При всех вышеуказанных положениях срабатывает предупредительная визуальная и звуковая сигнализация. Во время открывания дверей задвижка регулировки давления горячего воздуха закрывается.

Назначение ЭВМ процесса

ЭВМ процесса регулирует подачу горячего воздуха в рабочие зоны подачи рулонов в печь и время нахождения рулонов в зонах. Во время работы вентилятора топливного воздуха зажигается световая сигнализация.

Регулировка давления газа, подаваемого на основную и пилотную горелку, обеспечивается регуляторами с непосредственным воздействием на величину давления газа, поставляемыми вместе с основным технологическим оборудованием печи.

3.5 Режим термообработки

Заправка полосы в печь производится при помощи заправочной штанги. Полоса через входной затвор проходит в рекуперативную секцию предварительного подогрева камеры нагрева, где нагревается до температуры примерно 500 ?С за счет тепла отходящих продуктов горения. Продукты горения удаляются из рекуперативной секции камеры нагрева с помощью эксгаустера через дымопроводы, в которых установлены клапаны регулирования давления, в дымовую трубу.

Воздух горения при полном сжигании газа без избытка воздуха подогревается до температуры 400 ?С в рекуператоре, установленном в дымоходе.

Над входным затвором камеры нагрева установлен зонт для улавливания выбивающих через роликовый затвор продуктов горения, которые отводятся в дымопровод.

Затем полоса поступает в участок нагрева (зоны 1 по 4) камеры нагрева, где она нагревается до температуры 1050 ?С со скоростью между 10 и 25 ?С/с Обогрев камеры нагрева (зоны с 1 по 4) производится с помощью газовых горелок прямого нагрева, установленных на боковых стенках в шахматном порядке над и под полосой. Каждая основная горелка оборудована дежурной, которая горит постоянно для зажигания основной горелки. Зажигание дежурных горелок производится специальным газовым запальником.

Для того, чтобы окисление полосы было минимальным, сжигание топлива в камере нагрева происходит с коэффициентом расхода воздуха от 0,95 до 1,05 по отношению к стехиометрическому количеству.

В камере нагрева предусмотрена рекуперативная секция предварительного нагрева и четыре зоны автоматического регулирования температуры.

В первых трех зонах регулирование температуры осуществляется автоматически по сигналам от термопар, установленных в каждой зоне. В четвертой зоне температура нагрева полосы регулируется по сигналу от оптического пирометра, измеряющего температуру полосы. Кроме того, предусмотрена возможность регулирования температуры в этой зоне по сигналу от термопары.

После камеры нагрева полоса через разделительный тамбур поступает в камеру выдержки (зоны с 5 по 7). В камере выдержки полоса, нагретая до температуры 1050 ?С выдерживается при этой температуре в течение 1 минуты. В камеру выдержки подается осушенный азот с температурой точки росы минус 40 ?С и с 1% Н₂.

Обогрев камеры осуществляется с помощью литых электронагревателей.

Камера выдержки разделена на три зоны регулирования температуры. Регулирование температуры в каждой зоне осуществляется по сигналу от термопар, установленных в каждой зоне.

Мощность электронагревателей в этих зонах регулируется с помощью тиристорных выключателей. Температура полосы на выходе из камеры выдержки автоматически измеряется и регистрируется с помощью оптического пирометра.

Из камеры выдержки полоса через выходной уплотнительный тамбур, имеющий на выходе опорный ролик с индивидуальным приводом, выходит из печи и далее через воздушную завесу поступает в камеру охлаждения. В печи на уровне печных роликов поддерживается положительное давление, равное 1-3 мм водяного столба.

Камера охлаждения состоит из трех участков:

первый участок - охлаждение воздухом и / или смесью воздуха с распыленной водой;

второй участок - охлаждение воздухом;

третий участок - охлаждение смесью воздуха с распыленной водой.

При первом режиме охлаждения - первый и второй участки охлаждения работают с охлаждением полосы только струями воздуха. Полоса охлаждается на этих участках до 400 ?С со средней скоростью 5-15 ?С/с при толщине 2,5 мм. На третьем участке охлаждение осуществляется смесью распыленной воды с воздухом. В этом участке полоса охлаждается до приблизительно 100 ?С.

Измерение и регистрирование температуры полосы осуществляются на выводе из первого и второго участков охлаждения. На входе в камеру охлаждения установлена воздушная завеса.

В выходном тамбуре камеры охлаждения имеется установка для удаления влаги с полосы воздушными струями, воздух забирается воздуходувкой из атмосферы цеха. После выходного тамбура полоса имеет температуру, приблизительно 100 ?С. Дальнейшее охлаждение полосы происходит в атмосфере цеха. Воздух, нагретый полосой в камере охлаждения, удаляется за пределы цеха при помощи осевых вентиляторов через вытяжные трубы.

Вода, образовавшаяся от конденсации распыленной воды, удаляется из нижней части каждой секции камеры охлаждения.

Тепловыделение от печной части в цех составляет примерно 1500000 ккал/ч.

Транспортировка полосы через печь осуществляется по роликам. Ролики камеры нагрева изготовлены из жаростойкой стали типа 20 Ni /25 Cr и имеют водоохлаждаемую бочку. Температура наружной поверхности бочки составляет не более 350 ?С.

Ролики камеры выдержки изготовлены из жаростойкой стали типа 26Cr/50Ni-СО₃.

Ролики камеры охлаждения: первой секции изготовлены из жаропрочной стали типа 20Ni/25Cr, второй и третьей секции изготовлены из жаропрочной стали типа 12Ni/25Cr. Ролики камеры выдержки и камеры охлаждения выполнены без охлаждения.

Температура подшипников в опорных подшипниковых узлах всех роликов печи не превышает 120 ?С. Каждый ролик имеет собственный привод от редукторов с двигателями постоянного тока. Приводы роликов работают синхронно с другими электродвигателями агрегата.

В системе дымоудаления камеры нагрева предусмотрены: установка для дожигания продуктов неполного горения топлива, два водоохлаждаемых поворотных клапана (шибера) регулирования давления в камере нагрева, система автоматической защиты рекуператора от перегрева путем разбавления дыма подсосом окружающего воздуха, система автоматической защиты эксгаустера от перегрева путем разбавления дыма до температуры 300 ?С с помощью двухпозиционного регулирования расхода воздуха.

Печная часть размещена на эстакаде, при этом печь установлена на катковых опорах для обеспечения свободного расширения каркаса печи при разогреве.

Печь нормализации

Рис 8. График термообработки

3.6 Контрольно-измерительные приборы

Для обеспечения управления и автоматического регулирования рабочих режимов печи предусмотрена электронная аппаратура и электропневматические исполнительные механизмы.

Главные системы. Регулирование давления в общем трубопроводе газа осуществляется с помощью ПИД-регулятора, на вход которого поступает сигнал в мА от датчика давления.

Управляющий сигнал ПИД-регулятора через электро-пневматический исполнительный механизм воздействует на регулирующий клапан. Общий расход газа регулируется с помощью диафрагмы и датчика расхода.

Сигнал в мА поступает на двухканальный регистратор, на котором одновременно ведется регистрация общего давления газа. Давление воздуха горения, поступающего к основным и дежурным горелкам камеры нагрева измеряется датчиком, сигнал от которого в мА поступает на вход ПИД-регулятора давления.

