Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ НАГРЕВА ЗАГОТОВОК НА СОРТОВЫХ И ПРОВОЛОЧНЫХ СТАНАХ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам нагрева заготовок из сталей различного химического состава на сортовых и проволочных станах.

Известен способ нагрева заготовок на сортовых и проволочных станах, включающий нагрев заготовок в нагревательных печах до температуры прокатки, очистку горячих заготовок от окалины путем гидросбива и дальнейшую прокатку на соответствующих станах (Выпуск Danieli News №136. Декабрь 2003 г., стр.18).

Недостатками данного способа являются потери металла с угаром и печной окалиной и неравномерность нагрева заготовки по длине и сечению.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ нагрева заготовок, включающий нагрев заготовок в нагревательных печах до температур 900-1150°С, удаление окалины, нагрев в индукторе до температуры прокатки и дальнейшую прокатку, описанный в статье "Применение индукционного нагрева в металлургической промышленности". Автор: В.Б.Демидович (www.estel.ee/estel/document.php?id=10).

Недостатками данного способа являются неоправданный перегрев заготовок до температур 900-1150°С, как следствие, большие суммарные энергетические затраты и потери металла с угаром и печной окалиной, интенсивное окалинообразование, как следствие, повышенный износ валков и проводковой арматуры, неравномерность нагрева заготовки по длине и сечению. Кроме того, отсутствует возможность возврата заготовки обратно в печь до подачи заготовки в индуктор в случае аварийной остановки стана, что существенно увеличивает брак из-за остывания заготовок до поступления в стан и вынужденного сброса заготовок.

Технические задачи, решаемые изобретением, заключаются в следующем:

- исключение выброса заготовок в случае аварийной остановки прокатных станов, поскольку заготовки интенсивно нагреваются непосредственно перед станом;

- существенное снижение потребления газа, как следствие, снижение выбросов вредных веществ (продуктов горения);

- снижение температуры атмосферы в печи, как следствие, увеличение срока службы огнеупоров;

- высокие скорости нагрева (короткое время и высокая производительность);

- оперативное управление процессом за счет меньшей инертности оборудования;

- меньшее окалинообразование и, как следствие, лучшее качество готовой продукции, меньший износ валков и проводковой арматуры;

- высокое качество нагрева (равномерность по длине и сечению) за счет внутреннего нагрева.

Поставленная задача решается тем, что в способе нагрева заготовок на сортовых и проволочных станах, включающем нагрев заготовки в нагревательных печах, очистку заготовки от окалины, нагрев ее индукционным способом, в отличие от ближайшего аналога нагрев заготовки в нагревательных печах осуществляют до температуры 800-850°С, далее осуществляют очистку заготовки от окалины при данной температуре, затем осуществляют нагрев ее кондукционным и/или индукционным способом до температуры прокатки, причем установка нагрева кондукционным и/или индукционным способом и рольганги: подводящий заготовку к ней и подводящий заготовку к черновой группе клетей, укрыты утепленным кожухом, кроме того, кожух заполнен защитным газом.

Сущность предложенного технического решения заключается в следующем.

При нагреве заготовки в нагревательной печи до 800-850°С происходит меньшее окалинообразование, при этом нагрев до этих температур более эффективен пламенным способом.

Индукционный и/или кондукционный нагрев позволяет повысить скорость нагрева металла и уменьшить инерционность работы нагревательного участка, при этом защитная атмосфера предотвращает образование окалины на заготовках, чем обеспечивает снижение расходных коэффициентов конечной продукции.

Утепленный (футерованный) защитный кожух минимизирует потери тепла в атомосферу на участке от нагревательной печи до черновых клетей стана.

До подачи заготовки в установку кондукционного и/или индукционного нагрева остается возможность возврата заготовки обратно в печь в случае аварийного останова стана, что существенно снижает брак металла из-за остывания заготовок до поступления в стан и вынужденного сброса заготовок. На промежутке от зачистки и до выдачи заготовки из нагревательного устройства заготовка может находится в защитной атмосфере (например, азота), что практически исключает окисление металла на данном участке. Защитный газ подается непосредственно в утепленный кожух и устройство кондукционного и/или индукционного нагрева.

Реализация предлагаемого способа иллюстрируется на чертеже, где 1 - нагревательная печь; 2 - устройство по очистки заготовок от окалины; 3 - нагретая выше точки Кюри и очищенная заготовка; 4 - утепленный кожух; 5 - устройство кондукционного и/или индукционного нагрева; 6 - нагреваемая до температуры прокатки заготовка; 7 - черновая клеть стана.

Пример конкретного осуществления способа.

Сортовую заготовку, размерами 150×150×12000 мм подают в нагревательную печь, например, пламенного типа, где нагревают до температуры ~800°С, что незначительно превышает точку Кюри (768°С для чистого железа). Это позволяет избавиться от интенсивного окисления металла в печи и практически исключить печную окалину и угар. Заготовку с температурой 800°С из печи подают на рольганг выдачи и осуществляют очистку механическим способом, например, вращающимися щетками или металлическим скребком, что позволяет избавиться от окалины образовавшейся после машин непрерывного литья заготовок. После механической очистки заготовку без остановок по рольгангу, укрытому утепленным кожухом (металлический каркас, внутри футерованный теплоизоляционным материалом) подают в кондукционную и/или индукционную установку нагрева заготовок, где нагревают до температуры прокатки, например до 1150°С, затем заготовку подают по рольгангу в черновую группу клетей. Выбор частоты при кондукционном и/или индукционном нагреве меняют в зависимости от марки стали, начальной и требуемой конечной температуры заготовки. В случае индукционного нагрева для заготовки сечением 150×150 частота составляет 0,05÷1 кГц. Установка нагрева кондукционным и/или индукционным способом и рольганги: подводящий заготовку к ней и подводящий заготовку к черновой группе клетей укрыты утепленным кожухом, выполненным из металлического каркаса, внутри футерованного теплоизоляционным материалом. Защитный газ, например азот, подается непосредственно в утепленный кожух.