Спосіб нагрівання виливків з рідкою серцевиною

Винахід відноситься до чорної металургії, а саме до нагрівання виливків перед їх прокаткою. Відомий спосіб нагрівання виливків з рідкою серцевиною (об'єм затверділого металу менш 80%) у нагрівальних колодязях, який включає перший період нагрівання без подачі палива до зниження у виливках рідкої фази до 5-7% і другий період, у якому подають максимальне теплове навантаження [А.С. СРСР №1186666, кл.С21Д9/70, 1985]. Вадою способу є значні втрати тепла виливками і всією системою нагрівального колодязя в першому періоді нагрівання, які спричинять додаткові витрати палива в другому періоді на відновлення теплового стану системи. Відомий також спосіб нагрівання виливків з рідкою серцевиною в нагрівальних колодязях, що включає підйом температури колодязя, витримку виливків без подачі палива і томління, яке здійснюють за 0,3-0,75 годин до закінчення кристалізації [А.С. СРСР №1640181, кл.С21Д9/70, 1991]. Цей спосіб обраний як найближчий аналог. Вадою цього способу є інтенсивне нагрівання виливків до температури томління в першому періоді при максимальній тепловій потужності, що сповільнює процеси кристалізації і може бути причиною появи дефектів при прокатуванні виливків. Для їхнього попередження необхідно збільшити час нагрівання до завершення процесів кристалізації, що призводить до додаткових витрат тепла. Час томління виливків, який передбачений цим способом, може виявитися недостатнім для одержання якісного нагрівання. Крім того, інтенсивне нагрівання виливків до високої температури в першому періоді обумовлює тривале перебування їх при високих температурах в окисній атмосфері. Наслідком є підвищений угар металу. В основу винаходу поставлено завдання вдосконалити спосіб нагрівання виливків з рідкою серцевиною шляхом зниження температури колодязя наприкінці періоду підйому і вибору тривалості томління в залежності від загального часу нагрівання і на цій основі забезпечити якісне нагрівання виливків з мінімальними витратами палива і угаром металу. Поставлене завдання вирішується завдяки тому, що у відомому способі нагрівання виливків, який включає послідовно періоди підйому температури, витримки виливків без подачі палива і томління, період підйому температури закінчують при температурі колодязя на 20-60°С нижче заданої температури томління і, після періоду витримки, протягом 0,2-0,4 загального часу нагрівання учиняють підвищення температури колодязя до заданої температури томління і томління. Суттєвими ознаками, спільними з ознаками прототипу, є те, що нагрів виливків з рідкою серцевиною виконують у три періоди: підйом температури колодязя, витримка виливків без подачі палива і томління. Істотними новими ознаками є те, що період підйому температури закінчують при температурі колодязя на 2060°С нижче заданої температури томління, а тривалість підйому температури колодязя після витримки до температури томління разом з періодом томління складає 0,2-0,4 загального часу нагрівання. Крім того, у період підйому температури теплову потужність колодязя обмежують величиною 0,25-0,50 його максимальної теплової потужності. Сутність способу полягає в наступному. Після посадки виливків у колодязь роблять підйом температури, причому, чим вище температура виливків при посаді, тим при більш низькій температурі закінчують період підйому. Мінімальна температура колодязя наприкінці періоду підйому складає значення на 60°С нижче температури томління, і призначають її для виливків з максимальним тепловмістом при посаді. Подальше зменшення температури наприкінці періоду підйому приводить до збільшення періоду томління та додаткових утрат палива. Максимальну температуру колодязя наприкінці періоду підйому, що складає значення на 20°С нижче температури томління, призначають при нагріванні виливків зі змістом рідкої фази менш 15%. Її подальше збільшення веде до збільшення угару металу, а зниження - до збільшення витрати палива в період томління. Після досягнення заданої температури при підйомі, подачу палива припиняють, димовий шибер закривають і роблять витримку виливків. За 0,2-0,4 загального часу нагрівання, встановленого для даної садки виливків, період витримки завершують і починають підйом температури колодязя до заданої температури томління і наступне томління. Бажано період підйому температури здійснювати при зниженій тепловій потужності колодязя, яка складає 0,25-0,50 його максимальної потужності. Це дозволяє, на відміну від прототипу, принаймні, у два рази збільшити період підйому температури. При цьомуцілком зберігається тепло у виливках, відбувається тільки його перерозподіл по висоті і перетину і, крім того, знижуються втрати тепла в період витримки без подачі палива, тому що скорочується його тривалість. Нагрівання виливків характеризується рівномірним розподілом температури по їхній висоті і перетину і, у порівнянні з прототипом, при однакових температурах томління забезпечуються більш високі значення середньомасової температури. Це має істотне значення, наприклад, при наступному прокатуванні слябів на широкоштабовому стані без проміжного їхнього підігріву. Зниження теплової потужності колодязя в період підйому нижче 0,25 його максимальної потужності викликає труднощі керування тепловим режимом і в ряді випадків не забезпечує досягнення необхідної температури колодязя в заданий час. Збільшення теплової потужності колодязя вище 0,5 його максимальної потужності скорочує період підйому температури і збільшує період витримки без подачі палива. Наслідком є підвищений угар металу і додаткові витрати палива на розігрів колодязя після періоду витримки. Приклад. У рекуперативному нагрівальному колодязі з опаленням з центра поду нагрівали садку з 8 виливків сталі 3кп масою 152т. Час від кінця розливання до посадки виливків у колодязь складав 1 годину 25хв. Після посадки виливків зробили підйом температури колодязя до 1250°С (на 50°С нижче температури томління 1300°С) протягом 1 години 40хв. При цьому теплова потужність колодязя складала 2,0МВт (25% від максимальної теплової потужності). Після досягнення заданої температури подачу палива припинили і зробили витримку виливків при закритому димовому шибері протягом 1 години 10хв. Температура колодязя наприкінці періоду витримки склала 1240°С. Після його завершення при максимальній тепловій потужності протягом 12хв. підіймали температуру колодязя до 1300°С (температура томління) і виконали томління виливків при цій температурі. Загальний час підйому і томління, після періоду витримки, склав 50хв., що відповідає 23% загального часу нагрівання (3 години 40хв.). У порівнянні з існуючими режимами нагрівання, запропонований спосіб забезпечив зниження питомої витрати палива на 24%, зниження витрат електроенергії на прокатку на 11,5% і на 35-40% зниження нерівномірності нагрівання по довжині розкату після прокатки на слябингу.