Регулятор действует на электропневматические приводы клапанов, установленных на входе или на выходе вентиляторов. Регулирование давления газа, поступающего к дежурным горелкам, осуществляется регулятором прямого действия (поставляется с основным технологическим оборудованием печи).

Режим защитного газа NH.

Подача защитного газа NH в камеру выдержки (три точки подключения) в тамбур камеры нагрева и камеры выдержки и выходной тамбур осуществляется посредством вентиля с электрическим приводом. Измерение расхода защитного газа NH осуществляется тремя ротаметрами. Общий расход газа измеряется диафрагмой и датчиком расхода, сигнал которого подается на регистратор.

На общем подводе защитного газа NH установлен реле максимального давления до клапана подачи и реле минимального давления после клапана.

Предусматриваются световой и звуковой сигналы при переключении печи на холостой ход в случае сверхдавления или понижения давления газа NH.

Камера нагрева.

В каждой из зон камеры нагрева температура измеряется термопарой, сигнал от которой в мВ преобразуется в мА преобразователем и подается на вход ПИД-регулятора температуры. Регулятор воздействует через исполнительный электропневматический механизм на клапан расхода воздуха горения.

Расход воздуха и газа измеряется с помощью диафрагмы и датчиков расхода. Сигналы датчиков преобразуются в мА и поступают на вход ПИД-регулятора соотношения.

Сигнал отклонения измеренного значения от заданного (расхода газа и воздуха горения) разрабатывается ПИД-регулятором, который посылает сигнал управления клапаном расхода газа посредством электропневматического исполнительного механизма.

Требуемое соотношение воздух/газ устанавливается вручную на регуляторе ПИД. Для камеры нагрева расход воздуха корректируется в зависимости от температуры воэдуха горения.

В четвертой зоне камеры нагрева предусмотрена возможность регулирования температуры в зоне по температуре полосы при помощи пирометра.

Запись температуры, величины расхода газа и воздуха осуществляется трехканальным прибором.

В каждой зоне камеры выдержки температура измеряется термопарой. Сигнал от термопары в мВ преобразуется в мА и поступает на вход ПИД-регулятора, который управляет теристорным модулятором.

На системе горячего воздуха, на выходе из рекуператора, температура измеряется термопарой, сигнал которой преобразуется из мВ в мА преобразователем и подается на вход ПИД-регулятора температуры.

Регулятор, через электропневматический серводвигатель, воздействует на подводящий клапан холодного воздуха, расположенный на дымовой системе на входе рекуператора.

Защита рекуператора обеспечивается двумя термопарами на дымовой системе на входе рекуператора и на трубопроводе горячего воздуха на выходе из рекуператора. Их сигналы в мВ посылаются на два пороговые реле.

Температура дымовых газов до вытяжного вентилятора измеряется термопарой сигнал в мВ от которого преобразуется в мА и подается на вход ПИД-регулятора температуры.

Посредством электропневматического серводвигателя регулятор действует на клапан подачи холодного воздуха, установленного на системе дымовых газов до дымососа.

Защита вытяжного вентилятора обеспечивается термопарой, установленной на дымовой системе на входе вентилятора.

Регулирование давления в камере нагрева осуществляется датчиком давления, преобразующий импульс давления в токовой сигнал мА, который подается на вход ПИД-регулятора.

Сигнал управления регулятора воздействует на водоохлаждаемые шиберы, смонтированные на дымоходах, через электропневматические исполнительные механизмы.

Запись давления в камере нагрева осуществляется на одноканальном самописце.

Камера выдержки.

В каждой зоне камеры выдержки температура измеряется термопарой. Сигнал в мА от термопары передается в мА и посылается на ПИД-регулятор, управляющий тиристорным модулятором.

Давление в камере выдержки измеряется датчиком давления, сигнал от которого в мА передается на регистрирующий одноканальный прибор.

Блокировки и аварийные сигналы.

Система автоматического регулирования и контроля включает следующие меры безопасности системы функциональной и аварийной сигнализации. Автоматическое отсечение подачи газа к основным горелкам в случае: превышения давления газа у дежурных горелок, отсутствия газа у дежурных горелок, отсутствия газа у основных горелок, отсутствия воздуха горения у дежурных горелок, отсутствия воздуха горения у основных горелок, недостаточного разряжения в дымоходе до вытяжного вентилятора, отсутствия промышленной воды, обесточивания.

Автоматическое понижение расходов газа и воздуха горения для основных горелок (холостой ход печи) в случае: отсутствия основного газа на любой зоне, отсутствия пламени у дежурной горелки дожигания (только при работе с соотношением возд./газ < 1), отсутствия защитного газа, повышенного давления защитного газа, перегрева в любой зоне, перегрева дыма на входе в рекуператор, перегрева дыма у входа вытяжных вентиляторов, перегрева воздуха горения на выходе из рекуператора, механического останова агрегата.

Все вышеперечисленные аварии сопровождаются световым аварийным сигналом и агрегат останавливается.

Световая и звуковая сигнализация в случае: повышения давления газа в общей системе, отсутствия пламени у дежурной горелки дожигания (только при работе с соотношением возд./газ > 1), отсутствия воды для пирометров, отсутствия аварийной воды, повышенной температуры на выходе воды охлаждения роликов камеры нагрева, повышения давления в печи, понижения давления в печи.

Предусмотрена также световая сигнализация при нарушении работы основных и резервных вентиляторов для подачи воздуха горения к основным и дежурным горелкам, дымососов, вентиляторов струйных блоков и камеры окончательного охлаждения.

Анализ защитной атмосферы печи.

Анализ состава печной атмосферы контролируется стационарными газоанализаторами (СО, СО₂, О₂).

Для газоанализаторов СО и СО₂ предусмотрены следующие места отбора проб: на выходе дыма из камеры нагрева (постоянно), в камере нагрева и на дымопроводе у выхода из рекуператора и на входе камеры выдержки путем ручного переключения на стационарные газоанализаторы камеры нагрева.

Для анализатора газа О₂, отбор проб предусмотрен в последней зоне камеры выдержки.

Все перечисленные выше отборы проб для анализа переключаются вручную и могут быть подключены на переносные анализаторы.

Измерение и запись температуры полосы.

Температура проходящей через печь ленты измеряется и регистрируется в следующих четырех точках: в последней зоне камеры нагрева, в конце камеры выдержки, в конце второго участка (воздух) камеры охлаждения.

Выходной участок агрегата

На выходе печи нормализации установлен центрирующий ролик №2, обеспечивающий позиционирование полосы по отношению к продольной оси агрегата перед натяжным устройством №3 и выходным накопителем. Выходной накопитель предусмотрен на 90 м полосы и обеспечивает беспрерывное натягивание полосы в печи в течение 1,8 мин со скоростью протягивания полосы 50 м/мин.

Данное время достаточно для выполнения удаления сварных швов и для отвода обработанного рулона с барабана моталки. В выходном накопителе полоса поддерживается роликами.

Выходной накопитель состоит из тележки, на которой установлен петлеобразующий ролик. Тележка перемещается на рельсах, укрепленных анкерными креплениями на фундаментах.

Поддерживание и постоянное натяжение полосы в накопителе обеспечивается тележкой и барабаном лебедки с двигателем. Тележка соединена с барабаном стальным тросом.

После выходного накопителя находится натяжное устройство №4, которое направляет полосу на позицию гильотинных ножниц и на моталку. Помимо этого, натяжное устройство обеспечивает натяжение полосы перед моталкой.

