Методична піч із суцільним монолітним подом

Методична піч із суцільним монолітним подом, що включає пальники, склепіння, стіни, димовий тракт, завантажувальну доріжку, притискні балки, подові бруси, штовхач, дві опалювальні зони, яка відрізняється тим, що на початковій ділянці печі в подині виконані відкриті зверху канали, довжиною 0,3-0,5 від довжини першої опалювальної зони, глибиною 0,75-1,5 висоти подових брусів, обмежені по ширині подовими брусами і з'єднані з димовим трактом за допомогою димовідводів, при цьому подові бруси мають довжину, рівну 0,6-0,8 довжини першої опалювальної зони з чергуванням взаємного зсуву передніх кінців по довжині печі на 0,4-1,5м і розташовані по ширині печі на відстані один від одного 0,93-0,95 від максимальної довжини заготовок з віддаленням від стіни печі з боку переднього кінця заготовок на 0,03-0,05 цієї довжини, із кроком між осями брусів 9-11 товщин заготовок на ширині поду печі, рівній 0,35-0,4 максимальної довжини заготовок по обидві сторони поздовжньої осі печі і зменшеним у 2 рази кроком за межами цієї відстані. (19) UA (11) (21) 2004021105 (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, Кекух Анатолій Володимирович, Романенко Володимир Ілліч, Костюченко Михайло Іванович, Любімов Іван Михайлович, Коваленко Іван Михайлович, Лозова Валентина Андріївна, Богун Віктор Якович, Іванов Іван Іванович (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "КРИВОРІЗЬКИЙ ГІРНИЧО-МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОМБІНАТ "КРИВОРІЖСТАЛЬ" (56) SU, 1 404 536, A1, публ. 23.06.1988, Бюл. 23 SU, 1 570 311, C0, публ. 15.03.1994, Бюл. 6 UA, 2 643, C1, публ. 26.12.1994, Бюл. 5 UA, 52 557, C2, публ. 15.04.2005, Бюл.4 RU, 2 048 665, C1, публ. 20.11.1995 RU, 2 113 510, C1, публ. 20.06.1998 US, 1 922 888, A, publ. 15.08.1933 US, 4 629 418, A, publ. 16.12.1986 GB, 2 505, A, publ. 27.01.1900 GB, 120 348, A, publ. 07.11.1918 GB, 526 255, A, publ. 13.09.1940 JP, 60-082614, A, publ. 10.05.1985 JP, 61-221323, A, publ. 01.10.1986 C2 2 75686 1 3 75686 4 літному поді для нагрівання нижньої поверхні заголяються виробки, що перешкоджають нормальнотовок. му просуванню заготовок уздовж печі. Крім того, Недоліками відомої методичної печі є складнаявність коротких заготовок, що утворюються в ність регулювання температури по довжині каналів результаті беззалишкового розкрою металу на і по ширині печі, необхідність установки додаткоблюмінгу, створює свої проблеми при просуванні вих регулюючих пристроїв на кожен канал чи групу уздовж печі. Оскільки кінці цих заготовок розташоканалів, велика інерційність процесу передачі тепвуються в проміжку між подовими брусами, у прола від теплоносія до поверхні металу через шар цесі нагрівання вони провисають і упираються у вогнетривкого матеріалу, що закриває канал. При вогнетривку кладку поду. При проштовхуванні таперемінній продуктивності це викликає або переких заготовок крім прискореного зносу вогнетривгрів нижньої поверхні металу, або її недогрів, що кої кладки поду при виході з-під притискних балок обумовлює нестабільну якість нагрівання заготовиникає крутний момент, що призводить до їхньовок. Крім того, виникає проблема стійкості шару го катування і порушення цілісності пакета за раподини, що контактує з металом. На її поверхні хунок налізання заготовок одна на одну. Відбуваутворюються нарости за рахунок прилипання окається так назване «забурювання» металу в печі. лини на вогнетривкий матеріал в зоні високих темПри простоях печі з метою усунення «забурюператур, які перешкоджають нормальному просувань» збільшується час перебування металу у ванню заготовок уздовж печі і вимагають частих високотемпературних зонах печі, що причиняє зупинок печі для очищення подини, що є причиною збільшення угару металу і витрати палива. Підвизбільшення експлуатаційних витрат. щується небезпека оплавлення і зварювання загоНайбільш близькою по технічній сутності і ретовок, що у свою чергу приводить до збільшення зультату, що досягається, є методична піч з монобраку готової продукції. літним подом, що включає пальникові пристрої, Ці проблеми виникають в основному через те, склепіння, стіни, завантажувальну доріжку, подові що на початку печі відбувається практично однобібруси, притискні балки, штовхач, димовий тракт чне нагрівання заготовок, що пояснюється наступ[Довідник конструктора печей прокатного виробним. При переході продуктів згоряння з верхніх зон ництва. / Під ред. В.