В.І.
Іванов, В.П. Грицай, В.Ф. Сапов,
ПОЛІПШЕННЯ ВІДПАЛЮВАННЯ БУНТІВ СТАЛЕВОГО ПРОКАТУ У ПРОХІДНИХ РОЛИКОВИХ ПЕЧАХ
Запорізька державна інженерна академія,
Національна
металургійна академія України
На ряді металургійних виробництв країн СНД для
відпалювання бунтів сталевого прокату у захисній атмосфері використовують
прохідні роликові печі з радіаційними нагрівачами U-подібної форми.
Як свідчить з досвіду експлуатації печей даного типу, за
наявності задовільної якості та достатньої кількості захисного газу, що
подається до робочої камери, має місце зневуглецювання поверхневих шарів
відпаленого металу.
Причиною окислення металу є наявність підвищеного вмісту
кисню та двооксиду вуглецю в атмосфері печі, що попадають до її робочої камери
з тамбура завантаження, як через нещільність внутрішнього клинового затвору,
так і з металом, що відпалюють.
Усунення вказаного недоліку реалізується шляхом
періодичного вакуумування камери тамбура завантаження з бунтом металу, що
передує її продуванню захисним газом.
Результати випробувань періодичного вакуумування на одній
з прохідних роликових печей Константинівського металургійного заводу
зафіксували припинення потрапляння кисню та двооксиду вуглецю до робочої камери
печі [1].
Внаслідок цього значно поліпшилась відновна спроможність захисної атмосфери
печі та суттєво знизився вихід металу із зневуглецьованим поверхневим шаром.
Аналіз нагрівання сталевого прокату у печах даного типу
свідчить про наявність нерівномірності розподілу температури за висотою та
перерізом бунтів.
Зіставлення полів температури у бунтах сталевого прокату
під час нагрівання у прохідних роликових печах і ковпакових газових печах без
циркуляції захисної атмосфери свідчить про їхню ідентичність [2]. Використовуючи
позитивний досвід використання примусової циркуляції захисної атмосфери у
ковпакових газових печах, вважали, що створення її в робочій камері прохідних
печей даного типу буде позитивно сприяти рівномірностя нагрівання металу.
Під час дослідного відпалювання на
вогняному стенді, обладнаному серійним радіаційним нагрівачем і циркуляційним
вентилятором, встановленим на склепінні, встановлено, що після включення
вентилятора спостерігається суттєве вирівнювання розподілу температури металу
за обсягом бунта: значення перепаду
температури між його різними точками не перевищує 5...10°С. При цьому зафіксовано різке зниження рівня температури по довжині
радіаційного нагрівача, що знаходе пояснення у зменшенні частки променистої та
збільшенні частки конвективної складової тепловіддавання в її загальному
балансі.
Створення примусової циркуляції захисної атмосфери у
робочій камері печей даного типа дозволяє забезпечити рівномірність підведення
теплоти до бунтів, що супроводжується підвищенням однорідності структури та
властивостей металу, а також сприяє рівномірному перебігу процесу відновлення
вуглецю в металі під час відпалювання.
Найбільш поширеним методом підвищення рівня вуглецевого
потенціалу пічної атмосфери є введення до її складу природного газу (метану),
що взаємодіє з парами вологи та двооксидом вуглецю з утворенням оксиду вуглецю.
Варіювання змісту оксиду вуглецю дозволяє створювати характер пічної атмосфери
як нейтральний, так і спроможний до навуглецювання.
У відповідності до
результатів розрахунків додавань метану до захисної атмосфери ПСО-09, що
використовують у прохідних роликових печах з радіаційними нагрівачами
U-подібної форми, проводили експерименти з відпалювання бунтів сталевого
прокату за температури 780°С (з додаванням метану 2...4 %).
З використанням метода хімічного аналізу встановлено
збільшення вмісту вуглецю в зразках до повного насичення протягом 5...6 год.
ізотермічної витримки. Встановлено, що кількість вуглецю у період насичення
відповідає рівню вуглецевого потенціалу пічної атмосфери. Розбіжність
розрахункових значень рівня вуглецевого потенціалу та його значень, визначених
експериментальним шляхом, не перевищує 2,0...2,5 %.
Література:
1. Баздырев В.С., Иванов В.И., Грицай В.П. и др.
Совершенствование системы продувки тамбуров загрузки проходных роликовых печей
// Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1997. - № 4 (185). -
С.83-84.
2. Аптерман В.Н., Двейрин Е.Г., Тымчак В.М. Колпаковые
печи. - М.: Металлургия, 1965. - 235 с.