Точный останов и удаление сварных швов гильотинными ножницами выполняется автоматически устройством для обнаружения сварного шва.

Дефлекторный щиток направляет обрезанные сварные швы на тележку для обрези с баком для обрези. Перед резкой полосы на позиции гильотинных ножниц тянущий ролик и прижимной ролик опускаются, и после резки полосы задний конец ее наматывается на барабан.

Обработанный рулон позиционируется таким образом, чтобы последний виток был прижат подъемником разгрузочной тележки. Прижимной ролик поднимается, барабан моталки отодвигается, и рулон снимается с барабана разгрузочной тележкой.

Конец следующей полосы подается по передаточному столу на тянущие ролики, затем по столу ввода на барабан моталки. Стол ввода опускается, и после наматывания нескольких витков на барабан автоматически включается устройство контроля кромок.

Ременной захлестыватель переходит в инициальное положение, и агрегат функционирует с максимальной скоростью 100 м/мин для вывода полосы из выходного накопителя.

После того как полоса полностью выведена из выходного накопителя скорость полосы автоматически понижается до величины, соответствующей рабочей скорости.

Разгрузочная тележка отводит обработанный рулон на позицию поста взвешивания), где выполняется взвешивание.

На печатающем устройстве оператор вручную или с помощью печатающего арифмометра печатает бумажную этикетку с указанием марки стали, номера плавки, сечения полосы, номера оборудования, номера ОТК и даты обработки. Во время взвешивания на этой бумажной этикетке указывается также вес рулона.

Рулон отводится на обвязочное устройство, где выполняется полуавтоматическая обвязка по окружности рулона. Сечение обвязочной полосы: 0,9х32 мм. Бумажная этикетка приклеивается на рулоне.

Рулон с этикеткой перемещается тележкой на стеллаж, предусмотренный для установки двух рулонов с весом 30 тонн.

3.7 Энергоносители

Гидравлическое оборудование

Питание гидравлического оборудования обеспечивается:

гидравлическим агрегатом шагающей балки, состоящим в основном из: гидравлического резервуара 3000 л, пяти мотор-насосных агрегатов 22 кВт, 4 в эксплуатации и 1резервный, 1 распредщита: Н1,

гидравлической установки на входной части агрегата, состоящей в основном из: гидравлического резервуара 2000 л, трех мотор-насосных агрегатов 37 кВт, 2 в эксплуатации и 1 резервный, 1 распредщита: Н2.

Гидравлической установки на выходной части агрегата, состоящей в основном из: гидравлического резервуара 1500 л, трех мотор-насосных агрегатов 22 кВт, 2 в эксплуатации, 1 резервный, 1 распредщита: Н.

Пневматическое оборудование

Питание пневматического оборудования агрегата обеспечивается тремя пневматическими распредщитами: А1, А2 и А3. Пневматическое питание щитов обеспечивается заводской сетью сжатого воздуха.

Характеристика печи

Производительность

Таблица 6

Удель-ный вес	Толщина	Ширина	Вес на метр длины	Вес рулона на входе	Ско рость	Максималь-ная производи-тельность	Средняя производите-льность	Рабочее время	Годовая производ-ительность
кг/дм	мм	мм	кг/м	т	м/мин	т/час	т/ч; К=0,9	ч/год	т/год
7,75	2,5	850	16,47	23,5	33,9	33,5	30,1	1678	50512
7,75	2,5	1100	20,31	30,0	33,9	43,4	39,0	2303	89800
7,65	2,0	850	13,00	23,5	42,4	33,1	29,8	1130	33675
7,65	2,0	1100	16,83	30,0	62,4	42,8	38,5	583	22450
7,65	2,2	850	14,31	23,5	38,6	33,1	29,8	565	16838
7,65	2,2	1100	18,51	30,0	38,6	42,8	38,5	292	11225
							Итого	6551	224500

Примечание: средняя часовая производительность (рассчитанная на рабочее время выше 1 часа) равна максимальной часовой производительность, умноженной на 0,9 (коэффициент покупателя).

Максимальная скорость полосы в печном отделе: 50 м/мин.

Скорость ввода полосы: 15 м/мин.

Температура режима отжига: 1050 °С.

Максимальная производительность при 1150 °С: 37 т/час.

3.8. Общие размеры

Таблица 7

поз.		длина в мм
401	Камера нагрева Разделительный тамбур Камера выдержки Уплотнение на выходе	42100 1400 46400 1275	91175
	1425
402	Воздушный нож Первая часть камеры охлаждения Вторая часть Третья часть Воздушный струйный сдув	800 13800 32200 4600 1800	53200
	Полная длина термического отдела Уровень прохождения полосы Внутренняя ширина печи	в мм в мм в мм	145800 + 4900 1700

Камера нагрева

Четыре регулируемые зоны нагрева, 1 зона рекуперации, прямой пламенный нагрев (коэффициент воздуха 0,95ч1,05), горелки марки СТЭН ЭРТЭ, работающие с подогретым воздухом (400 °С) и природным газом.

Таблица 8

Подключ. мощность, терм/час	Зона 1	Зона 2	Зона 3	Зона 4	Всего
	5950	5320	3640	2090	1700
Полная мощность основных горелок, терм/час	5840	5210	3530	1980	16560
Полная мощность дежурных горелок, терм/час	110	110	110	110	440
Количество горелок	14	14	14	14
Тип горелки	BSI2	BSI2	BSI2	BSI1
Мощность каждой горелки, терм/час	425	380	260	150

Вентилятор воздуха горелки основных горелок (один рабочий, другой запасной) 20000 Нм³/ч - 20 °С - 1250 доПа - привод 132 кВт - 1500 Об/мин.

Вентилятор воздуха горения дежурных горелок (один рабочий, другой запасной) 550 Нм³/ч - 20 °С - 670 доПа - привод 4 кВт - 3000 Об/мин.

Дымосос (с дефлектором), (один рабочий, другой запасной) 1200 м³/ч - 300 °С - 120 даПа - привод 90 кВт - 1000 Об/мин.

Горелка дожигания марки СТЭН ЭРТЭ, работающая с природным газом и холодным воздухом. Тип: ВМА 2 - 300 терм./ч - с деж. горелкой 8терм./ч.

Рекуператор в борове (трубчатый). Горячие трубы из АISI 304 (18 Cr - 10 Ni). Холодные трубы - трубы из углеродистой стали.

Таблица 9

Рабочий режим	17000 терм./ч	13000 терм./ч
Коэффициент воздуха	1,05	0,95	1,05	1	0,95
Расход подогреваемого воздуха, Нм3/ч	19535	17675	14825	14100	13395
Температура на входе, °С	20	20	20	20	20
Температура на выходе, °С	385	450	390	400	450
Расход дыма до рекуператора, Нм3/ч	22471	21540	17280	16550	16825
Температура дыма до рекуператора, °С	810	920	775	785	900
Температура дыма после рекуператора, °С	525	595	490	495	555
Д Р воздушной системы, даПа	300	265	180	166	157
Д Р дымовой системы, даПа	39	40	22	21	27

Камера выдержки

3 зоны с регулируемым нагревом, литые электронагреватели из стали 70 Ni - 30 Cr, устроенные на стенах, мощность в каждой зоне: 220 кВт, суммарная мощность: 660 кВт, расход защитного газа NH: 400 Нм³/ч.