М. Тимчака // т. II. - М.: Метаїхня температура знижується на 100-200 С унаслілургія, 1970, С. 806-808, мал. XXX-13, XXX-14; C. док підсмоктування значної кількості холодного 818-821 мал. ХХХ-27]. Піч має дві зони опалення. повітря через вікна пальців штовхача, вікно посаду Заготовки завантажуються через вікно посаду по та інші технологічні вікна, розташовані на торцевій завантажувальній доріжці за допомогою роликів, стіні печі. Це призводить до різкого зниження прощо задають, до упора і проштовхуються уздовж менистої складової теплового потоку на нижню печі штовхачем спочатку по неохолоджуваних поповерхню заготовок від продуктів згоряння, що дових брусах, а потім по монолітному поду до вікнадходять у простінки. У силу конструктивних осона видачі. Подові бруси однакової довжини розтабливостей печі швидкість руху газів у нижній повешовані по ширині монолітного поду на однаковій рхні заготовок у простінках невелика і з урахуванвідстані один від одного паралельно поздовжньої ням зниженої температури диму конвективна вісі печі. Над заготовками розміщені притискні баскладова теплообміну незначна. Крім того, зона лки, які своєю масою притискають заготовки до нижнього підігріву має недостатню довжину. подових брусів. Невелика початкова ділянка печі Низька ефективність підігріву металу знизу під подовими брусами виконана у вигляді простінприводить до великої різниці швидкостей нагріків де відбувається нагрівання нижньої поверхні вання верхньої і нижньої граней заготовок на позаготовок. Паливо спалюється за допомогою пачатковій ділянці печі і є причиною виникнення терльникових пристроїв над заготовками в томильній і мічних напруг, що приводять до здимання зварювальній зонах, продукти згоряння в протитезаготовок, особливо при нагріванні високо вуглечії віддають своє тепло через верхні грані заготоцевих та конструкційних марок сталі, таких як Ст вок до всій довжині робочого простору, проходять 65-70КК, 30ХГСА, 20Г2С, 35ГС, 20ГС, Св08Г2СЦ над завантажувальною доріжкою і під дією тяги та ін. При здиманні заготовок основне навантадимаря спускаються в димохід, проходять простінження перекладається на подові бруси, розташоки під заготовками, нагрівають нижні грані заголовані під передніми та задніми кінцями заготовок, вок на початку печі і відводяться через лежаки в які сприймають не тільки вагу самих заготовок, але димар. і вагу притискних балок. Істотними ознаками, що збігаються з істотними Результатом цього є прискорене спрацювання ознаками винаходу, що заявляється, є наявність подових брусів, розташованих під передніми і заднеохолоджуваних подових брусів на початковій німи кінцями заготовок і руйнування кладки поду в ділянці печі і прямоструминної ділянки для підігріцих місцях, що приводить до скорочення міжремову нижньої поверхні заготовок продуктами згоряннтних періодів роботи печі і погіршення її експлуаня, що надходять з верхніх зон. таційних показників. Основним недоліком печі цієї конструкції є ниВ основу винаходу доставлена задача знизька стійкість поду в завантажувальній частині, що ження експлуатаційних витрат при нагріванні мев основному і визначає тривалість міжремонтних талу в методичних печах із суцільним монолітним періодів роботи печі. Досвід експлуатації печей подом, що обслуговують дрібносортні та дротові показав, що прискорене спрацювання подових стани, за рахунок підвищення