Спосіб нагрівання виливків у нагрівальних колодязях

Спосіб нагрівання виливків у нагрівальних колодязях, що включає періоди піднімання температури й томління, періодичну зміну теплової потужності нагрівального колодязя у встановлених межах, який відрізняється тим, що піднімання температури нагрівального колодязя до температури томління здійснюють із заданою швидкістю шляхом імпульсної подачі палива й повітря, при цьому поточну температуру колодязя підтримують в інтервалі ±(10-20) °С від температури, призначеної по заданій швидкості її піднімання і, при досягненні верхнього значення поточної температури колодязя, витрати палива й повітря знижують до нижнього граничного значення, а при зниженні поточної температури колодязя до нижнього значення, витрати палива й повітря збільшують до верхнього граничного значення. UA (21) a200900751 (22) 02.02.2009 (24) 25.03.2010 (46) 25.03.2010, Бюл.№ 6, 2010 р. (72) ТЕРЯЄВ ОЛЕКСАНДР МИТРОФАНОВИЧ, ШЕНФЕЛЬД ГЛІБ ГЛІБОВИЧ, СЕВЕРЕНЧУК АНДРІЙ СТАНІСЛАВОВИЧ, РЯБКІН ЮРІЙ ЮРІЙОВИЧ (73) ТЕРЯЄВ ОЛЕКСАНДР МИТРОФАНОВИЧ, ШЕНФЕЛЬД ГЛІБ ГЛІБОВИЧ, СЕВЕРЕНЧУК АНДРІЙ СТАНІСЛАВОВИЧ, РЯБКІН ЮРІЙ ЮРІЙОВИЧ (56) SU, 1 258 851, A1, 23.09.1986 SU, 1 285 030, A1, 23.01.1987 UA, 42 553, A, 15.10.2001 Заявка RU, 2001129445, A, 20.08.2003 GB, 1 329 578, A, 12.09.1973 CS, 254 279, B1, 14.05.1987 DD, 299 126, A7, 02.04.1992 JP, 56-065939, A, 04.06.1981 C2 2 (19) 1 3 тури залишається нерегульованою, що не виключає випадків, коли тривалість періоду піднімання температури виявиться більше, тобто перевищить передбачений завданням загальний час нагрівання садки виливків. Відомий спосіб опалення нагрівальних колодязів, що включає періодичну подачу палива й повітря й спалювання палива в періоди нагрівання й томління, причому витрати палива й повітря починають змінювати за 20-30 хвилин до виходу на температуру томління й у період томління, при цьому регламентується величина зміни витрат палива й відношення періодів мінімальних витрат палива до максимального. (А.С.СССР 1285030, кл. С21D 9/70, 1987). Цей спосіб є найбільш близьким до заявляємого по кількості істотних ознак і тому прийнятий як найближчий аналог. Недоліком способу є, також як і в попередніх аналогах, нерегульована зміна температури в період її піднімання. Передбачена за 20-30 хвилин до виходу на температуру томління періодична зміна витрати палива передбачає як його збільшення, так і його зменшення, тобто швидкість піднімання температури залишається практично незмінною й максимально можливою. Це значить, що для багатьох садок виливків збільшує час їх перебування при високих температурах, тому що тепловий режим не погоджується з температурним режимом нагрівання виливків і з графіком видачі їх у прокатку. В основу винаходу поставлено задачу удосконалити спосіб нагрівання виливків у нагрівальних колодязях шляхом піднімання температури нагрівального колодязя до температури томління із заданою швидкістю, яку забезпечують імпульсною подачею палива й повітря, при цьому поточну температуру колодязя підтримують в інтервалі ±(1020) °С від температури, призначеної по заданій швидкості її піднімання. За рахунок цього до мінімуму зводиться перебування виливків при високих температурах і, як наслідок, зменшується вигар металу й питома витрата палива, поліпшується рівномірність нагрівання виливків. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що у відомому способі нагрівання виливків у нагрівальних колодязях, що включає періоди піднімання температури й томління, періодичне змінення теплової потужності нагрівального колодязя у встановлених межах, піднімання температури нагрівального колодязя до температури томління виробляється із заданою швидкістю шляхом імпульсної подачі палива й повітря, при цьому поточну температуру колодязя підтримують в інтервалі ±(10-20) °С від температури, призначеної по заданій швидкості піднімання, і при досягненні верхнього значення поточної температури колодязя, витрата палива й повітря знижують до нижнього граничного значення, а при зниженні поточної температури колодязя до нижнього значення, витрата палива й повітря збільшують до верхнього граничного значення. Суттєвими ознаками, загальними із прототипом, є те, що нагрівання виливків включає період піднімання температури й період томління, а також 90063 4 періодична зміна