Камера охлаждения

Таблица 10

Участок камеры	1	2	3
Количество коробов (дл. 2300 мм)	6	14	2
Количество воздушных труб	60	140	20
Количество вентиляторов расход, Нм3/ч статическое давление, даПа привод (1500 Об/мин), кВт	6 15000 450 30	7 20000 450 45	2 15000 450 30
Количество водяных рамп	60		20
Количество сопел на короб	35		35
Расход воды на сопло, л/ч	30ч35		65
Полное количество сопел	210		70

Воздушный нож на входе в камеру:

две трубы, расход воздуха на трубу: 1500 Нм³/ч (отбираемый от вентилятора короба №1)

Сдув воздушной струей на выходе из камеры:

четыре трубы, расход воздуха на трубу: 2375 Нм³/ч, один вентилятор 9500 Нм³/ч - 20 °С - 1500 даПа - привод 90 кВт - 1500 Об/мин

Удаление пара:

5 осевых вентиляторов, 90000 м³/ч - 200 °С - 30 даПа - привод 30 кВт - 1500 Об/мин.

Приводные механизмы

Опорные ролики полосы (привод от индивидуальных двигателей постоянного тока)

Таблица 11

	Ролики	Бочка роликов	Двигатель, кВт	Передача
	вод. охлаждение	Кол-во	материал	Диа метр, мм	дл., мм
Уплотн. на входе	нет	1	Z 40 CN 25.20	125	1850	1,25	цепь
Камера нагрева	да	15	Z 40 CN 25.20	150	2520	1,35	цепь
Разделительный тамбур	нет	1	Z4 ОNC WC050.26	200	2440	1,35	кардан
Камера выдержки	нет	17	Z4 ОNC WC050.26	200	2440	1,35	кардан
Уплотнение на выходе	нет	1	Z 40 CN 25.20	125	1850	1,25	цепь
Камера охлаждения (1)	нет	7	Z 40 CN 25.20	125	2000	1,35	кардан
Камеры охлаждения (2) и (3)	нет	16	Z 30 CN 25.20	125	1700	1,35	кардан

Затворы уплотнения на входе и выходе. Подъем заслонок с помощью пневмоцилиндров КНОМО. Расточка Ш 100/30 - Ход 150 мм.

Машина для установки и демонтажа роликов (ручного управления).

Машина для транспортировки карманов с окалиной (ручное управление)

Запись температуры металла

Датчики: оптические пирометры

Нагрев (зона4) с водоохлаждаемой трубкой

Выдержка (зона7) с водоохлаждаемой трубкой

Охлаждение (первая часть) с воздухоохлаждаемой трубкой

Охлаждение (вторая часть) с воздухоохлаждаемой трубкой

Анализ

Анализ СО и СО₂:

Переключаемые отборы в четырех точках:

* отбор дыма у выхода камеры нагрева

* отбор дыма в камере нагрева

* отбор дыма на выходе из рекуператора

* отбор газа на входе в камеру выдержки

Анализ О₂:

Отбор газа на выходе из камеры выдержки.

(Из Инструкции по эксплуатации теплового и газового оборудования агрегата нормализации)

3.9. Технологический цикл термообработки

При движении через печную часть агрегата горячекатаная полоса подвергается нормализации.

В камере нагрева полоса нагревается до температуры 855 15 ?С. В камере выдержки полоса выдерживается при температуре термообработки в течение 1,9 минуты.

В камере охлаждения происходит ее охлаждение до температуры 100 ?С с регламентированной скоростью.

При первом режиме термообработки в зонах 1 и 2 камеры охлаждения посредством обдува ее воздухом до температуры 400 ?С (средняя скорость охлаждения 5-15 ?С/сек). В зоне 3 охлаждение до 100 ?С осуществляется водовоздушной смесью. Дальнейшее охлаждение происходит в атмосфере цеха. Из Технологической инструкции ТИ 05757665-ПХЛ.5 - 01 - 2001

3.10. Техническая характеристика агрегата термообработки горячекатаного подката

Назначение: термическая обработка горячекатаных полос.

Печь имеет камеру нагрева, выдержки и охлаждения. Общая длина печи 145м.

Общая длина камеры нагрева с рекуперативной камерой 42,1м (собственно камера нагрева 23,6м). В камере нагрева - 15 транспортирующих роликов. Камера нагрева состоит из 4-х нагревательных зон (по 14 горелок в каждой зоне). Нагрев газовый. Максимальный расход газа 2145 м³/ч.

Нагрев камеры выдержки электрический. Камера выдержки состоит из 3-х нагревательных зон. В камере 18 транспортирующих роликов.

Длина камеры выдержки 47,345 м.

Защитная атмосфера - сухой азот с максимальным расходом 400 м³/ч.

Давление газа на уровне печных роликов - 1 3 мм вод.ст. Между камерой нагрева и камерой выдержки имеется разделительный тамбур длиной 1,4 м.

Камера охлаждения разделена на 3 участка:

- первый участок - охлаждение воздухом и/или смесью воздуха с распыленной водой (длина 13,8м);

- второй участок - охлаждение воздухом (длина 32,2м);

третий участок - охлаждение смесью воздуха с распыленной водой (длина 5,6м).

В камере охлаждения 23 транспортирующих ролика.

Между камерой выдержки и камерой охлаждения имеется уплотнительный тамбур и участок воздушной завесы длиной 2,525м.

Рабочая температура в камере выдержки - 1050 °С (конструкция печи допускает работу при температуре 1150 °С).

Скорость заправки полосы - 15 м/мин.

Размеры исходных рулонов: диаметр внутренний - 850 мм; диаметр наружный - 1050-2300 мм.

Размер исходных полос: толщина - 1,6 -3,5 мм; ширина - 700 - 1250 мм.

Масса рулона - до 30т.

Туннельная печь предварительного нагрева рулонов с температурой нагрева 80 °С на глубину 30-50 мм от кромки.

Подогрев горячим воздухом (с температурой до 200 °С) косвенный.

Длина печи 8,6м.

3.11. Тепловой расчет печи

3.11.1. Камера нагрева

Тепловой расчет термических печей сводится к определению расхода тепла, мощности печи, коэффициента полезного действия. Основой теплового расчета печей является составление теплового баланса, разграничивающего статьи прихода и статьи расхода тепла.

Q_прих = Q_расх

Приход тепла в пламенных печах обеспечивается горением топлива и физическим теплом

Q_прих = Q_топл +Q_физ,

где Q_топл - тепло, получаемое от сжигания топлива,

Q_физ - тепло, вносимое подогретым газом и воздухом.

Расходуемое тепло делится на:

- тепло идущее на нагрев металла;

- потери тепла.

Расчет потерь тепла через кладку.

Стены и под печи представляют собой кладку, состоящую из двух слоев:

первый слой - пеношамот, толщина 232 мм, теплопроводность

л = 0,105 + 0,00014 Ч t, Вт/(м Ч єС); максимальная температура применения t = 1300 єС;

второй слой - шамотный ультралегковес, толщина 232 мм, теплопроводность л = 0,58 + 0,00016 Ч t, Вт/(м Ч єС); максимальная температура применения t = 1100 єС.

Для свода изготавливается трехслойная кладка:

первый слой - пеношамот, толщина 232 мм, теплопроводность

л = 0,105 + 0,00014 Ч t, Вт/(м Ч єС); максимальная температура применения t = 1300 єС;

второй слой - шамотный ультралегковес, толщина 170 мм, теплопроводность

л = 0,58 + 0,00016 Ч t, Вт/(м Ч єС); максимальная температура применения t = 1100 єС.

