Сборник рефератов

Дипломная работа: Термическое отделение для непрерывного отжига металла

Краткая техническая характеристика АНО:

1.Общая длина − 298,5 м.

2.Минимальная скорость полосы − 30 м/мин.

3.Максимальная скорость полосы: входная часть − 300 м/мин, средняя (печная) часть − 220 м/мин, выходная часть − 300 м/мин.

4.Максимально допустимая температура в печных секциях не должна превышать следующих значений: секция нагрева − 900° С; секция выдержки − 880° С; секция газового охлаждения − 780° С; секция повторного нагрева − 900° С; секция перестаривания − 500° С; секция быстрого охлаждения − 300° С.

5.Рулоны, поступающие на обработку в АНО, должны быть следующих размеров:

внутренний диаметр рулонов − 600±5 мм;

наружный диаметр рулонов − 1100−2200 мм;

толщина полосы − 0,4−2,0 мм;

ширина полосы − 900−1500 мм.

2.5 Состав и описание оборудования агрегата непрерывного отжига

2.5.1 Оборудование входной части АНО

В состав оборудования входной части входит:

—  приемные стеллажи;

—  передвижные тележки;

—  устройство для удаления обвязочной ленты;

—  устройство для измерения диаметров рулонов;

—  разматыватели;

—  центрирующие устройства;

—  прижимные, направляющие, текущие, центрирующие и натяжные ролики;

—  гильотинные ножницы;

—  устройство для уборки обрези;

—  сварочная машина;

—  система очистки и промывки полосы;

—  система отсоса паров;

—  вентиляционная система;

—  сушилка;

—  входное петлевое устройство.

 

2.5.2 Оборудование печной части АНО

В состав оборудования входит:

—  секция нагрева;

—  секция выдержки;

—  секция газового охлаждения;

—  секция ускоренного охлаждения;

—  секция повторного нагрева;

—  секция перестаривания;

—  секция воздушного охлаждения;

—  система промывки и очистки полосы;

—  система отсоса паров;

—  вентиляционная система;

—  отжимные, центрирующие, натяжные ролики;

—  система автоматического центрирования полосы;

—  система сжигания природного газа;

—  система подачи воздуха на горения;

—  система контроля и регулирования технологических процессов;

—  система защиты и сигнализации.

Все печные секции АНО представляют собой конструкцию, выполненную из газонепроницаемого кожуха, усиленного ребрами жесткости.

Секция нагрева служит для нагрева полосы до требуемой температуры. Каркас секции выполнен из листовой стали толщиной 6 мм. Секция разделена на два блока. В качестве футеровки применены жаропрочный теплоизоляционный кирпич, теплоизоляционный плавленый огнеупор, стекловолокнистые плиты, керамическое волокно. Секция имеет шесть зон нагрева. В качестве топлива используется природный газ с калорийностью 8300 ккал/м3. Газ сжигается в радиантных трубах с помощью горелок. Общее количество труб − 217. Тепловая мощность секции 287×105 ккал/ч. Каждая труба состоит из следующих конструктивных элементов герметичного сварного кожуха, главной горелки, вспомогательной горелки и рекуператора. Для предварительного нагрева (до 320° С) имеется 217 рекуператоров. Отработанный газ вытягивается эжекторами и через дымоходы выбрасывается за пределы цеха. Воздух для горения подается с помощью трех воздуходувок.

Для транспортировки полосы в секции установлено 19 роликов, выполненных из хромовой стали. Диаметр бочки роликов 850 мм, длина бочки − 1900 мм. От перегрева ролики защищены экранами.

Секция выдержки предназначена для поддержания температуры полосы на уровне, достигнутом в секции нагрева. Кожух секции аналогичен кожуху секции нагрева. Футеровка выполнена из стекловатных плит, керамического волокнистого материала, плавленого огнеупора. Футеровка защищена от разрушения плитами нержавеющей жаропрочной стали толщиной 1,5 мм. Секция обогревается 36-ю электронагревателями общей мощностью 940 кВт и разделена на две зоны нагрева. Для транспортировки полосы имеются 10 роликов.