потужності нагрівального колодязя у встановлених межах. Суттєвими відмітними ознаками є те, що піднімання температури колодязя до температури томління виробляють із заданою швидкістю шляхом імпульсної подачі палива й повітря, а поточну температуру колодязя підтримують в інтервалі ±(10-20) °С від температури, призначеної по заданій швидкості піднімання, і при досягненні верхнього значення поточної температури колодязя, витрата палива й повітря знижують до нижнього граничного значення, а при зниженні поточної температури колодязя до нижнього значення, витрата палива й повітря збільшують до верхнього граничного значення. Сукупність суттєвих відмітних ознак необхідна й достатня для одержання технічного результату: за рахунок зменшення часу перебування виливків при високих температурах знизити вигар металу й витрату палива, а за рахунок імпульсної подачі палива протягом всього процесу нагрівання поліпшити рівномірність нагрівання виливків. Сутність способу полягає в наступному. Після посаду виливків у колодязь, відповідно до технологічної інструкції, установлюють тривалість нагрівання н, мінімально необхідний час томління т і температуру томління т. Звіряють н із часом видачі виливків згідно графіка прокатки г і у випадку якщо г> н приймають н= м. За встановленим значенням н, т, Τт і температурі колодязя після посаду виливків Тп визначають швидкість піднімання температури колодязя W т=(Tт-Tп):( н-Tт), °С/г. По ній будують траєкторію піднімання температури колодязя Τ( ) від Тп до Тт і встановлюють граничні її значення ΔΤ у межах ±(10-20) °С, яке, у загальному випадку, може бути різне для верхнього ΔΤв і нижнього ΔΤн значення. Далі призначають граничні верхнє й нижнє значення витрат палива. Як типовий випадок верхнє значення може відповідати максимальній тепловій потужності, а нижнє - нульовому значенню теплової потужності, тобто повному припиненню подачі палива й повітря. Нагрівання виливків починають із подачі палива й повітря, витрата яких відповідає верхньому граничному значенню. При досягненні температури колодязя Τ( )+ΔΤв подачу палива й повітря знижують до нижнього граничного значення й виробляють нагрівання при таких витратах до зниження температури колодязя до Τ( )-ΔΤн. Далі цикл повторюється. Граничні значення ΔΤ для траєкторії піднімання температури ±(10-20) °С установлені виходячи з того, що при значеннях ΔΤ менше 10°С відбувається часта зміна циклів, через що знижується ефективність роботи колодязів. При значеннях ΔΤ більше 20°С тривалість циклів зростає настільки, що не забезпечується задана швидкість піднімання температури колодязя. Приклад. У рекуперативному нагрівальному колодязі з опаленням із центра поду нагрівали виливки сталі 08 кп, масою 9,1т з температурою поверхні при посаді 825°С. Тривалість нагрівання цих виливків, відповідно до технологічної інструкції, становить н=3,25 ч, у т.ч. час томління τ=0,5 ч 5 при температурі 1350±10°С. Графіком прокатки час видачі виливків передбачалося через г=4,25. У зв'язку із цим н прийняли рівним 4,25 ч, а т=0,5 ч. Після посадки виливків і закритті кришки колодязя в ньому встановилася температура 980°С. По цій температурі, уточненій тривалості нагрівання й заданій температурі томління τ=1350°С визначили траєкторію піднімання температури колодязя (на Фіг. крива 1). Установили верхнє граничне значення температури колодязя (Т( )+20) °С і нижнє (Τ( )-10) °С, відповідно криві 2 і 3. У період томління відхилення температури від заданої прийняли відповідно до технологічної інструкції ±10°С. Фактичний температурний режим нагрівання виливків 90063 6 представлений кривій 4, а кривій 5 - порівняльний режим нагрівання відповідно до найближчого аналога. Графіками 6 і 7 на кресленні показана зміна витрат палива при нагріванні за пропонованим режимом й найближчому аналогу. Зниження витрати палива по передбачуваному режимі нагрівання виливків склало близько 15%, при цьому значно скоротився час перебування виливків при високих температурах, що й обумовило зниження вигару металу. Запропонований спосіб нагрівання виливків може бути розповсюджений на виливки холодного й гарячого посадів, а також на виливки з підвищеною тепломісткістю (рідкою серцевиною). 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 90063 8 Підписне 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