третий слой - диатомовый кирпич, толщина 160 мм, теплопроводность

л = 0,105 + 0,00023 Ч t, Вт/(м Ч єС); максимальная температура применения t = 900 єС.

Расчет ведется на ЭВМ [5].

Таблица 12

Данные для расчета потерь через кладку на ЭВМ

Величина	Численное значение
	Стена	Под	Свод
А1	0,105	0,105	0,105
А2	0,058	0,058	0,058
А3	-	-	0,105
В1	0,00014	0,00014	0,00014
В2	0,00016	0,00016	0,00016
В3	-	-	0,00023
S1	0,232	0,232	0,232
S2	0,232	0,232	0,17
S3	-	-	0,16
tк	860	860	860
tв	30	30	30

S - толщина слоя, м; t_к - температура в печи, єС; t_в - температура воздуха снаружи печи, єС; л = А + В Ч t, Вт/(м Ч єС).

Таблица 13

Результаты расчета

Величина	Численное значение
	Стена	Под	Свод
t1	548	548	604
t2	34	34	260
t3	-	-	31
q	210,37	210,37	173,10

q - плотность теплового потока, Вт/м².

Рис. 9. Схема потери тепла Рис. 10. Схема потери тепла

теплопроводностью через кладку теплопроводностью через свод

стены

Статьи прихода тепла.

1. Химическое тепло топлива, кВт

Q_х = (1/3,6) Ч Q_н^р Ч V_г,

где Q_н^р - низшая теплота сгорания, МДж/м³;

V_г - расход природного газа, м³/ч.

Q_х = (1/3,6) Ч 34 Ч V_г = 9,44 V_г кВт.

Так как топливо не подогревается, то физическое тепло топлива Q_ф = 0.

2. Физическое тепло воздуха, кВт

Q_в = (1/3600) Ч б_в Ч L_о Ч C_в Ч t_в Ч V_г,

где б_в - коэффициент расхода воздуха по подаче в горелки;

L_о - теоретическое количество воздуха (при б_в = 1), необходимое для сгорания 1 м³ топлива, м³/м³;

C_в - теплоемкость воздуха, кДж/(м³ Ч К);

t_в - температура подогретого воздуха, поступающего в горелки, єС.

Q_в = (1/3600) Ч 1,0 Ч 9,01 Ч 1,3808 Ч 400 Ч V_г = 1,38 V_г кВт.

3. Тепло экзотермических реакций окисления железа, кВт

Q_экз = 15,7 Ч а Ч Р,

где а - угар металла, %;

Р - производительность печи, т/ч.

Q_экз = 15,7 Ч 1 Ч 15,283 = 240 кВт.

Q_прих = 240 + 10,82 V_г, кВт.

Статьи расхода тепла.

1. Тепло, затраченное на нагрев металла, кВт

Q_м = (1/3,6) Ч Р Ч (С_м^кон Ч t_м^кон - С_м^нач Ч t_м^нач),

где С_м^кон и С_м^нач - средняя конечная и начальная теплоемкости металла, кДж/(кг Ч К);

t_м^кон и t_м^нач - конечная и начальная температуры металла, єС.

Q_м = (1/3,6) Ч 15,283 Ч (0,687 Ч 850 - 0,476 Ч 20) = 2585 кВт.

2. Тепло, уносимое уходящими продуктами сгорания, кВт

Q_д = (1/3,6) Ч i_д Ч V_г,

где i_д - энтальпия уходящих продуктов сгорания на 1 м³ топлива, МДж/м³.

Q_д = (1/3,6) Ч 17 Ч V_г = 5,8 V_г, кВт.

3.Потери тепла теплопроводностью через кладку, кВт

Q_кл = ?q_кл Ч F_кл,

где q_кл - удельный тепловой поток через кладку, кВт/м²;

F_кл - площадь теплоотдающей поверхности, м².

Q_св = F_св Ч q_св, кВт,

где F_св - площадь свода, м².

F_св = l Ч L,

где l - длина дуги арки свода, м;

L - длина камеры нагрева, м.

l = р Ч r Ч a/180,

где r - радиус арки свода, м;

a - угол арки свода, град.

l = 3,14 Ч 1,7 Ч 60/180 = 1,8 м².

F_св = 1,8 Ч 42,1 = 75,78 м².

Q_св = 75,78 Ч 0,173 = 13,12 кВт.

Q_под = F_под Ч q_под, кВт.

F_под = L Ч B, м²,

где L - длина камеры нагрева, м;

B - ширина камеры нагрева, м.

F_под = 42,2 Ч 1,75 = 73,675 м².

Q_под = 73,675 Ч 0,210 = 15,5 кВт.

Q_ст = F_ст Ч q_ст, кВт.

F_ст = 2L Ч H, м²,

где H - высота камеры нагрева, м.

F_ст = 2 Ч 42,1 Ч 1,5 = 126,3 м².

Q_ст = 0,210 Ч 126,3 = 26,53 кВт.

Q_кл = 55,15 кВт.

4. Неучтенные потери, кВт

Q_неучт = 0,1(Q_м + Q_д + Q_кл) = 0,1(2585 + 5,8 V_г + 55,15) = 264 + 0,58 V_г, кВт.

Q_расх = 2585 + 5,8 V_г + 55,15 + 264 + 0,58 V_г = 2904,15 + 6,38 V_г, кВт.

Q_прих = Q_расх.

240 + 10,82 V_г = 2904,15 + 6,38 V_г.

V_г = 600 м³/ч.

Q _прих = 240 + 10,82 Ч 600 =6732 кВт.

Q_расх = 2904,15 + 6,38 Ч 600 = 6732 кВт.

Коэффициент полезного действия камеры нагрева:

з = (Q_м/Q_расх) Ч 100 % = (2585/6732) Ч 100 % = 38 %.

3.11.2. Камера выдержки

Нагрев в камере выдержки электрический. Тепло, затрачиваемое на нагрев металла Q_м = 0 кВт.

Тепло, уносимое уходящими продуктами сгорания Q_д = 0 кВт.

Потери тепла теплопроводностью через кладку, кВт

Q_кл = ?q_кл Ч F_кл,

где q_кл - удельный тепловой поток через кладку, кВт/м²;

F_кл - площадь теплоотдающей поверхности, м².

Q_св = F_св Ч q_св, кВт,

где F_св - площадь свода, м².

F_св = l Ч L,

где l - длина дуги арки свода, м;

L - длина камеры выдержки, м.

l = р Ч r Ч a/180,

где r - радиус арки свода, м;

a - угол арки свода, град.

l = 3,14 Ч 1,7 Ч 60/180 = 1,8 м².

F_св = 1,8 Ч 47,345 = 85,2 м².

Q_св = 85,2 Ч 0,173 = 14,74 кВт.

Q_под = F_под Ч q_под, кВт.

F_под = L Ч B, м²,

где L - длина камеры выдержки, м;

B - ширина камеры выдержки, м.

F_под = 47,345 Ч 1,75 = 82,85 м².

Q_под = 82,85 Ч 0,210 = 17,4 кВт.

Q_ст = F_ст Ч q_ст, кВт.

F_ст = 2L Ч H, м²,

где H - высота камеры выдержки, м.

F_ст = 2 Ч 47,345 Ч 1,5 = 142 м².

Q_ст = 0,210 Ч 142 = 29,82 кВт.

Q_кл = 62 кВт.

