Спосіб нагрівання зливків з рідкою серцевиною в нагрівальному колодязі

Спосіб нагрівання зливків з рідкою серцевиною в нагрівальному колодязі, що включає витримування зливків при зниженій тепловій потужності, підвищення теплової потужності до максимальної, підйом температури в колодязі до заданої за максимальної теплової потужності, томління зливків при постійній температурі в колодязі, який відрізняється тим, що витримування зливків з температурою на посаді 840-920°С здійснюють при тепловій потужності, яка складає 25-30% від максимамаксимальної протягом 8-12% загального часу нагрівання, а підвищення теплової потужності до максимальної здійснюють зі швидкістю 4-6% у хвилину. (19) UA (11) (21) 2004021104 (22) 16.02.2004 (24) 15.05.2006 (46) 15.05.2006, Бюл. № 5, 2006 р. (72) Дубина Олег Вікторович, Сокуренко Анатолій Валентинович, Шеремет Володимир Олександрович, Любімов Іван Михайлович, Коваленко Іван Михайлович, Ротару Іон Теодорович, Лозова Валентина Андріївна, Іванов Іван Іванович, Волков Володимир Пилипович, Шарапад Костянтин Сергійович (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "КРИВОРІЗЬКИЙ ГІРНИЧО-МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОМБІНАТ "КРИВОРІЖСТАЛЬ" (56) SU, 1 043 175, A, 23.09.1983 SU, 1 573 039, A1, 23.07.1988 SU, 1 759 913, A1, 07.09.1992 UA, 22 969, A, 30.02.1999 UA, 37 525, A, 15.05.2001 UA, 45 155, A, 15.03.2002 UA, 50 143, A, 15.10.2002 UA, 57 463, A, 16.06.2003 RU, 2 055 918, C1, 10.03.1996 C2 2 75685 1 3 75685 4 Найбільш близьким за технічною сутністю та ління для підвищення тепломісткості металу на ефектом, що досягається, до заявлюваного сповидачі в прокат до необхідного за технологією і собу є спосіб нагрівання зливків з рідкою серцевивирівнювання температур супроводжується зниною в нагрівальному колодязі, що включає витриженням продуктивності колодязів і підвищенням мування зливків при зниженій тепловій потужності, питомих витрат палива, простоями стану в очікупідвищення теплової потужності до максимальної, ванні металу. Крім того, відповідне збільшення підйом температури в колодязі до заданої при матривалості перебування зливків з температурою ксимальній тепловій потужності, томління зливків поверхні 1250-1300°С в окисній атмосфері колодяпри постійній температурі в колодязі, причому визя є причиною росту втрат металу від угару й окатримку зливків киплячої і напівспокійної сталі, що линоутворення, посилюється небезпека оплавмають 10-30% рідкої серцевини, здійснюють при лення зливків. Важливість усунення зазначених дуже малій або нульовій тепловій потужності [опнедоліків обумовлена також тим, що основну часттимізація нагрівання злитків у нагрівальних колоку посаду складають саме зливки з температурою дязях, Optimization of ingot heating is saaking. Rao 840-920°С. Т. R. S, Rupar David Upton Edwin A Ellis Robert. Iron Задачами, на рішення яких направлений цей and Steel End 1984 61, № 10, 34] (прототип). винахід, є зміна технології нагрівання зливків з Недоліком відомого способу є підвищена питемпературою посаду 840-920°С шляхом підтримтома витрата палива, угар металу і втрати з окаки раціональної теплової потужності і тривалості линою при нагріванні зливків з температурою на витримування при цій потужності, а також швидкопосаді 840-920°С, а також брак при прокатці цих сті наступного підйому теплової потужності до мазливків. Це пояснюється наступним: ксимальної, що дозволяє знизити питому витрату Вміст рідкої фази в зливках з температурою палива, брак при прокатці, угар металу та трати з поверхні на посаді 840-920°С зазвичай не переокалиною. вищує 10-12% і їх средньомасова температура на Технічний результат досягається тим, що в 150-250°C нижче необхідної кінцевої температури способі нагрівання зливків з рідкою серцевиною в нагрівання під прокатку. Наприклад 12,5-тонні злинагрівальному колодязі, що включає витримування вки киплячої і напівспокійної сталі, відлиті в виливзливків зі зниженою тепловою потужністю, підвиниці МКС-12,5 при температурі розливання 1550щення теплової потужності до максимальної, під1570°С та часу стриперування 55хв. при посаді в йом температури в колодязі до заданої при макколодязь за 120-125хв. після розливання мають симальній тепловій потужності. Томління зливків температуру поверхні 920°С, кількість рідкої фази при постійній температурі в колодязі, відповідно до 11-12% і средньомасову температуру 1130винаходу, витримку зливків з температурою на 1140°С, що на 150-160°C нижче необхідної для посаді 840-920°С проводять при тепловій потужпрокатки. Такі ж зливки з температурою поверхні ності 25-30% від максимальної протягом 5-15% на посаді в колодязь 840°С (через 165-170хв. після загального часу нагрівання, а підвищення теплової