Слиток с жидкой сердцевиной (стр. 4 из 6)

Таким образом, нагрев слитков с жидкой сердцевиной осуществляется по трех стадийному режиму:

I - выдержка без подачи топлива;

II - нагрев при заданной тепловой мощности до контрольной температуры печи;

III - томление при заданной контрольной температуре в рабочем пространстве.

Продолжительность выдержки без подачи топлива зависит от технического состояния ячейки и количества газа., поступающего в горелочное устройство через байпас. Характерной особенностью нагревательных колодцев является то, что при полном закрытии регулировочного клапана и даже отсечного клапана некоторая часть газа все равно подается в горелку через байпас для безопасного зажигания факела при включении ячейки в режим нагрева.

Техническое состояние нагревательного колодца определяется состоянием кладки стен, крышки, песочных затворов, состоянием керамического рекуператора и других показателей, и характеризуется величиной мощности холостого хода, т.е. потерями тепла рабочим пространством. Мощность холостого хода ячейки легко определяется по расходу топлива, когда в рабочем пространстве колодца длительное время поддерживается заданная температура (обычно температура томления), а расход газа остается постоянным.

Более сложно определить расход газа, подающегося в рабочее пространство по безопасной линии. Измерить эту величину по стационарному прибору расхода газа на ячейку на представляется возможным, поскольку она находится в зоне нечувствительности прибора и вероятно составляет для колодцев блюминга-2 100 - 150 м3/ч. Определение расхода газа через байпас с некоторой погрешностью возможно путем прямого измерения перепада давления на измерительной диафрагме нагревательного колодца при полном закрытии отсечного клапана.

Для получения обобщенных результатов в расчеты для определения длительности выдержки без подачи топлива введена величина Мхх - Мб, где

Мхх = Vхх ´

Мб = Vб ´

Мхх - мощность холостого хода ячейки, кВт;

Мб - мощность подаваемая по безопасной линии, кВт;

Vхх - расход газа при холостом ходе ячейки, м3/ч;

Vб - расход газа по безопасной линии, м3/с;

- теплота сгорания газа - 71 1 8 кДж/м3 (1700 ккал/м3).

Результаты расчетного времени выдержки слитков с жидкой сердцевиной в нагревательном колодце блюминга-2 в зависимости от времени стрипперования и посада после конца разливки, для величины Мхх - Мб = 900, 1000, 1100 и 1200 кВт представлены в таблице 2 отдельно для садки из 12 слитков массой 12,5 т и садки из 16 слитков массой 8,4 т. С помощью ТТЛ комбината определено, что величина Мхх - Мб » 1000 кВт. Как видно из таблицы 2, при Мхх - Мб = 1000 кВт и времени стрипперования 30 минут от конца разливки (как в настоящее время принято на мет комбинате) время выдержки без подачи газа изменяется от 180 до 12 минут при изменении времени посада от 60 до 120 минут от конца разливки для слитков массой 12,5 т и от 126 до 27 минут при изменении времени посада от 60 до 90 минут для слитков массой 8,4 т.

Таким образом, слитки массой 12,5 т, охлаждавшиеся на воздухе более 120 минут после конца разливки могут нагреваться по стандартной технологии, а слитки массой 8,4 т по стандартной технологии могут нагреваться по истечении 90 минут после окончания разливки.

Результаты расчетов теплового состояния 12,5-тонных слитков, нагретых по предлагаемой технологии, представлены в таблице 3, а до новой и старой временным инструкциям комбината - в таблице 4. При выполнении расчетов принято, что время стрипперования слитков составляет 30 минут от конца разливки, Мхх - Мб = 1000 кВт, расход газа холостого хода ячейки Vxx = 630 м3/ч, расход газа через байпас Vб=126 м3/ч, теплота сгорания топлива 1700 ккал/м3, сталь – М3ПС, температура металла в момент разливки 1570°С. В графах "выдержка на байпасном газе", "время кристаллизации" и "время готовности к прокатке (время нагрева)" указано время от начала нагрева. При выполнении расчетов принято, что нагрев слитков начинается при температуре в рабочем пространстве колодца 800°С. Готовность слитка определяется полным завершением процесса кристаллизации и отсутствием внутри слитка даже очень малого объема металла с температурой ниже 1150°С. Для удобства восприятия результатов рядом с графой "Время от конца разливки" приведена графа "t° посада", которая определялась по методике, действующей на комбинате.