Потери тепла на нагрев контролируемой атмосферы, кВт

Q_атм = (1/3600) Ч V_атм Ч С_атм Ч (t_атм^кон - t_атм^нач),

где V_атм - расход контролируемой атмосферы, м³/ч;

С_атм - теплоемкость контролируемой атмосферы, кДж/(м³ Ч К);

t_атм^кон, t_атм^нач - конечная и начальная температуры контролируемой атмосферы, єС.

Q_атм = (1/3600) Ч 400 Ч 1,3846 Ч (860 - 20) = 138,46 кВт.

Неучтенные потери, кВт

Q_неучт = 0,1(Q_кл + Q_атм) = 0,1(62 + 138,46) = 20,1 кВт.

Q_расх = 220,56 кВт.

Мощность электрических печей сопротивления

Р_расч = Q_расх = 220,56 кВт.

Установочная мощность

Р_уст = (1,25 ч 1,5) Р_расч, кВт.

Р_уст = (1,25 ч 1,5) Ч 220,56 = (275,7 ч 330,84) кВт.

Окончательно принимаем Р_уст = 320 кВт.

3.11.3. Расчет электронагревателей

Нагревательные элементы должны обеспечить длительную бесперебойную службу при заданном тепловом режиме. В камере выдержки агрегата непрерывного отжига нагрев металла производится с помощью электронагревателя.

Общая установочная мощность электронагревателей 660 кВт. Мощность, приходящаяся, на одну зону составляет 220 кВт. Количество нагревателей в зоне - 2. Мощность одного электронагревателя - 110 кВт.

Условия работы нагревателей:

1) температура в печном пространстве 860 єС;

2) атмосфера защитная (сухой азот);

3) давление газа на уровне роликов 1 - 3 м. вод. ст.

Согласно ГОСТ 5632 - 51 выбирается материал для изготовления электронагревателей - нихром Х20Н80 - Н, свойства которого приведены в таблице 13.

Таблица 14

Основные свойства материала нагревательных элементов

Материал	Плотность, г/см3	Максимальная рабочая температура, Tmax, єС	Удельное сопротивление, Ом Ч мм/м2	Условия применения
Х20Н80 - Н	8,4	1100	1,13	на воздухе в вакууме в защитном газе

Для расчета сечения нагревательных элементов определяем диаметр проволоки, мм

, мм,

где с - удельное сопротивление материала нагревателя при рабочей температуре, Ом Ч мм²/ч;

Р_ф - мощность одной фазы, кВт;

U_ф - фазное напряжение, В;

н - удельная поверхностная мощность нагревателя, Вт/см²_.

мм.

Фазное сопротивление рассчитываем по формуле

R_ф = U_ф²/(P_ф Ч 10³),

где U_ф - фазное напряжение, В;

P_ф - мощность одной фазы, кВт.

R_ф = 220²/(110 Ч 10³) = 0,44 Ом.

Длина элемента сопротивления в одной ветви

l₁ = R Ч S/с = р Ч d² Ч R/4 Ч с = 3,14 Ч 20,66² Ч 0,44/4 Ч 8,4 = 17,55 м.

Масса нагревателей определяется по формуле

G = г Ч l₁ Ч S Ч 10^-3 = г Ч l₁ Ч (р Ч d²/4) Ч 10^-3,

где г - плотность г/см³;

l₁ - длина элемента сопротивления, см;

d - диаметр проволоки, см.

G = 8,4 Ч 1755 Ч (3,14 Ч 2,07²/4) Ч 10^-3 = 49,587 кг.

Удельная поверхностная мощность

н = (10² Ч P_ф)/(р Ч d Ч l₁);

н = (10² Ч 110)/(3,14 Ч 2,07 Ч 1755) = 1 Вт/см².

Проволочные электронагреватели располагаются в печах в виде цилиндрических спиралей (рис.12).

Для проволочных элементов сопротивления характерны два коэффициента:

1) коэффициент сердечника

К_с = D/d,

где D - диаметр спирали;

d - диаметр проволоки.

2) коэффициент плотности намотки

К_н = h/d,

где h - шаг спирали.

Коэффициенты К_с и К_н принимаются в зависимости от температуры работы:

К_с = 7; К_н = 3.

Используя коэффициенты К_с и К_н рассчитываем диаметр и шаг спирали

D = К_с Ч d = 7 Ч 21 = 147 мм.

h = К_н Ч d = 3 Ч 21 = 63 мм.

Длина витка спирали равна, мм

L_витка = р Ч D;

L_витка = 3,14 Ч 147 = 461,6 мм.

Длина выводов нагревателя, мм

L_выв = В + 100,

где В - толщина стены печи, мм.

L_выв = 464 + 100 = 564 мм.

Число витков спирали

n = l₁/L_витка.

n = 17,55/(461,6 Ч 10^-3) = 38.

Длина проволоки в спирали l₁ без вывода

l₁ = 17,55 м.

Площадь поверхности излучения спирали

F_пов = р Ч d Ч l₁

F_пов = 3,14 Ч 21 Ч 10^-3 Ч 17,55 = 1,16 м².

Рис. 11. Схема проволочного электронагревателя в камере выдержки:

d - диаметр проволоки;

D - диаметр спирали;

h - шаг спирали;

L - длина спирали.

3.12. Расчет количества оборудования

Ведомость фонда времени оборудования

Таблица 15

Вид оборудования	Число смен	Часы работы смены	Число рабочих дней	Фном, ч	Простои, %	Фд, Ч
Агрегат нормализации	3	8	365	8760	12	7708

Необходимое количество единиц оборудования данного типа рассчитывается по формуле

Н = Ф_i Ч Ф_э,

где Ф_i - необходимый фонд эффективного времени работы оборудования данного типа для обработки предусмотренного программой количества продукции i-го вида, агрегато-часов;

Ф_э - годовой фонд эффективного времени работы единицы оборудования, ч.

Величина Ф_i определяется из выражения

Ф_i = Q_i/Р_i,

где Q_i - годовое задание;

P_i - расчетная норма годовой производительности единицы оборудования данного вида при обработке продукции i-го вида.

Для оборудования непрерывного действия

P = Q_п/T_о,

где Q_п - масса изделий, одновременно находящихся в рабочем пространстве печи;

Т_о - основное время обработки.

Расчет Q_п производится по формуле

Q_п = g_м Ч L,

где g_м - масса изделий на 1 м рабочего пространства печи.

g_м = с_ме Ч V = с_ме Ч h Ч d Ч l,

где с_ме - плотность металла;

h,d,l - толщина, ширина и длина полосы соответственно, м.

g_м = 7750 Ч 1,6 Ч 10^-3 Ч 0,85 = 10,54 кг.

Q_п = 0,01054 Ч 145 = 1,5283 т.

Расчетное время нагрева и выдержки

Т_о = L/V,

где L - длина печи, м;

V - скорость движения полосы, м/мин.

Т_о = 145/25 = 5,8 мин. Т_о ? 0,1 ч.

Р = 1,5283/0,1 = 15,283 т/ч.

Ф_i = 90000/15,283 = 6543 агрегат часов.

Н = 6543/7708 = 0,84.

Дробное значение Н округляется до целых. Следовательно, количество агрегатов, необходимых для выполнения годового задания при осуществлении технологии равно 1.

4. Механизация и автоматизация

На агрегате проведена комплексная механизация, то есть механизированы основные, дополнительные и вспомогательные операции при помощи взаимосвязанной системы машин и оборудования.