стійкості початкової брусів і кладки подини спостерігається під передділянки печі, обладнаної неохолоджуваними подоніми і задніми кінцями заготовок. У місті сходу завими брусами. готовок з подових брусів у монолітному поді з'яв 5 75686 6 Технічний результат досягається тим, що мебруса складає 0,03-0,05 максимальної довжини тодична піч із суцільним монолітним подом, що заготовки, крок між осями сусідніх подових брусів, включає пальники, склепіння, стіни, димовий розташованих на відстані 0,35-0,4 максимальної тракт, завантажувальну доріжку, притискні балки, довжини заготовки по обидва боки від її поздовжподові бруси, штовхач, на початковій ділянці печі в ньої вісі складає 9-11 товщин заготовки і зменшуподині виконані відкриті зверху канали, довжиною ється в 2 рази за межами цієї відстані при набли0,3-0,5 від довжини першої опалювальної зони, женні брусів до бокових стін. глибиною 0,75-1,5 висоти подових брусів, обмежеДовжина подових брусів по ходу руху металу ні по ширині подовими брусами і з’єднані з димоскладає 0,6-0,8 довжини першої опалювальної вим трактом за допомогою димовідводів, при цьозони, причому довжина їх взаємно чергується так, му подові бруси мають довжину рівну 0,6-0,8 що зсув кінців брусів відносно один одного по довдовжини першої опалювальної зони з чергуванням жині печі складає 0,4-1,5м. взаємного зсуву передніх кінців по довжині печі на Між сукупністю істотних ознак винаходу і дося0,4-1,5м і розташовані по ширині печі на відстані гнутим технічним результатом існує причинно0,93-0,95 від максимальної довжини заготовок з наслідковий зв'язок, тому що саме наявність на віддаллю від стіни печі з боку переднього кінця початковій ділянці печі каналів довжиною 0,3-0,5 заготовок 0,03-0,05 цієї довжини, із кроком між від довжини першої опалювальної зони, глибиною осями брусів 9-11 товщин заготовок на ширині 0,75-1,5 висоти подових брусів, обмежених по шиподини рівному 0,35-0,4 максимальної довжини рині подовими брусами та з'єднаних з димовим заготовок по обидві сторони поздовжньої вісі печі і трактом димовідводами, а також розкладка подозменшеним у 2 рази кроком за межами цієї відставих брусів на ширину 0,93-0,95 від максимальної ні. довжини заготовки з відстанню від стін печі 0,03На початковій ділянці печі в монолітному поді 0,05 цієї довжини, із кроком між осями брусів 9-11 виконуються відкриті зверху канали, глибиною товщин заготовки на відстані 0,35-0,4 максималь0,75-1,5 висоти подових брусів, обмежені по шиної довжини заготовки по обидва боки від її поздорині подовими брусами, довжиною 0,3-0,5 від доввжньої вісі і зменшеним у 2 рази кроком за межами жини першої опалювальної зони, які з'єднані з дицієї відстані при розташуванні брусів на 0,6-0,8 мовим трактом. довжини першої опалювальної зони з чергуванням При роботі печі канали зверху закриваються взаємного зсуву передніх кінців по довжині печі на заготовками, що нагріваються. Оскільки заготовки 0,4-1,5 м дозволило збільшити швидкість нагрімають скривлення уздовж поздовжньої вісі, у пакевання металу знизу димовими газами, які надхоті з заготовок утворюються щілини, через які продять з верхніх зон, сприяє зменшенню тривалості дукти згоряння під дією різниш тисків у верхній зоні нагрівання та економії палива. Зменшення темпеі димовідводах надходять у канали, додатково ратурного перепаду між верхньою і нижньою понагріваючи бокові і нижні грані заготовок. Це сприверхнями заготовок попереджає їхню термічну яє зменшенню різниці температур між верхньою і деформацію (здимання) в процесі нагрівання, винижньою поверхнями заготовок, зменшенню террівнюється механічне навантаження на подові мічних напруг, що сприяють їхньому здиманню і бруси по ширині поду, що поряд з більш щільним тим самим зменшують навантаження на подові укладанням подових брусів у бокових стін дає мобруси, розташовані біля стін печі. Крім того, це жливість підвищити стійкість