Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ НАГРЕВА РУЛОНОВ СТАЛИ В КОЛПАКОВЫХ ПЕЧАХ
СПОСОБ НАГРЕВА РУЛОНОВ СТАЛИ В КОЛПАКОВЫХ ПЕЧАХ

СПОСОБ НАГРЕВА РУЛОНОВ СТАЛИ В КОЛПАКОВЫХ ПЕЧАХ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: способ включает регулирование подачи топлива по температуре стенда, причем расход топлива поочередно устанавливают для каждого из равных интервалов времени, определяемых условиями устойчивости системы автоматического регулирования, и определяется по измеренной в предыдущем интервале времени температуре стенда по расчетным значениям температуры стенда, скорости и ускорения нагрева на заданном интервале времени по формуле, приведенной в тексте описания, при этом начальная скорость нагрева для первого интервала времени нагрева выбирается в пределах 0,05 0,07 град/с. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2047662
Класс(ы) патента: C21D9/663
Номер заявки: 5061251/02
Дата подачи заявки: 02.09.1992
Дата публикации: 10.11.1995
Заявитель(и): Карагандинский металлургический институт (KZ)
Автор(ы): Бурдо Александр Израйлович[KZ]; Иванцов Олег Викторович[KZ]; Барбаев Виктор Игнатьевич[KZ]; Островский Михаил Давыдович[KZ]; Тюков Анатолий Васильевич[KZ]
Патентообладатель(и): Бурдо Александр Израйлович (KZ)
Описание изобретения: Изобретение относится к металлургии, в частности к нагреву полосовой стали в рулонах в колпаковых печах.
Известен способ нагрева рулонов стали в колпаковых печах, в котором подачу топлива регулируют по задаваемой температуре стенда путем подачи максимального расхода топлива до достижения заданной температуры, затем расход топлива постепенно сокращают, поддерживая заданную температуру в соответствии с заданием.
Недостатком известного способа (прототип) является большая скорость роста температуры в период нагрева, при этом перепад температур по толщине рулона достигает 200-250оС. Для устранения такого перепада температур необходима длительная выдержка, которая приводит к повышенному расходу топлива при нагреве и низкому качеству металла из-за перегрева.
Целью изобретения является сокращение расхода топлива и повышение выхода годного металла.
Поставленная цель достигается тем, что в способе нагрева рулонов стали в колпаковых печах, включающем регулирование подачи топлива по температуре стенда, расход топлива поочередно устанавливается для отдельных одинаковых интервалов времени, определяемых условиями устойчивости системы автоматического регулирования, и определяется по измеренной на предыдущем по времени шаге температуре стенда расчетным значением температуры стенда, скорости и ускорения нагрева на задаваемом шаге по времени по формуле
B T + Tст[I]
где Tст[I] Tст[I-1]+ Δτ
+ Δτ
+ 2S
n 1/град S 1/град tT=
a коэффициент теплоотдачи, Вт/м2 х град;
F поверхность нагрева, м2; Т постоянная времени, с;
Кп коэффициент потерь, Вт/град; q теплота сгорания топлива, Дж/м3;
Кд коэффициент выхода продуктов сгорания, Qc потери тепла, Вт;
Кр коэффициент регенерации тепла;
Сд теплоемкость продуктов сгорания, Дж/м3 град;
а начальная скорость нагрева для первого интервала времени нагрева выбирается в пределах 0,05-0,07 град/с.
Расчет первой и второй производных осуществляется на основе численных значений входящих переменных для каждого элементарного интервала.
Предлагаемый способ и прототип имеют следующие одинаковые существенные признаки. Оба предназначены для нагрева рулонов стали в колпаковых печах, в котором подачу топлива регулируют по задаваемой температуре стенда путем подачи топлива до достижения заданной температуры.