Комплексная механизация обеспечивает:

- снижение трудоемкости производства в 2 - 3 раза;

- сокращение производственного цикла в 3 - 5 раз;

- снижение потребности в рабочей силе в 5 - 10 раз;

- снижение производственных площадей на 30 - 50 %.

Работа современных термических цехов невозможна без автоматизации производственных процессов и широкого применения различной контрольно-измерительной аппаратуры. В термических цехах вопросы автоматизации приобрели особую актуальность в связи с внедрением процессов с высокими температурами, повышения требовательности к точности регулирования параметров и необходимостью получения воспроизводимых результатов.

Значение автоматизации технологических процессов особенно велико потому, что основной гарантией высокого качество термической обработки является точное соблюдение режима воздействия на металл. Так, при температурной обработке сложно контролировать результаты структурного и химического изменения металла. Технологические функции заключаются в поддержании установленных параметров (температуры, состава, давления и т.д.) в перемещении изделий в процессе обработки.

Автоматизация агрегата обеспечивает:

- уменьшение численности обслуживающего персонала;

- повышение производительности труда за счет расширения зон обслуживания;

- более высокую экономичность работы агрегата;

- облегчение условий труда обслуживающего персонала;

- повышение качества продукции.

На агрегате осуществлена полная автоматизация всех операций по транспортировке рулонов от позиции установки на барабан разматывателя, до снятия их с моталки в выходной части, автоматизация процесса сварки, а также автоматическое управление нагревом рулонов в печи.

В составе оборудования агрегатов цеха используются системы автоматизации следующих типов:

1) локальные системы, датчики и измерительные приборы;

2) системы автоматизации агрегатов с использованием программируемых автоматов;

3) системы слежения за металлом и управления технологическими агрегатами:

а) агрегат оснащен электрогидравлическими системами слежения за кромками полосы, которые осуществляют регулирование смотки на моталках и центровку полосы в линии агрегата; на выходе всех агрегатов имеются электронные тензометрические весы, агрегат оснащен системами измерения натяжения полосы;

б) агрегат оснащен системами регистрации неисправностей оборудования, которые служат для обеспечения поисков дефектов оборудования и причины аварийной остановки.

Программируемые автоматы ISP - 1000, используемые в системах, включают в себя печатающие устройства и датчики.

5. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

5.1 Влияние режимов низкотемпературной нормализации на структуру, механические и магнитные свойства изотропной стали

Для проведения исследования были выплавлены плавки изотропной стали в условиях НЛМК ККЦ-1 с содержанием Si от 2,85 до 3,03%, Р от 0,026% до 0,041%. Химический состав опытных плавок приведен в таблице 19.

Таблица 19

Химический состав плавок, (% вес.)

№ плавки	Содержание элементов, % вес.
	С	Si	Al	P	Ti	N
1	0,035	2,87	0,43	0,040	0,019	0,006
2	0,038	2,85	0,33	0,041	0,013	0,005
3	0,044	2,96	0,43	0,026	0,015	0,006
4	0,040	2,99	0,41	0,041	0,015	0,006
5	0,044	3,00	0,42	0,040	0,013	0,006
6	0,034	3,03	0,41	0,030	0,015	0,007

В процессе выплавки производилось легирование стали фосфором, что позволило варьировать содержание фосфора в готовой стали.

Выплавка, разливка и другие операции производились согласно действующей технологической инструкции.

Все плавки были разлиты на установке вертикального типа.

Горячий прокат слябов опытных плавок выполнялся в ЛПЦ-3 по действующей технологии на толщину 2 мм. После прокатки горячекатаный металл поступал в ПДС для последующей обработки. Согласно рабочему плану рулоны подвергались низкотемпературной нормализации на 800 ± 10 °С. Скорость транспортировки полосы в агрегате нормализации варьируется от 12 до 25 м/мин.

В дальнейшем изучались структура, механические и магнитные свойства готового металла в зависимости от режимов нормализации.

Травление и холодная прокатка на стане 1400 проводилась на толщину 0,5 мм. по технологической инструкции. Отжиг холоднокатаного металла проводился в агрегате непрерывного отжига при температуре рекристаллизационного отжига 1050 °С в защитной атмосфере.

Структура горячекатаного металла исследовалась по сечению на оптическом металлографическом микроскопе и оценивалась глубина рекристаллизованной зоны, степень рекристаллизации и величина зерна.

Механические свойства горячекатаного металла до и после нормализации определялись в лаборатории ЦТЛ ОАО НЛМК. Определялись предел текучести у_Т, предел прочности у_В, относительное удлинение Д, твердость и гибы.

Оценка механических свойств проводилась на образцах, отобранных с кромки и середины полос. Полученные значения в дальнейшем усреднялись.

Магнитные свойства определялись в лаборатории магнитных измерений ЦТЛ на килограммовых пробах вдоль и поперек направления прокатки.

Результаты исследования влияния режимов нормализации при 800±10 єС на структуру, механические и магнитные свойства плавок с содержанием фосфора в пределах 0,026ч0,041% приведены в таблицах 20, 21 и на рис. 21, 22, 23.

Результаты исследования показывают, что структура горячекатаного металла плавок 3; 6, содержащих 2,96 и 3,03% Si; 0,026ч0,030% Р; 0,034ч0,044% С; 0,41ч0,43% Al в исходном состоянии характеризуется тем, что глубина рекристаллизованной зоны в поверхностном слое находится в пределах 0,40ч0,44 мм, средний размер зерна составляет 19ч20 мкм, а доля рекристаллизованной структуры - 18,2ч19,6%. Нормализация этого металла с 800 єС при движении полосы со скоростью в пределах 12ч25 м/мин , увеличивает протяженность рекристаллизованной структуры по толщине с 0,40ч0,44 мм до 1,02ч1,26 мм; приводит к росту зерна с 19ч20 мкм до 35ч41 мкм и более заметному развитию

Таблица 20

Изменение механических свойств изотропной стали, легированной фосфором, в зависимости от режимов

низкотемпературной нормализации.

Усл. № плавки	Содержание элементов, % вес.	Режим нормализации	Протяженность рекрист. зоны, мм	Доля рекр. структуры, %	Средний размер зерна, мм	Механические свойства	Средние потери Р1,5/50, Вт/кг по режимам нормализации
	С	Si	Al	Р	Ti	N2	°С	м/мин				Gв, мПа	Gт, мПа	д, %	HPB5	К-во гибов
1	0,035	2,87	0,43	0,040	0,019	0,006	Без нормализации	0,60	25,9	0,019	651	555	18,8	-	6,9	-
2	0,038	2,85	0,33	0,041	0,013	0,005	Без нормализации	0,42	19,0	0,015	666	584	19,5	98,8	5,14	-
1	0,035	2,87	0,43	0,040	0,019	0,006	800	25	1,12	48,5	0,030	639	552	22,6	-	6,9	2,970
2	0,038	2,85	0,33	0,041	0,013	0,005	800	25	1,16	52,7	0,030	612	500	20,1	95,7	6,8	2,928
1	0,035	2,87	0,43	0,040	0,019	0,006	800	18	1,22	52,8	0,035	647	546	22,0	-	6,3	3,000
1	0,035	2,87	0,43	0,040	0,019	0,006	800	12	1,32	57,1	0,039	642	540	20,2	-	6,8	2,995
4	0,040	2,99	0,41	0,041	0,015	0,006	Без нормализации	0,16	7,2	0,016	647	524	18,6	97,7	7,0	-
3	0,044	2,96	0,43	0,026	0,015	0,006	Без нормализации	0,44	19,6	0,020	664	566	21,1	-	7,3	-
3	0,044	2,96	0,43	0,026	0,015	0,006	800	25	1,02	46,6	0,035	648	545	21,5	-	7,0	3,020
4	0,040	2,99	0,41	0,041	0,015	0,006	800	20	0,989	45,0	0,030	634	537	21,1	97,0	7,1	2,991
3	0,044	2,96	0,41	0,026	0,015	0,006	800	18	1,05	45,3	0,039	655	536	21,6	-	7,0	2,905
3	0,044	2,96	0,41	0,026	0,015	0,006	800	12	1,25	56,0	0,041	651	539	22,0	-	6,7	3,00