цих подових брусів, сприяє поліпшенню використання тепла палива в збільшити термін служби футеровки поду і міжремежах робочого простору печі. Підвищення швидмонтний період роботи печі. Чергування взаємного кості нагрівання металу на початковій ділянці печі зсуву передніх кінців подових брусів по відношенприводить до підвищення пластичності металу при ню один до одного забезпечує більш плавний схід виході з-під притискних балок. Більш щільне уклазаготовок з подових брусів на монолітний под. У дання подових брусів біля стін печі дозволяє підсумі все це виключає «забурювання» металу в вищити їхню стійкість, запобігти провисанню кінців печі і зв'язані з ними простої і пересиджування коротких заготовок і збільшити термін служби фуметалу при високих температурах, попереджає теровки поду. підвищений угар металу, перегрівання, оплавленЧергування взаємного зсуву передніх кінців ня, зварювання заготовок, знижує брак прокату і подових брусів по відношенню одне до одного витрату палива. створює умови більш плавного переходу заготовок Оскільки заявлена сукупність істотних ознак з подових брусів на монолітний під, що разом з дозволяє вирішити поставлену задачу, обумовлепідвищенням пластичності металу сприяє усуненну відмітними ознаками, пропонований винахід ню основної причини його «забурюванню» у печі. відповідає критерію «Позитивний ефект» по наявІстотними відмінностями пропонованого ріності різниці в результатах при використанні його і шення від прототипу є наявність відкритих зверху прототипу. каналів між подовими брусами, глибиною 0,75-1,5 Для визначення відповідності заявленого техтовщини подових брусів, довжиною 0,3-0,5 від донічного рішення критерію «Винахідницький рівень» вжини першої опалювальної зони, з'єднаних з дибув проведений пошук по науково-технічній літемовим трактом за допомогою димовідводів, розратурі і патентній документації (основний індекс ташованих у кожнім каналі та розташування C21D 9/00; 3/00; 9/70; 11/00; 1/74; F27B 9/20; 9/02; подових брусів по довжині і ширині монолітного 1/26; F27D 7/00; 19/00; 13/12). Оскільки відомих поду. По ширині печі подові бруси розташовуються технічних рішень з подібними ознаками, що викона 0,93-0,95 від максимальної довжини заготовки, нують заявлену функцію, не виявлено, заявлене причому відстань від бокової стіни до вісі подового 7 75686 8 технічне рішення відповідає критерію «Винахіднищілин між заготовками, величини зазору між завацький рівень». нтажувальною доріжкою і першою заготовкою, Сутність винаходу пояснюється графічними середнього рівня температури димових газів і заматеріалами. Розташування димовідводів наприготовок при посаді. кінці подових каналів по ходу руху металу зобраДовжина подових каналів 7 обрана такою, щоб жено на Фіг.1, на Фіг.2 показане розташування температура металу наприкінці їх досягала 700 С, димовідводів на початку подових каналів. Зобращо складає 0,3-0,5 від загальної довжини першої жений поперечний розріз початкової ділянки печі опалювальної зони. на Фіг.3, на Фіг.4 схема розкладки подових брусів і Глибина каналів 0,75-1,5 висоти подових брурозташування каналів по ширині і довжині поду. сів установлена з умови забезпечення досить виМетодична піч для нагрівання заготовок 1 міссокої швидкості димових газів і відповідно інтенситить завантажувальну доріжку 2, штовхач 3, подові вної конвективної тепловіддачі. бруси 4, монолітний под 5, притискні балки 6, поРозташування подових брусів по ширині печі дові канали 7, димовідводи 8, димовий тракт 9, на відстані рівному 0,95 від максимальної довжини пальникові пристрої 10. заготовки з відстанню від стіни з боку переднього Заготовки 1 завантажуються в піч по завантакінця заготовки 0,05 цієї довжини є межею для жувальній доріжці 2 і пальцями штовхача 3 пророзташування заднього кінця заготовки максимаштовхуються уздовж печі спочатку по подових льної довжини на крайньому від стіни подовому