Секция газового охлаждения служит для охлаждения полосы до температуры 500−600° С с помощью защитного газа, направляемого на полосу через цилиндрические сопла. Использованный газ вытягивается из секции в газопроводы с помощью четырех циркуляционных вентиляторов. Газопроводы оборудованы холодильниками защитного газа, при помощи которых отсасываемый из секции горячий газ охлаждается до температуры 200−400° С. В секции имеется три печных ролика для транспортировки полосы, а также 18 электронагревателей суммарной мощностью 450 кВт, которые используются для сушки и разогрева секции. На выходе из секции предусмотрено уплотнение специальной конструкции, создающее гидродинамический напор методом противотока азота.

Секция повторного нагрева служит для нагрева полосы до 200−500° С. Принцип работы и конструкция секции аналогичны секции нагрева. Печных роликов − 9 штук, диаметр бочки 1400 мм, радиантных труб с горелками − 100 штук.

Секция перестаривания служит для постепенного охлаждения полосы с помощью охлаждающих труб из хромоникелевой стали. Через трубы просасывается атмосферный воздух, который, нагреваясь, отбирает тепло от защитной атмосферы и от полосы. Количество труб − 28. Просасывание воздуха осуществляется с помощью четырех вентиляторов. В секции расположены 15 роликов с диаметром бочки 140 мм, длиной 1900 мм. Секция оборудована 14 смотровыми гляделками для наблюдения за полосой в печи.

Секция быстрого охлаждения служит для охлаждения полосы до температур, при которых исключено окисление поверхности полосы при ее выходе из секции. Охлаждение полосы производится с помощью защитного азотно-водородного газа, циркулирующего через 10 холодильников. Использованный для охлаждения полосы защитный газ вытягивается из секции с помощью 10 циркуляционных вентиляторов. Регулирование скорости охлаждения полосы производится путем пуска или остановки вентиляторов. В секции находятся 10 печных роликов их хромоникелевой стали. Для наблюдения за полосой имеются 6 гляделок и телевизионная установка.

Секция воздушного охлаждения предназначена для охлаждения полосы до температуры 20° С с помощью воздуха, забираемого вентиляторами из окружающего пространства. Скорость полосы 220 м/мин. Скорость охлаждения полосы регулируется дистанционно вручную задвижками подачи воздуха. В секции имеются 9 печных роликов с диаметром бочки 1400 мм и 10 вентиляторов.

2.5.3 Оборудование выходной части АНО

В состав оборудования выходной части входит:

—  натяжное устройство;

—  центрирующее устройство;

—  выходное петлевое устройство;

—  дрессировочная клеть;

—  промасливающая машина;

—  летучие ножницы;

—  моталки;

—  ленточные захлестыватели;

—  тележки с подъемным столом;

—  разгрузочные конвейеры;

—  обвязочные машины;

—  весы.

2.6 Технологические процессы в линии агрегата непрерывного отжига

2.6.1 Обработка полосы во входной части АНО

Прокатанные на непрерывном пятиклетьевом стане холодной прокатки «2030» поплавочно электромостовым краном рулоны устанавливают на загрузочные стеллажи № 1 и № 2 в позиции № 1. Затем рулоны тележками перемещают в позицию № 2, где производят удаление обвязочной ленты ручным способом, обеспечивающим сохранность металла от травмирования, даже производят измерение наружного диаметра. Данные измерений используют для центрирования рулонов по оси разматывателей при установке их на барабан. После измерения диаметра рулоны устанавливают на барабаны разматывателей и центрируют по оси линии отжига. Далее автоматически производится поиск переднего конца полосы с помощью датчика и определение, а именно отделение его от рулона с помощью отгибателей. Передача конца рулона через направляющие ролики в правильную машину. Заправка рулонов на разматыватели № 1 и № 2 и последующая обработка (обрезка) концов полос производится поочередно при работе одного из разматывателей.