Следует отметить, что более точной характеристикой теплового состояния слитков является время стрипперования и время посада от конца разливки. Как видно из таблицы 3, существует оптимальная продолжительность охлаждения слитков на воздухе, которая обеспечивает минимальный угар металла. Для 12,5-тонных слитков при стрипперовании через 30 минут после окончания разливки оптимальным временем посада следует считать 90 - 120 мин (1,5 - 2,0 часа от конца разливки). Слитки посаженные через 135 минут (2 часа 15 минут) от конца разливки могу быть нагреты с минимальной тепловой мощностью в I периоде, равной мощности холостого хода ячейки. В таблице приведен результат такого режима нагрева. Однако в практической работе для таких слитков расход газа в первом периоде следует устанавливать выше расхода газа холостого хода ячейки, поскольку мощность холостого хода величина не постоянная и зависит от технического состояния колодца в данный момент.

Слитки, посаженные в колодец через 150 минут (1,5 часа) после окончания разливки, следует нагревать в соответствии с действующей технологической инструкцией, а температура томления может составлять 1280 - 1290°С.

Результаты расчетов теплового состояния слитков, нагретых по новой временной технологической инструкции комбината, приведенные в таблице 4, показывают, что время выдержки без подачи газа занижено, а для слитков с температурой посада 975 °С (время посада от конца разливки 60 минут) занижено и общее время нагрева, в результате чего процесс кристаллизации к моменту выдачи еще не завершился. Для завершения кристаллизации необходимо увеличить время нагрева на 20 минут.

Сокращение времени выдержки слитков в колодце без подачи газа приводит к увеличению длительности процесса кристаллизации и увеличению угара металла. Так, при температуре посада металла 940°С (время посада 75 минут от конца разливки) и времени выдержки без подачи топлива 60 минут, кристаллизация слитков в колодце завершается через 261 минуту от начала нагрева. При общем времени нагрева 270 минут угар металла составляет 1,325% от массы слитков.

Если время выдержки без подачи топлива увеличить до 140 минут (предлагаемая технология, таблица 3), то кристаллизация слитка завершится через 178 минут при общем времени нагрева 180 минут (на 1,5 часа меньше), а угар металла составит 0,815% (на 0,51% меньше). Это означает, что угар металла на каждом слитке снизится на 63 кг, т.е. на 760 кг на одной садке.

При температуре посада 880°С (90 минут от конца разливки) время нагрева слитков по предлагаемой технологии и новой временной инструкции совпадают (150 минут), однако угар металла по предлагаемой технологии на 0,17% меньше за счет увеличения времени выдержки слитков без подачи газа на 28 минут (таблицы 3, 4).

Таблица 1

Сравнительные данные экспериментальных и расчетных исследований нагрева садки из 12 слитков стали МЗПС массой 12,5 т (плавка 9-1783, 7-06.01г, колодец №28)

Время, мин		Температура, °С						Расход газа, м3/ч		Угар,%
t	tн	печи		металла (расчетная)				По расчету	По прибо-ру
		расчет	эксперимент
75	0	800	790	1302	895	621	1514	144	-	0,148
90	15	987	990	1318	1113	747	1514	144	-	О,176
105	30	1057	1050	1321	1186	792	1514	144	-	0,23
120	45	1097	1090	1321	1232	824	1514	144	-	0,293
135	60	1121	1120	1318	1263	847	1514	144	-	0,357
150	75	1136	1130	1313	1285	862	1514	144	-	0,418
165	90	1143	1140	1306	1301	871	1514	144	-	0,476
180	105	1146	1150	1298	1311	876	1513	144	-	0,529
195	120	1146	1160	1289	1318	877	1512	144	-	0,578
210	135	1147	1170	1278	1323	876	1510	144	-	0,623
225	150	1148	1175	1268	1324	872	1507	144	-	0,664
240	165	1147	1180	1255	1324	867	1501	144	-	0,701
кристаллизация	255	180	1146	1180	1250	1330	890	1480	5000	2000	0,734
260	185	1278	1200	1254	1331	1021	1442	2044	2000	0,753
270	195	1278	1220	1259	1319	1065	1418	1078	2000	0,789
280	205	1278	1250	1261	1315	1097	1403	866	2000	0,826
290	215	1278	1270	1263	1312	1121	1392	705	2000	0,864
выдача	300	225	1278	1270	1265	1309	1138	1382	569	2000	0,900
готов	310	235	1278	1267	1306	1152	1374	547	0,936
320	245	1278	1268	1304	1165	1316	533	0,978

В таблице 1 приняты следующие обозначения: t - время от конца разливки; tн - время нагрева;

- средняя по массе температура; - максимальная температура на поверхности слитка; - минимальная температура внутри слитка; - максимальная температура по оси слитка.