Нагрев стальных слябов

В.Н. Перетятько, Н.В. Темлянцев, М.В. Темлянцев, Ю.Е. Михайленко.

Теплотехник, 2008 г.

ПЕЧИ С МЕХАНИЗИРОВАННЫМ ПОДОМ

Строительство первых методических печей с механизированным подом датировано началом 50-х годов прошлого века. К методическим печам с механизированным подом относят печи с шагающими балками (ПШБ) и шагающим подом (ПШП). Под ПШП выполнен в виде системы футерованных не охлаждаемых сегментов (балок), а под ПШБ выполнен из водоохлаждаемых труб, осуществляющих шагающие движения, обеспечивающие перемещение металла через печь (рисунок 2.10). В ПШП реализуют односторонний (только сверху) нагрев металла, а в ПШБ -двухсторонний (сверху и снизу). В ПШБ и ПШП металл транспортируют с помощью одной балки или группы балок, перемещаемых по отношению к неподвижному поду печи или стационарным балкам, или с помощью двух групп шагающих балок, перемещаемых относительно друг друга.

Для повышения равномерности нагрева металла водоохлаждаемые балки по аналогии с глиссажными трубами оборудуют рейтерами, а для снижения тепловых потерь с охлаждающей водой их футеруют и теплоизолируют (рисунок 2.11).

На рисунках 2.12 - 2.15 представлены конструкции ПШБ для нагрева слябов под прокатку на широкополосных станах.

На рисунке 2.12 представлена трехзонная ПШБ производительностью до 280 т/ч, отапливаемая природно-доменным газом с теплотой сгорания 20,9 МДж/м³. Печь предназначена для нагрева слябов толщиной 150 - 300 мм, шириной 900 - 1850 мм и длиной 4500 - 10500 мм. Ширина печи 11250 мм, длина активного пода 37300 мм. Тепловая мощность печи 215 МВт. Поверхность нагре-ва металлического рекуператора 2300 м .

На рисунке 2.13 представлена печь с шагающими балками тонколистового стана 2000 Череповецкого металлургического комбината (ОАО «СеверСталь»). Печь имеет торцевые загрузку и выдачу. С рольганга загрузки слябы подаются на балки сталкивателем, а на рольганг выдачи - укладываются машиной безударной выдачи. В печи имеются четыре шагающие и шесть стационарных балок. Привод балок гидравлический. Вертикальный ход балок 200 мм, горизонтальный 480 мм, цикл шагания 56 с. Печь отапливается природным газом с теплотой сгорания 33,6 МДж/м³ либо мазутом с теплотой сгорания 38,4 МДж/м³ с помощью дутьевых горелок. Воздух для горения подогревается в металлическом трубчатом рекуператоре с поверхностью нагрева 1650 м². Печь предназначена для нагрева слябов сечением 150 - 250 χ 750 - 1850 мм, длиной 4500 - 10500 мм; ширина печи составляет 11250 мм, длина активного пода 48400 мм; площадь активного пода 500 м², габаритного - 545 м²; производительность печи 420 т/ч; тепловая мощность печи 252 МВт; температура подогрева воздуха составляет 400 °С.

На рисунке 2.14 представлена трехзонная ПШБ для нагрева слябов под прокатку. Печь отапливается природным газом с теплотой сгорания до 37 МДж/м³ и имеет производительность до 210 т/ч. Толщина нагреваемых слябов 100-315 мм, ширина 1100 — 1900 мм, длина 2500 - 2900 мм. Напряженность активного пода печи до 850 кг/(м ч), удельный расход тепла на нагрев 2,1 - 2,9 МДж/кг стали.

На рисунке 2.15 представлена ПШБ стана 2000 Магнитогорского металлургического комбината. Печь имеет торцевые загрузку и выгрузку металла и предназначена для нагрева слябов толщиной 250 мм, шириной 750 - 1850 мм и длиной 4700 - 12000 мм. Ширина рабочего пространства печи 12600 мм, габаритная длина 49700 мм. В печи расположены четыре шагающих и шесть стационарных балок с вертикальным ходом 200 мм, горизонтальным ходом 450 мм и циклом шагания 56 с. Максимальная производительность печи до 546 т/ч, тепловая мощность 274 МВт. Печь отапливается природным газом с низшей теплотой сгорания 33 МДж/м³. В верхних зонах печи использовано сводовое отопление, установлено 176 радиационных плоскопламенных горелок типа ГР, разделенных на шесть зон автоматического регулирования. В нижней томильной зоне применено торцевое отопление.

Методические печи с шагающим подом (рисунок 2.16) для нагрева слябов практического применения не получили, поскольку обеспечивают только односторонний (сверху) нагрев металла, что по сравнению с ПШБ приводит к снижению производительности и повышению удельного времени нагрева. Применение ПШП в некоторых случаях оправдано для нагрева относительно коротких (длиной 1200 - 1500 мм) слябов, транспортирование которых в ПШБ затруднительно.

Основные достоинства методических печей с шагающими балками применительно к нагреву слябов следующие:

- отсутствие ограничений по производительности, длине печи, количеству транспортируемых слябов и массе садки (производительность ПШБ достигает 465 т/ч, длина до 57 м);

- отсутствие механического взаимодействия слябов между собой, что способствует повышению качества поверхности проката и снижению угара стали;

- независимость операций загрузки и выгрузки металла, возможность быстрой выгрузки слябов в случаях длительной остановки стана и ремонтах печи;

- обеспечение высокой равномерности нагрева слябов по длине и периметру за счет оборудования шагающих балок рейтерами, что практически полностью предотвращает образование темных пятен; охлаждающий эффект водоохлаждаемых балок с рейтерами в ПШБ проявляется в значительно меньшей степени по сравнению с толкательными печами, поскольку в процессе перемещения сляба положение точек соприкосновения нижней поверхности слябов с рейтерами непрерывно изменяется;

- отсутствие необходимости в остановках печи для чистки подины от окалины.