Существенное отличие состоит в том, что в способе нагрева рулонов стали в колпаковых печах расход топлива поочередно устанавливается для отдельных одинаковых интервалов времени, определяемых условиями устойчивости системы автоматического регулирования. Другое его отличие состоит в том, что количество топлива за указанный интервал определяется по измеренной на предыдущем по времени шаге температуре стенда, расчетным значениям температуры стенда, скорости и ускорения нагрева на задаваемом шаге по времени по формуле
B T + Tст[I],
где Tст[I] Tст[I-1]+ Δτ;
+ Δτ
= + 2S
n 1/град S 1/град tT=
a коэффициент теплоотдачи, Вт/ м2 x град;
F поверхность нагрева, м2; Т постоянная времени, с;
Кп коэффициент потерь, Вт/град; q теплота сгорания топлива, Дж/куб. м;
Кд коэффициент выхода продуктов сгорания; Qc потери тепла, Вт;
Кр коэффициент регенерации тепла;
Сд теплоемкость продуктов сгорания, Дж/м3 град;
а начальная скорость нагрева для первого интервала времени нагрева выбирается в пределах 0,05-0,07 град/с.
Совокупность существенных признаков предлагаемого способа и прототипа позволяет устранить перепад температур и длительную выдержку, которая приводит к повышенному расходу топлива при нагреве и низкому качеству металла из-за перегрева и приводит к сокращению расхода топлива и повышению выхода годного металла.
П р и м е р. Металл марки 0,8 кп в рулонах массой 37,0 тонн, толщиной 0,5 мм и шириной 700 мм загружали в колпаковую печь в стопу по три рулона и при расчетных значениях коэффициентов период нагрева разбивали на интервалы продолжительностью Δτ=1/100τзад. В нашем случае τзад составляло 50 ч. Затем задавали начальную скорость нагрева 0,05 град/с (при которой величина рекристализационного зерна соответствует предъявляемым механическим свойствам стали 0,8 кп) и рассчитывали режимы подачи топлива на каждом интервале продолжительностью 50/100= 0,5 ч по формуле (1). По окончании расчета производилась проверка на достижение заданного значения температуры стенда по формуле τз τрасч.
L= Tстст, если /L/<e, где e заданная точность, равная 5-10 oС, то расчет закончен. В противном случае изменяли начальное значение скорости нагрева в зависимости от знака L на величину (0,001-0,01) и расчет повторяется до попадания в заданный интервал +e.
В результате проделанного расчета получили траекторию оптимального изменения заданной температуры стенда (Тст) и минимальный расход топлива для каждого расчетного интервала нагрева, т.е. режим, обеспечивающий оптимальное управление расходом топлива при максимальном перепаде температур по толщине рулона не более 50оС и, следовательно, качество металла и выход годного при той же продолжительности нагрева.
Результаты нагрева металла опытной партии контролировались по термопарам, установленным в различных точках как по высоте садки, так и по сечению рулонов. Выбор места установки обусловлен предварительными исследованиями экстремальных температур. Показания термопар фиксировали автоматическим потенциометром. Образцы металла для механических испытаний и исследования микроструктуры отбирались по принятой на КарМК схеме и с соблюдением установленных ГОСТов. Технико-экономические показатели 70 опытно-промышленных нагревов приведены в таблице в сравнении с прототипом.
Формула изобретения: СПОСОБ НАГРЕВА РУЛОНОВ СТАЛИ В КОЛПАКОВЫХ ПЕЧАХ, включающий регулирование подачи топлива по температуре стенда Tст, отличающийся тем, что расход топлива поочередно устанавливается для каждого из равных интервалов времени, определяемых условиями устойчивости системы автоматического регулирования, и определяется по измеренной в предыдущем интервале времени температуры стенда, по расчетным значениям температуры стенда, скорости и ускорения нагрева на заданном интервале времени по формуле










a коэффициент теплоотдачи, Вт/м2 · град;
F поверхность нагрева, м2;
T постоянная времени, с;
Кп коэффициент потерь, Вт/град,
q теплота сгорания топлива Дж/м3;
Kд коэффициент выхода продуктов сгорания;
Qс потери тепла, Вт;
Kр коэффициент регенерации тепла;
Cд теплоемкость продуктов сгорания, Дж/м3 · град.
а начальная скорость нагрева для первого интервала времени нагрева выбирается в пределах 0,05 0,07 град/с.