Файл: Круашвили, З. Е. Автоматизированный нагрев стали.pdf

или иным качеством регулирования стабилизировать заданные значения температуры в зонах. Как уже отме­ чалось, нагревательные устройства (в том числе и коль­ цевые печи) работают в технологической линии прокат­ ки с переменной производительностью; причем произво­ дительность кольцевой печи меняется как вследствие изменения ритма работы стана, так и вследствие изме­ нения геометрических размеров заготовок, расположе­ ния заготовок на поду и т. д.

В основном изменения производительности являются случайными и плохо поддаются прогнозированию. Един­ ственное, что может заранее знать сварщик печи — это возможность длительной остановки печи на плановые осмотры и ремонты, порядок посада и сортамент загру­ жаемых заготовок.

Для ведения процесса нагрева металла в этих усло­ виях сварщик располагает только технологической ин­ струкцией по нагреву, в которой для различных групп марок сталей указаны режимы нагрева при максималь­ ной или средней производительности печи. Иногда в ин­ струкциях указываются также поправки на температур­ ныйрежим при изменениях размеров заготовок и да­ ются предписания, на сколько надо убавить или приба­ вить заданные значения температуры зон при измене­ ниях ритма работы прокатного оборудования. .

Как показали наблюдения, сварщики вмешиваются в работу регуляторов-стабилизаторов лишь при длитель­ ных остановках печи и если они получают от вальцов­

местонахождение новой садки они определяют интуи­ тивно) .

Естественно, что в таких условиях даже при очень богатом производственном опыте сварщика нельзя пра­ вильно поддерживать температурный режим, не получая объективной информации'о фактическом ритме работы прокатного оборудования, тепловом состоянии печи, из­ менениях параметров садки, месте нахождения границ

температур в зонах нужно знать связи (расчетные или

эмпирические) между параметрами процесса нагрева и заданными значениями температуры в зонах.

Ниже описан метод определения конечных значений температуры в зонах, заключающийся в предваритель­ ном расчете нагрева металла в печах при изменяющих­ ся условиях с дальнейшим уточнением расчетных дан­ ных на действующих объектах при помощи статистичес­ кого способа обработки результатов поправок.

Ниже дается расчет нагрева металла в кольцевых печах с учетом их теплотехнических и конструктивных особенностей для определения основных технологичес­ ких требований, предъявляемых к системе управления

подогрева ряда горелок, позволяющих регулировать тем­ пературу также и в этой зоне.

Конструктивная особенность печи — это высокая тем­ пература пода печи в области окна загрузки, что обус­ ловлено переходом пода от окна выдачи, где темпера­ тура печи высокая, к окну загрузки. Если температура у окна загрузки колеблется в пределах 750—800° С, то температура пода достигает 900—950° С, что способству­ ет симметричности нагрева заготовок, этому же способ­ ствует зазоры между заготовками.

Производительность кольцевой печи можно выразить

d — диаметр заготовок; I — длина заготовок;

пг— число заготовок на одном радиусе загрузки;

р— плотность;

т— время нахождения заготовок в печи.

Так как для печей с автоматизированной загрузкой и выгрузкой угол поворота пода сохраняется постоян­ ным, число заготовок в каждой зоне фиксировано.

При постоянном числе заготовок на участках нагре­ ва темп выдачи однозначно характеризует время нахож-

Дения заготовок в них. Нагрев металла в металлургиче­ ских печах является сложным процессом, включающим в себя различные виды теплообмена. В печах, работаю­ щих при высоких температурах, теплообмен излучением составляет подавляющую часть всего теплообмена. По закону Стефана — Больцмана количество тепла, усваи­ ваемого металлом, выражается формулой

Температура, измеренная в рабочем пространстве пе­ чи, характеризует среднее значение температур метал­ ла, кладки и газа. Тепловой поток на металл как функ­

ем — степень черноты металла; Фм.м — угловой коэффициент металла на металл; FKn— площадь кладки.

Конвективный теплообмен рассчитывают по форму­ ле Ньютона

где а п — коэффициент теплоотдачи, отнесенный к темпе­ ратуре печи.

Из формул (Ѵ-З) и (Ѵ-6)