брусах 4, а потім по монолітному поду 5. Для побрусі. передження порушення суцільності пакета заготоПри ширині розкладки подових брусів менше вки притискаються до подових брусів 4 притиск0,93 від максимальної довжини заготовки з відсними балками 6. На початковій ділянці печі в танню від стіни з боку переднього кінця заготовок монолітному полі 5 виконані відкриті зверху канали менш ніж 0,03 цієї довжини задніх кінців заготовок 7, обмежені по ширині подовими брусами 4 і при виходять на значну відстань за останній опорний роботі печі закриті зверху пакетом заготовок 1. За брус, підгинаються в процесі нагрівання і при русі допомогою димовідводів 8 подові канали 7 з'єднаю металу руйнують футеровку поду, створюючи нез димовим трактом 9. Паливо спалюється в пальбезпеку «забурювання» металу в печі. никових пристроях 10, продукти згоряння рухаютьКрок між осями подових брусів, розташованих ся в робочому просторі назустріч металу, віддаюу середині печі більше 11 товщини заготовки нечи своє тепло верхній поверхні заготовок 1. прийнятний через можливе провисання заготовок Частина продуктів згоряння завдяки різниці між опорами при тривалих простоях печі з наступтисків у печі й у димовому тракті, що досягає 300ним руйнуванням кладки при переході металу на 400 Па, надходить у подові канали 7. Кількість монолітний под. продуктів згоряння, що надходять у канали 7 та При кроці між осями центральних подових характер їхнього руху щодо металу залежить від брусів менше 9 товщини заготовки і між осями місця розташування димовідводів 8. брусів під кінцями заготовок менш ніж 4,5 товщини При розташуванні димовідводів 8 наприкінці заготовки звуження подових каналів між брусами подових каналів по ходу руху металу 7 (Фіг.1) до зменшує площу нижньої поверхні металу, яка обіг30-40% продуктів згоряння з першої опалювальної рівається, збільшує аеродинамічний опір подових зони проходить у канали 7 через щілини, утворені каналів, зменшує кількість продуктів згоряння які між заготовками внаслідок їхнього скривлення узпроходять через канали, що веде до недогріву довж поздовжньої вісі, і в зазор між першою загонижніх граней заготовок, їх здиманню при виході зтовкою та завантажувальною доріжкою 2. При під притискних балок і «забурюванню» металу в цьому димові гази нагрівають бокові грані заготопечі. вок, рухаються уздовж каналів 7 по ходу руху меПередні кінці подових брусів, розміщені на доталу, нагрівають у прямотечії нижню поверхню вжину більш ніж 0,8 довжини першої опалювальної заготовок і через димовідводи 8 видаляються в зони, під дією високих температур утрачають свою димовий тракт 9. механічну міцність і швидко спрацьовуються. При розташуванні димовідводів 8 на початку Довжина подових брусів менш чим 0,6 довжиподових каналів 7 (Фіг.2) зазор між першою загони першої опалювальної зони сприяє значне збітовкою і завантажувальною доріжкою 2 ліквідуєтьльшення зусиль при проштовхуванні металу узся. Продукти згоряння з робочого простору печі довж печі і лімітується потужністю штовхача. надходять у канали 7 тільки через щілини між боДослідно-промислові іспити виконані на метоковими гранями заготовок, нагрівають їх і підігрідичній печі ДС-250-4 КДГМК «Криворіжсталь». У вають метал знизу при русі по подових каналах 7 у печі нагрівають заготовки перетином 80х80мм і протитечії з металом. довжиною 11-12м з вуглецевої рядової, конструкДимовідводи 8 можуть мати й інше розташуційної і низьколегованої сталі до температури вання по довжині подових каналів 7, при цьому на 1220±10 С. Продуктивність печі 70-120 заготовок у початковій ділянці до димовідводів 8 відібрані в годину. Заготовки задають через бокове вікно на канали продукти згоряння нагрівають метал знизу завантажувальну доріжку за допомогою роликів, в прямотечії, а після димовідводів - у протитечії. переміщають у печі торцевим штовхачем зусилНайбільш ефективна схема руху теплоносія в калям 60 т