Обрезка переднего и заднего концов полос производится автоматически в сдвоенных гильотинных ножницах. Количество резов определяется, исходя из длины некондиционных концевых участков холоднокатаного проката. Обрезанные концы полос с помощью уборочного устройства направляются в короб для обрези.

Сварка полос осуществляется на сварочной машине внахлест. Величина перекрытия концов полос 1,5−2,5 мм зависит от толщины свариваемых концов и устанавливается автоматически от ЭВМ. Скорость сварки двухступенчатая − 6,6 м/мин и 10 м/мин. Пред сваркой концы полос центрируются с помощью центрирующего устройства и обрезаются на встроенных ножницах для обеспечения их параллельности. Если свариваемые концы отличаются друг от друга по ширине на 10 мм и более, то выступающие углы должны быть обрезаны с помощью высечного пресса.

После сварочной машины полоса поступает в установку обезжиривания, состоящую из ванны щелочного обезжиривания, щеточно-моечной машины № 1, ванны электролитического обезжиривания, щеточно-моечной машины № 2 и ванны промывки горячей водой. Для приготовления концентрированного моющего раствора используется кристаллический метасиликат натрия (Na2SiO3). Вместо него можно использовать растворы на основе моющих средств типа МС-8 и МС-15.

Приготовленный концентрированный моющий раствор насосами перекачивается к АНО в бак для хранения щелочи. Для избежания кристаллизации раствора температуру в баке поддерживают в пределах (60±5) °С, а трубопровод моющего раствора промывается горячей водой после каждой подачи раствора. Концентрированный моющий раствор поступает в циркуляционные баки агрегата, где разбавляется водой до рабочей концентрации, которая регулируется автоматически. Раствор с соответствующей температурой и концентрацией насосами направляется в рабочие ванны на агрегате.

Между рабочими ваннами циркуляционным баком осуществляется циркуляция раствора. Имеются две циркуляционные системы:

—  циркуляционная система № 1, состоящая из циркуляционного бака вместимостью 25 м3 и щелочной ванны;

—  циркуляционная система № 2, состоящая из ванны электролитической очистки и циркуляционного бака вместимостью 25 м3.

Очистка полосы начинается в щелочной ванне с погружения ее в раствор. Далее полоса поступает в щеточно-моющую машину № 1, где очищается с помощью щеток, на которые под давлением 2,5×105−3,0×105 Па подается вода через коллекторы. Вращение щеток должно совпадать с направлением движения полосы.

Очистка полосы в ванне электролитического обезжиривания производится в среде раствора метасиликата натрия или моющих средств типа МС-8, МС-15 с подачей тока на электроды. Сила тока должна быть не менее 2000 А. Расстояние между электродами − 150−200 мм. При поступлении на обработку каждого нового рулона необходимо производить переключение полярности тока.

Очистка полосы в щеточно-моющей машине № 2 производится аналогично щеточно-моющей машине № 1.

Окончательная промывка полосы после очистки производится в ванне горячей промывки методом струйной обработки и методом погружения. Для промывки и удаления щелочи применяется умягченная вода, используемая каскадно от ванны промывки до щеточно-моечной машины № 1, после чего вода сливается в дренажную емкость. Удаление влаги с поверхности полосы производится с помощью трех пар отжимных роликов.

В ваннах щелочного и электролитического обезжиривания массовая концентрация активной щелочности растворов должна быть не менее 6 г/дм3. Температура растворов в ваннах должна быть (85±5) °С. Массовая концентрация механических примесей в обезжиривающих растворах в ваннах щелочного и электролитического обезжиривания должна быть не более 1 г/дм3. Корректировка состава растворов в рабочих ваннах АНО осуществляется добавлением свежеприготовленного раствора из расходного бака.

2.6.2 Термическая обработка стали

Полоса, подвергаемая термообработке в средней (печной) части АНО, последовательно проходит секцию нагрева, выдержки, газового охлаждения, повторного нагрева, перестаривания, ускоренного и воздушного охлаждения.

