стана представляет собой то, что указанный прокатный стан не очень эффективен в производительности и организации рабочего пространства.

Фактически, для того, чтобы нагреть, а затем охладить проволоку из прокатываемой стали, необходимо иметь пространство для охлаждения, а затем для последующего нагревания.

Из вышесказанного очевидно, что существует необходимость в устройстве для прокатки стали, которое предусматривает высокую эффективность производства.

Кроме того, использование пламенных печей ведет к выбросу вредных веществ, таких как CO₂, SO₂ и NO_x.

Таким образом, объектом настоящего изобретения является преодоление недостатков известного уровня техники путем предоставления устройства для обработки стали, которое предусматривает более высокую эффективность производства относительно известных прокатных станов.

В частности, объектом настоящего изобретения является предоставление устройства для обработки стали с высоким энергосбережением.

В рамках этой цели, целью настоящего изобретения является предоставление устройства для обработки стали, которое позволяет уменьшить общие размеры стана.

Другой целью настоящего изобретения является предоставление устройства для обработки стали, которое позволяет избежать расходов электроэнергии и таким образом уменьшает производственные расходы.

Дополнительной целью изобретения является предоставление способа для обработки стали, который обеспечивает больший объем выпуска, чем объем, достигаемый известными способами.

Эти и другие цели достигаются посредством способа его получения в соответствии с п. 1 формулы изобретения.

Уточненные технические характеристики устройства и способа согласно изобретению указаны в зависимых пунктах формулы.

Преимущественно, объединение сталелитейного завода и прокатного стана непосредственно через горячее сырье ведет к существенному энергосбережению, а также уменьшению производственных расходов более чем на 300 кВт⋅ч/т.

Другим преимуществом, предусмотренным настоящим изобретением, является осуществление производства стали более экологичным с точки зрения загрязнения окружающей среды.

В частности и преимущественно, нагревающая пламенная печь не используется и, таким образом, вдобавок к экономии топлива, возможным становится уменьшение выброса загрязняющих веществ, таких как CO₂, SO₂ или NO_x.

Например, если рассмотреть стан с 800000 т/г EES, существует уменьшение выброса CO₂ в размере 72000 т/г, уменьшение выброса SO₂ в размере 410 т/г и уменьшение выброса NO_x в размере 225 т/г.

Настоящее изобретение, таким образом, позволяет осуществлять производство стали как никогда экологически безопасно.

Вышеперечисленные объекты и преимущества изобретения будут показаны в большей степени из следующего описания, относящегося к предпочтительному варианту осуществления устройства для прокатки стали, в соответствии с настоящим изобретением и из сопроводительных чертежей, на которых:

- на фиг.1A представлена схема первой части устройства для прокатки стальной арматуры в соответствии с уровнем техники;

- на фиг.1B представлена схема второй части устройства для прокатки стальной арматуры в соответствии с уровнем техники;

- на фиг.2 представлена схема устройства для прокатки стальной арматуры в соответствии с настоящим изобретением.

Ссылаясь особенно на фиг.2, прокатное устройство согласно с изобретением, показанное на фиг. 1, содержит установочную группу 2 клетей, обращенную к чистовой группе 3 клетей, которая содержит множество клетей 4.

Расположение устройства предусматривает непосредственное соединение стана 5 непрерывного литья с установочной группой 2 клетей прокатного стана, посредством быстрого транспортного средства 7 заготовок 10, которые являются полностью затвердевшими и которые имеют среднюю температуру в диапазоне 850-900°C.

Поскольку температура прокатки, достаточная для надлежащей пластичности материала, должна быть больше 1000°C, является необходимым довести заготовки 10 до указанной температуры прокатки.

Таким образом, установочная группа 2 клетей предусматривает туннельную печь 2B индукционного типа.

Таким образом, необходимая для прокатки температура быстро достигается и можно приступать к обработке заготовок посредством пар валков 4 чистовой группы 3 клетей, с расходом энергии, который значительно меньше по сравнению с известным уровнем техники.

Преимущественно, устройство для обработки стали согласно настоящему изобретению позволяет уменьшить общие размеры относительно известных станов, таким образом избегая пространства, необходимого для охлаждения заготовок и для их хранения.

Способ для обработки стали согласно настоящему изобретению предусматривает следующие этапы:

a) доведение стали до температуры плавления, большей 1500°C;

b) литье стали в формы, таким образом получая полуготовое изделие;

c) передачу полуготового литого изделия на прокатный стан посредством быстрого транспортного средства;

d) доведение полуготового изделия до температуры максимальной пластичности (больше 1000°C);

e) подвержение полуготового изделия процессу прокатки.

В частности, этап c) допускает уменьшение температуры стали до около 800-900°C, что, таким образом, также предоставляет полное отвердение материала, который приобретает механические свойства, требуемые для размещения конечных изделий в продаже.

Подробнее, этап d) происходит, предпочтительно с использованием печей индукционного типа, которые ограничивают выброс вышеуказанных вредных веществ.

Еще более подробно, процесс прокатки, указанный на этапе e), может происходить, используя предпочтительно известный стан прокатного стана.

Конструктивные особенности, а также преимущества высокопроизводительного прокатного устройства, в частности для прокатки стальной арматуры и профилей, являющегося объектом настоящего изобретения, понятны из вышеприведенного описания.

В заключение, хотя настоящее изобретение было описано для иллюстративных, но не ограничивающих целей, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, должно быть понятно, что специалистами в данной области могут быть осуществлены вариации и/или модификации, без отступления от объема охраны, установленного далее в прилагаемой формуле изобретения.

1. Способ производства стального проката, включающий этапы:

a) нагрев стали до температуры литья, составляющей более 1500°С;

b) непрерывное литье стали в соответствующую форму с получением полуобработанного изделия;

c) передача литого полуобработанного изделия при температуре 850–900°С на прокатный стан посредством транспортного средства;

d) нагрев полуобработанного изделия до температуры выше 1000°С, соответствующей температуре максимальной пластичности, в индукционной печи туннельного типа с промежуточными валками;

e) прокатка литого полуобработанного изделия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на указанном этапе b) получают затвердевшее полуобработанное изделие, и на этапе с) литое затвердевшее полуобработанное изделие имеет среднюю температуру 850–900°С.