розливання) містять 3-4% рідкої фази і средньопотужності до максимальної здійснюють зі швидкімасову температуру 1020-1030°С, що на 250стю 4-6%хв. Між сукупністюістотних відмінностей 260°C нижче кінцевої температури нагрівання, винаходу і технічним результатом, що досягаєтьтобто, зливки з температурою посаду 840-920°С ся, існує причинно-наслідковий зв'язок тому, що мають значний початковий тепловий дефіцит стосаме здійснення витримування при тепловій потусовно необхідної тепломісткості при видачі в прожності 25-30% від максимальної протягом 5-15% кат, їхнє втримування при дуже малій чи нульовій загального часу нагрівання з наступним підвищентепловій потужності після посаду з точки зору заням теплової потужності до максимальної зі швидбезпечення прискореної кристалізації рідкої фази кістю 4-6%хв. для зливків з температурою на пов цій ситуації не має сенсу, тому що час повної саді 840-920°С дозволило забезпечити кристалізації її залишкової кількості для зливків з безперервне підведення тепла до зливків після температурою на посаді 920°С складає 60-65хв., а посаду в колодязь з наростаючим темпом, синхродля зливків з температурою посаду 840°С всього нізувати процес прогріву зливку з боку робочого 20-25хв., що в 5-15 разів менше загального часу простору з процесами кристалізації рідкої серценагрівання. вини й охолодження середини зливку і цим скороРазом з тим, при виконанні такого витримутити час досягнення необхідної кінцевої тепломісвання відбувається подальше нераціональне зниткості зливків за практично однакової температури ження тепломісткості зливків за рахунок тепловідйого поверхні і центру. дачі в колодязь на покриття тепловтрат. Тому Скорочення питомих витрат палива обумовнаступний підйом температури в колодязі до задалене запобіганням втрат тепла зливками в період ної при максимальній тепловій потужності подоввитримування, скороченням тривалості підйому жується і до кінця заданого часу нагрівання средтемператури в колодязі до заданої і витрат палива ньомасова температура зливків та перепад на його здійснення; зменшення браку при прокатці температур по перегині не досягає необхідних за зв'язане з забезпеченням необхідного за технолотехнологією значень. При цьому перевитрачається гією якості нагрівання металу з мінімальним темпаливо в період підйому температури в колодязі, а пературним перепадом по перетині; зниження видача в прокат некондиційно нагрітого металу втрат за рахунок окалиноутворення та угару метаведе до браку при його прокатці, перевантаження і лу обумовлене зменшенням часу нагрівання садки небезпеки аварій на стані, поверненню недокатів та виключенням надрегламентованого пересиджузі стану на додатковий підігрів у колодязі. Надрегвання металу на томлінні. ламентоване збільшення тривалості періоду том 5 75685 6 Оскільки сукупність заявлюваних істотних відтемператур по перетині й усунення зворотного мінностей дозволяє вирішити поставлену задачу, перепаду температур у цій ситуації є вимушеним обумовлену ознаками, що відрізняються, запропозаходом, що супроводжується підвищенням питонований винахід відповідає критерію "Винахіднимої витрата палива, втрат металу від окалиноутцький рівень" був проведении пошук по наукововорення і угару. Дослідно-промислові випробувантехнічній літературі та патентній документації (осня способу здійснюють на колодязях з верхнім новний індекс ІЗ21Д 9/70; 9/00; 11/00; 1/34; 1/74; пальником цеху “Блюмінг-2” комбінату «КриворіжсF27B 1/26; F27D 7/00; 19/00; 13/12). таль», опалюваних коксодоменним газом з теплоОскільки відомих технічних рішень з подібними тою згоряння 7,12МДЖ/м (ккал/м3) з максимальознаками, що виконують заявлену функцію, не ною витратою на колодязь 5300м3/год. виявлено, технічне рішення відповідає критерію Максимальна теплова потужність колодязя "Винахідницький рівень". 10,5мвт (9 млн. ккал/год). Сутність винаходу пояснюється графічним маПісля прибуття до колодязів 12,5-тонних зливтеріалом, де зображені на фіг. 1 /а, б/, відповідно ків напівспокійної сталі ЗПС за 3 години 10хвилин графіки зміни температури в робочому просторі і після розливання оцінюють відповідно до технолотепловій потужності в період нагрівання. гічної інструкції їхню температуру на посаді 880 С; Спосіб здійснюється таким чином. здійснюють посад 12 зливків у колодязь; закриваЗа технологічною інструкцією з урахуванням ють кришку; подають у колодязь на спалювання часу розливання і стриперування, типу виливниці, 1450 м3/година газу, що відповідає 27,5% від макмарки сталі, графіка просування складів до віддісимальної теплової потужності; виконують витримлення нагрівальних колодязів або виміром за доку при цій тепловій потужності протягом 30хвилин, помогою пірометра оцінюють температуру