Реферат: Hазработка системы регулирования, контроля и регистрации потребления энергоносителей печью скоростного нагрева

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Мировой рынок предъявляет все более высокие требования к показателям качества опорных валков прокатных станов (твердость, глубина закаленного слоя, распределение остаточных напряжений).

Известны следующие технологии закалки прокатных валков: в электромасляных ваннах, токами промышленной частоты, токами высокой частоты, регулируемым охлаждением водой, водовоздушной смесью и др.

Одним из таких процессов является дифференцированная термическая обработка (в дальнейшем – ДТО) опорных валков прокатных станов. Технологический процесс ДТО направлен на снижение энергозатрат при нагреве валка до температуры закалки за счет нагрева не всего объема валка, а лишь поверхностного (закаливаемого) слоя.

С
уть ДТО заключается в следующем (схема и этапы режима ДТО приведены на рисунке 1):

Рисунок 1.1 - Схема и этапы режима ДТО

Этап 1 – предварительный подогрев валка.

Производится в термической печи с выкатным подом с целью перевода материала сердцевины валка в более пластичное состояние, способное выдержать высокие растягивающие напряжения при последующем интенсивном нагреве в печи скоростного нагрева (в дальнейшем – ПСН).

Рациональная среднемассовая температура предварительного подогрева для всех типоразмеров валков находится в пределах Т_п500С. При более низких температурах велика опасность разрушения валка при быстром нагреве бочки из-за недостаточной пластичности слабо прогретой сердцевины валка. С ростом температуры предварительного подогрева повышаются остаточные напряжения после ДТО и, следовательно, растет вероятность разрушения валка после окончания режима. Требуемая равномерность температуры печи в конце подогрева 5С.

Этап 2 – градиентный нагрев в ПСН.

Параметры нагрева валка определяются маркой стали, требованиями по глубине активного (закаленного) слоя, уровнем трещиностойкости металла центральной части валка и размерами возможных дефектов металлургического происхождения.

Оптимальная температура нагрева Т_н выбирается из расчета получить максимальную закаливаемость, т.е. максимальную твердость структуры, образующейся в поверхностном слое валка при закалке. Оптимальный режим нагрева состоит из максимально интенсивного нагрева поверхности бочки до температуры Т_н и выдержке при данной температуре до прогрева на заданную глубину. Ограничить интенсивность нагрева могут либо возможности оборудования (мощность ПСН) либо высокие растягивающие напряжения, которые возникают в центральной зоне валка при интенсивном нагреве.

Этап 3 – выдержка для обеспечения прогрева бочки валка на заданную глубину в ПСН.

Продолжительность выдержки при поддержании температуры бочки валка на уровне температуры нагрева Т_н зависти от желаемой глубины прогрева поверхностного слоя. В свою очередь, оптимальная величина прогрева зависит от прокаливаемости стали и интенсивности дальнейшего охлаждения.

Этап 4 – транспортировка валка из ПСН в спрейерную установку.

Продолжительность переноса валка из ПСН к спрейерной установке должна быть сведена к минимуму. Это обусловлено тем, что на воздухе поверхностный слой валка быстро теряет тепло.

Этап 5 – интенсивное водяное охлаждение в спрейерной установке.

Производится с максимально возможной плотностью орошения с целью формирования наиболее благоприятной структуры и максимальной глубины активного слоя.

Этап 6 – мягкое регулируемое водовоздушное охлаждение в спрейерной установке с отогревом поверхности.

На этом этапе продолжается принудительный теплосъем с поверхности валка теплового потока, поступающего из внутренних слоев. Продолжительность водовоздушного охлаждения определяется по условию достижения среднемассовой температуры валка Т₀ (температуры копежа).

Этап 7 – отпуск в печи с выкатным подом.

Температура и продолжительность отпуска определяются исходя из требований на твердость бочки валка.

Новокраматорский машиностроительный завод – лидер отечественного машиностроения – является одним из ведущих поставщиков валков прокатных станов как для Украины, так и в страны ближнего и дальнего зарубежья. Заводом успешно освоены перечисленные выше технологии.

Технология ДТО реализована на участке ДТО, который включает в себя две термические печи с выкатным подом, печь скоростного нагрева, спрейерную установку.

Автоматизированная система управления технологическим процессом ДТО построена на базе оборудования фирмы «SIEMENS» по иерархической структуре.

1. Теоретические сведения об этапе дифференцированной

термической обработки прокатных валков - градиентном

нагреве в печи скоростного нагрева

Параметры нагрева валка определяются маркой стали, требованиями по глубине активного слоя, уровнем трещиностойкости металла центральной части валка и размерами возможных дефектов металлургического происхождения. Рассмотрим более подробно факторы, влияющие на выбор параметров нагрева.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--