ИТС 27-2017 Производство изделий дальнейшего передела черных металлов

     2.1.2 Нагрев заготовки

Нагрев металла производится с целью повышения его пластичности и, соответственно, снижения нагрузок при его деформации.

Режим нагрева перед прокаткой характеризуют температурой нагрева, скоростью нагрева, числом ступеней (зон) нагрева, продолжительностью нагрева.

Нагрев слитков под прокатку листа осуществляют в регенеративных и рекуперативных нагревательных колодцах. Широкое распространение получили рекуперативные колодцы с центральной нижней (на подине) горелкой, состоящие из 12 групп по четыре ячейки в каждой. Производительность одной группы - 230-240 тыс.т/г, удельный расход топлива - 1000-1070 кДж/кг. Температуру нагрева и его продолжительность устанавливают в зависимости от марки стали и массы слитка. Выдачу слитков из ячейки производят в порядке посадки. Топливо - природный газ. Подогрев воздуха производится в керамическом рекуператоре.

Регенеративные колодцы для нагрева листовых слитков характеризуются большим расходом топлива - 1050-1340 кДж/кг.

Для легированных сталей широко применяют ступенчатый нагрев, перемещая слиток из ячейки с более низкой температурой в ячейку с более высокой температурой.

Для нагрева тяжелых слитков (до 150 т), тонких слябов и слябов из легированных сталей, требующих особых режимов нагрева, применяют камерные печи.

Нагрев слябов перед прокаткой на толстолистовых и широкополосных станах производится в методических печах. Главной конструктивной особенностью, которая оказывает основное влияние на остальные характеристики работы печи, является способ транспортирования заготовок в рабочем пространстве печи. В методических печах для нагрева заготовок под обработку давлением применяют в основном проталкивание (толкательные печи) и шагание (печи с шагающим подом и с шагающими балками). Независимо от расположения горелок в работе этих печей в подавляющем большинстве случаев используется принцип противотока. Загрузка и выдача слябов - торцевая.

Общая тепловая мощность современных методических печей для нагрева слябов достигает 250 МВт.

Применение шагающих балок позволяет исключить травмирование нижней поверхности слябов о подовые трубы. Производительность методических печей достигает 450 т/ч. Топливо - смесь коксовый, доменный, природный газы, а также смесь газа и мазута, максимальный расход -  5-15 тыс.м/ч, подогрев воздуха осуществляется преимущественно в рекуператорах.

Горячий посад непрерывнолитых и горячекатаных слябов и заготовок в методические печи стана и прямая прокатка являются эффективными мероприятиями, которые обеспечивают снижение расхода топлива на нагрев металла под прокатку.

В общем случае горячим посадом считается посад металла с температурой более 600°С, теплый - 300°С-600°С, холодный - меньше 300°С. Прокатка металла транзитом от обжимных заготовочных станов или непосредственно от МНЛЗ с небольшим подогревом (или без него) уменьшает расход топлива на 15%-60% относительно расхода при холодном посаде. Использование непрерывнолитой заготовки вместо слиткового передела позволяет сократить расход энергоресурсов примерно на 20%-40%.

Непрерывная разливка-прокатка. Одним из направлений совершенствования процессов производства проката в настоящее время является создание литейно-прокатных агрегатов. В состав такого агрегата входят: машина непрерывного литья заготовок (блюмовая, слябовая или сортовая), устройства для передачи непрерывнолитой заготовки, печь для подогрева и непосредственно прокатный стан (соответствующего типа) со всем технологическим оборудованием.

При применении такой технологии удается практически полностью использовать первичную теплоту непрерывнолитой заготовки для ее деформации, что существенно экономит энергоресурсы на нагрев. Также исключается промежуточное складирование заготовок, что значительно повышает производительность стана (до 25%) и эффективность использования оборудования.

Еще одним преимуществом литейно-прокатных агрегатов является компактное расположение оборудования, что требует меньших производственных площадей и капитальных затрат на строительство (до 1,5 раза).

Обжатие литого металла в таком совмещенном процессе способствует улучшению качества поверхности и структуры литых заготовок, а себестоимость проката снижается благодаря повышению выхода годного (на 2%) и сокращению расходов по переделу.

В вопросе совмещения МНЛЗ и прокатного стана существует ряд проблем, таких как согласование различающихся в несколько раз скоростей этих агрегатов. Решение этого вопроса обусловило появление ряда возможных вариантов схем состыковки этих двух агрегатов:

- прямая стыковка (с резкой слитка перед задачей в проходную печь);

- стыковка с использованием устройств для интенсивной пластической деформации (планетарные клети и т.д.) в первом проходе;

- стыковка с использованием высокоскоростных МНЛЗ;

- стыковка сортового стана с слябовой МНЛЗ с поперечной резкой сляба на заготовки или прокаткой сляба "на ребро".