поверхщо складає 10% від загального часу нагрівання 5 ні зливків, здійснюють посад у колодязь і годин; підвищують протягом 15хвилин витрату газу закривають кришку При температурі зливків на на осередок до 5300м3/год, що відповідає максипосаді 840 920 C включають подачу в колодязь мальній тепловій потужності 10,5мвт, з темпом 250 260 м3/год. захвилину, що відповідні швидкона спалювання палива в кількості 25 30% від сті підвищення теплової потужності близько його максимальної витрати і стабілізують їхню 4%/хв.; стабілізують подачу палива на максимальвитрату на період 5 15% від загального часу ному рівні. По досягненні через 1 годину 15хвилин нагрівання з , встановленого технологічною інпісля початку нагрівання температури в колодязі струкцією. По закінченню витримування збільшу1300°С здійснюють томління зливків протягом 3 ють теплову потужність зі швидкістю 4 6% загодин 45хвилин при стабілізації температури в хвилину до максимальної, здійснюють робочому просторі шляхом поступового зниження витримування при цій потужності до досягнення витрати палива. По закінченні нагрівання здійстемператури в робочому просторі заданій темпенюють видачу зливків у прокат. ратурі з поступовим зниженням витрати газу. По Питома витрата палива на нагрівання склала закінченні заданого за технологією часу нагрівання 26,2кг у.т./м; угар металу 1,154кг/т; температура головної частини розкату після останнього пропуз здійснюють видачу зливків у прокат. щення на стані «1300» і порізу на 1250-тонних ноПри витримці з тепловою потужністю менше жицях - 121,5±5 С, донною 1175±5 С при необхід25% від максимальної протягом більше 15% від них за технологією 1215±15 С й 1175±15 С. загального часу нагрівання з наступним підвищенВідбракованих заготовок, отриманих з нагрітих за ням теплової потужності до максимальної зі швидзапропонованою технологією зливків, не зареєсткістю менше 4%/хв. за регламентний час нагріванровано. ня не досягається необхідне за технологією Для одержання порівняльних даних здійснюпрогрівання садки. Видача недогрітих зливків у ють нагрівання аналогічної садки за базовою техпрокат веде до росту браку заготовок, поломки нологією. Питома витрата палива на нагрівання валків стану. Для усунення цього явища збільшусклала 32,7кг у.т./м; угар металу - 1,511кг/т; темють період томління, що крім перевитрати палива і пература головної частини розкату - 1200±10°С, зниження продуктивності, супроводжується додатдонною 1160±15°С; 2 недоката повернено до коковим ростом окалини і угаром металу. лодязів на додаткове підігрівання; відбраковано 2 При витримці з тепловою потужністю більше заготовки. 30% від максимальної протягом менше 5% загальРезультати серій аналогічних нагрівів зливків з ного часу нагрівання з наступним підвищенням температурою на посаді 840-920°С за різних співтеплової потужності до максимальної зі швидкістю відношень параметрів реалізації способу наведені більше 6%/хв, через інтенсивне підведення тепла в таб.. на першій стадії процесу нагрівання відбувається Порівняльний аналіз даних таб. показує, що істотне зниження тепловідводу від внутрішніх шавикористання запропонованого способу нагрівання рів зливку, уповільнення процесу кристалізації зливків з рідкою серцевиною в нагрівальному корідкої серцевини і зниження температури централодязі для зливків з температурою на посаді 840льної частини зливку. 920°С у порівнянні з прототипом дозволяє знизити Через неприйнятно високу температуру питому витрату палива на 17-19%, угар металу і центральної частини зливку та не забезпечення втрати з окалиною - на 23-24%, угар прокату -в 3-4 необхідного за технологією перепаду температур рази. по перетині спостерігається високий % браку прокату. Подовження часу томління для вирівнювання 7 75685 8 Таблиця Результати нагрівання зливків киплячої напівспокійної сталі з температурою посаду 840-920°С в колодязях цеха «Блюмінг -2» за запропонованою та базовою технологіями 72 60 84 72 84 900 750 1050 900 1050 882 884 879 880 879 Середня температура розПитома Оплав- ПоверУгар Брак кату, С витрата лення нено мета- заготоГозливків, недокаДон- палива, лу, кг/м вок, шт ловшт тів, шт на кг п.т./м на часчастина тина 1202 1154 32,7 1,515 12 2 8 1208 1160 29,6 1,423 4 1216 1177 26,3 1,155 1221 1184 30,9 1,374 1 1224 1186 31,8 1,521 8 4 9 96 1200 883 1204 1153 ШвидНагріто кість Витримка підви- зливків Спосіб Серія щення нагрі- доспотуПотування лідів жносжність Час, % ті, шт. тонн % от от з %хв. М мах Запропонований Базовий 1 2 3 4 5 6 24 16 3 25 15 4 27,5 10 5 30 5 6 31 4 7 Черсхідговий 12 18 часто факел Комп’ютерна верстка М.Клюкін Середня температура зливків на посаді, С 32,6 Підписне 1,514 16 5 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 14