Окончание таблицы 20

Усл. № плавки	Содержание элементов, % вес.	Режим нормализации	Протяженность рекрист. зоны, мм	Доля рекр. структуры, %	Средний размер зерна, мм	Механические свойства	Средние потери Р1,5/50, Вт/кг по режимам нормализации
	С	Si	Al	Р	Ti	N2	°С	м/мин				Gв, МПа	Gт, МПа	д, %	HRB5	К-во гибов
5	0,044	3,00	0,42	0,040	0,013	0,006	Без нормализации	0,46	19,5	0,016	676	587	19,3	-	5,8	-
6	0,034	3,03	0,41	0,030	0,015	0,007	Без нормализации	0,40	18,2	0,019	641	520	20,7	99,2	6,6	-
5	0,044	3,00	0,42	0,040	0,013	0,006	800	25	0,91	38,5	0,030	654	542	21,6	-	6,8	2,976
5	0,044	3,00	0,42	0,040	0,013	0,006	800	18	1,33	56,3	0,035	638	541	22,6	-	6,3	2,936
5	0,044	3,00	0,42	0,040	0,013	0,006	800	12	1,35	57,2	0,038	647	546	22,1	-	7,4	2,933

Таблица 21

Изменение магнитных свойств изотропной стали, легированной фосфором в зависимости от режимов низкотемпературной нормализации (АНО-6, температура отжига 1050 °С)

Усл. № плавки	Содержание элементов, % вес.	Режим нормализации	Магнитные свойства	Средние потери по режимам нормализации Р1,5/50, Вт/кг
	С	Si	Al	Р	Ti	N2	t, °С	V, м/мин	Р1,5/50, Вт/кг	В2500, Тл	В2500, Тл
3	0,044	2,96	0,43	0,026	0,015	0,006	800	25	3,02	1,59	0,08	3,02
3	0,044	2,96	0,43	0,026	0,015	0,006	800	18	2,88	1,58	0,10	2,905
3	0,044	2,96	0,43	0,026	0,015	0,006	800	18	2,93	1,59	0,09	2,905
3	0,044	2,96	0,43	0,026	0,015	0,006	800	12	2,96	1,60	0,09	3,00
3	0,044	2,96	0,43	0,026	0,015	0,006	800	12	3,04	1,60	0,09	3,00
среднее	2,966	1,592	0,090
5	0,044	3,00	0,42	0,040	0,013	0,006	800	25	2,96	1,57	0,09	2,976
5	0,044	3,00	0,42	0,040	0,013	0,006	800	25	2,98	1,56	0,09	2,976
5	0,044	3,00	0,42	0,040	0,013	0,006	800	18	2,99	1,58	0,08	2,936
5	0,044	3,00	0,42	0,040	0,013	0,006	800	18	2,86	1,59	0,10	2,936
5	0,044	3,00	0,42	0,040	0,013	0,006	800	18	2,96	1,58	0,08	2,936
5	0,044	3,00	0,42	0,040	0,013	0,006	800	12	2,88	1,59	0,09	2,933
5	0,044	3,00	0,42	0,040	0,013	0,006	800	12	2,96	1,56	0,10	2,933
5	0,044	3,00	0,42	0,040	0,013	0,006	800	12	2,96	1,57	0,10	2,933
среднее	2,943	1,576	0,091
1	0,035	2,87	0,43	0,040	0,019	0,006	800	25	2,97	1,59	0,10	2,970
1	0,035	2,87	0,43	0,040	0,019	0,006	800	18	3,00	1,59	0,10	3,00
1	0,035	2,87	0,43	0,040	0,019	0,006	800	18	3,00	1,58	0,09	3,00
1	0,035	2,87	0,43	0,040	0,019	0,006	800	12	3,01	1,59	0,10	2,995
1	0,035	2,87	0,43	0,040	0,019	0,006	800	12	2,98	1,59	0,10	2,995
среднее	2,992	1,588	0,093

1

119

Размещено на http://www.allbest.ru/

Плавка 3 (0,04%С; 2,96%Si; 0,43%Al; 0,026%Р)

Плавка 1 (0,035%С; 2,87%Si; 0,43%Al; 0,040%Р)

Плавка 5 (0,044%С; 3,00%Si; 0,42%Al; 0,040%Р)

Рис. 12. Влияние скорости движения полосы в агрегате нормализации на размер зерна и глубину рекристаллизованной зоны изотропной стали

Рис. 13. Зависимость изменения механических свойств изотропной стали от скорости движения полосы в агрегате нормализации (Т_норм.=800 °С) процесса первичной рекристаллизации, о чем свидетельствует увеличение доли рекристаллизованной структуры с 18,2ч19,6% до 45,3ч56,0%.

В горячекатаном металле опытных плавок № 4, 5, содержащих 2,99ч3,00% Si; 0,040ч0,041% Р; 0,41ч0,42% Al; 0,040ч0,044% С; без нормализационной обработки зона рекристаллизации составляет 0,16ч0,46 мм, средний размер зерна - 16 мкм, а доля рекристаллизованной структуры - 7,2ч19,5%. Снижение скорости транспортировки полосы с 25 м/мин до 12 м/мин (что соответствует увеличению времени выдержки с 2,1 до 4,4 мин) увеличивает глубину рекристаллизованной зоны с 0,31 мм до 1,35 мм, средний размер зерна с 30 до 38 мкм, а степень развития процесса рекристаллизации с 38,5 до 57,2%. По сравнению с состоянием без обработки размер зерна после нормализации с 800 єС возрастает, примерно, в 2,4 раза, доля рекристаллизованной структуры в 4,3 раза. Следует отметить, что повышение содержания фосфора в стали с 0,026ч0,030% до 0,040% привело к некоторому снижению размера зерна с 30ч41мкм до 30ч38 мкм, к росту глубины рекристаллизованной зоны с 1,11 мм до 1,19 мм при однозначной степени рекристаллизации на уровне 49,3ч50,6%. Уменьшение содержания кремния с 2,96ч3,03% (пл. 3, 5, 6) до 2,85ч2,87% (пл.1, 2) способствует небольшому увеличению протяженности рекристаллизованной структуры с 1,11ч1,19 мм до 1,23 мм и ее доли с 49,3ч50,6% до 53,5%. Наблюдаемые несущественные различия в изменении структурных параметров горячекатаной полосы после низкотемпературной нормализации с 800 °С при изменении содержания кремния с 2,85ч2,87% до 2,96ч3,00% и фосфора с 0,026ч0,030% до 0,040ч0,041% связаны возможно с неоднородностью по чистоте металла, нестабильностью режимов горячей прокатки, с различной толщиной подката и другими факторами.