В зависимости от типоразмеров полосы, скорости ее перемещения, а также режима термообработки она нагревается в камере нагрева до температуры 700−850° С, затем при этой температуре проходит выдержку в секции выдержки. В секции газоструйного охлаждения полоса охлаждается до температуры 630−500° С. Остывшая полоса вторично нагревается в секции повторного нагрева до температуры 400−500° С. Затем в секции перестаривания постепенно охлаждается до температуры 280−250° С и, поступив в секцию ускоренного охлаждения, охлаждается до температуры, при которой исключено окисление поверхности полосы на воздухе (ниже 100° С). В секции воздушного охлаждения полоса охлаждается до температуры на 5−7° С выше температуры воздуха в отделении, но не выше 40° С.

Температура полосы по секциям агрегата задается в зависимости от способности к вытяжке проката. Значения температуры полосы в зависимости от способности к вытяжке для стали О8Ю приведены в таблице 4.

Таблица 4

Температуры полосы различных категорий вытяжки для стали О8Ю

Способность

к вытяжке

Температура, °С
Секция нагрева Секция выдержки Секция газового охлаждения Секция повторного нагрева Секция перестарива-ния

ВОСВ

ОСВ

СВ

850+20

 -10

850+20

 -10

550+10

 -50

440±20 320±30
ВГ

700+50

 -20

700+50

 -20

500+20

 -50

440±20 320±30

Таблица 5

Температуры рабочего пространства в зонах секций

нагрева и выдержки (режим «ВГ»)

 

Температура в секции нагрева, °С Температура в секции выдержки, °С

 

Зоны

Темпе-ратура металла

за 6 зо-ной, °С

Зоны Температу-ра металла на выходе из секции, °С
1 2 3 4 5 6 1 2

 

630−720 680−720 720−800 800−850 800−850 800−900

700+50

 -20

720−800 720−800

700+50

 -20


Таблица 6

Температуры рабочего пространства в зонах секций

нагрева для режима ОСВ, ВОСВ, СВ

 

Зоны

Температура металла за

3-й зоной, °С

Зоны Температура металла за 6 зоной, °С

 

1 2 3 4 5 6

 

 

630−720 680−720 720−800

700+50

 -20

850−880 850−880 870 −900

850+20

 -10

Таблица 7

Температура рабочего пространства в зонах секции выдержки для режима ОСВ, ВОСВ, СВ

Зоны Температура металла на выходе секции выдержки, °С
1 2

800+50

 -20

800+50

 -20

850+50

 -20

Таблица 8

Расчетные скорости транспортировки полосы в линии АНО при термической обработке стали О8Ю (ВОСВ, ОСВ, СВ), м/мин

Ширина полосы, мм Толщина полосы, мм
0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0
не более
1000 170 159 142 127 116 106 98 91 85 80 75 71 67 64
1050 170 152 135 121 110 101 93 87 81 76 71 67 64 61
1100 166 145 129 116 105 97 89 83 77 72 68 64 61 58
1150 158 138 123 111 101 92 85 79 74 69 65 62 58 53
1200 152 133 118 106 97 88 82 76 71 69 63 59 56 53
1250 146 127 113 102 93 85 78 73 68 64 60 57 54 51
1300 146 127 113 102 93 85 78 73 68 64 60 57 54 51
1350 135 118 105 94 86 79 73 67 63 59 56 57 50 47
1400 130 114 101 91 83 76 70 65 61 57 54 51 48 48
1450 126 110 98 88 80 73 68 63 59 55 52 49 46 44
1500 121 106 94 85 77 71 65 61 53 50 50 47 45 43
1550 117 103 91 82 75 69 63 59 51 48 48 46 43 41

Перед подачей защитного газа в печные секции их необходимо продуть азотом. Подача защитного газа в печь производится при соблюдении следующих условий: температура секции нагрева, выдержки и повторного нагрева должна быть не менее 500° С; температура в секциях газового охлаждения, перестаривания и быстрого охлаждения должна быть не менее 300° С. Для предотвращения взрыва в случае попадания воздуха в печную атмосферу при наличии в ней азото-водородного газа свечи накала должны быть постоянно включены.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7


© 2010 СБОРНИК РЕФЕРАТОВ