і видають з печі боковим виштовхувачем. налах у нижній поверхні заготовок (прямотечії, Піч має дві зони опалення, у кожній зоні розташопротитечії чи комбінована) вибирається в конкретвано по 9 пальників типу «труба в трубі» для спаних умовах роботи печі з урахуванням фактичної лювання природного газу. Повітря на горіння підігрізниці тисків у печі й у димовому тракті, величини рівають у металевому рекуператорі до 180-200°С. 9 75686 10 Максимальна витрата газу на піч 5000м3/год, повіЗа результатами випробування експлуатації тря - 50 тис. м3/ч. Активна довжина поду печі встановлено, що реконструйована піч стабільно 15,2м, ширина - 12,6м. Монолітний под виконаний забезпечує задану якість нагрівання металу незаіз хромомагнезитової цегли, довжина першої опалежно від темпу прокату. У процесі нагрівання не лювальної зони 9,77 м. На початковій ділянці поду спостерігалося здимання заготовок при виході ззакладені подові бруси, а зверху заготовки притиспід притискних балок, порушення цілісності пакета, каються чотирма притискними балками. що проштовхується, «забурювання» металу в печі, У період капітального ремонту була зроблена випадків зварювання заготовок, видачі в прокат реконструкція початкової ділянки поду печі зі зміперегрітого оплавленого металу. Періодичний конною розкладки подових брусів і виконанням між троль за станом подових брусів і монолітного поду ними каналів для проходу продуктів згоряння. Розпід час зупинок стану на профілактичні ремонти кладка брусів висотою 200мм виконана по ширині показав їх незначне рівномірне спрацьовування у поду на 11,3м при відстані від крайнього подового процесі роботи, відсутність на полині вибоїн, руйбруса до стіни з боку упора 480мм. Центральна нування окремих ділянок поверхні футеровки, що частина поду на ширину 8,5м, тобто на 4,25м по дало можливість збільшити міжремонтний термін обидва боки поздовжньої вісі печі, виконана бруексплуатації печі в 2-2,5 рази, виключити операції сами, що чергуються, шириною 180мм, довжиною наварювання зруйнованих ділянок поду і витрат 5,8м і шириною 270мм, довжиною 6,5м, притому в матеріалів на них. Питома витрата палива при районі проходу пальців штовхача в середині печі, експлуатації базової і реконструйованої печі склакрок між двома сусідніми брусами складає 875мм, ла 60,7 і 56,6кгуп/т; угар металу 1,5 і 1,2кг/т. а інші центральні бруси розміщені з кроком 750мм. Порівняльний аналіз даних показує, що викоБіля бокових стін установлені бруси шириною 250ристання запропонованої конструкції методичної 270мм із кроком 375мм і відстанню від завантажупечі з монолітним подом у порівнянні з прототипом вальної доріжки до місця закладення їхніх торців у дає можливість забезпечити якісне нагрівання мепод 7,6; 6,5; 7,6м з боку передніх кінців заготовок і талу, скоротити витрати на ремонти; знизити пи7,6; 6,1; 6,5; 7,6м з боку їхніх задніх кінців. Між потому витрату палива на 9-10%, зменшити втрати довими брусами виконані канали глибиною 250мм металу з окалиною на 8-10%. і довжиною 5 м. Наявність значних зазорів між Пропонований винахід відповідає критерію заготовками і великою різницею тисків у печі й у «Промислова застосовність». димовому тракті (до 400Па) дозволяють відібрати Сутність винаходу, що заявляється, не виплив подові канали достатню кількість високотемпеває явно для фахівця з відомого рівня техніки. ратурних газів для прогріву нижньої поверхні меТільки наявність відмітної ознаки винаходу доталу і створити високу швидкість їхнього руху, дозволяє одержати новий технічний результат. зволило прийняти до реалізації протитечійну Передбачуваний винахід відповідає критеріям схему руху газу в каналах, як найбільш ефективну “винахідницький рівень” та “промислова застосовдля даних умов. Тому димовідводи встановлені на ність”. початку каналів. 11 Комп’ютерна верстка М.Клюкін 75686 Підписне 12 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