Конструкция и тепловая работа колпаковых печей для термической обработки рулонов холоднокатанной стали

Abstract

Холоднокатанная стальная лента после прокатки сворачивается в рулоны, которые подвергаются рекристаллиационному высокотемпературному отжигу в колпаковых печах. Термическая обработка рулонов осуществляется в защитной атмосфере водорода и азота. Для этого садка из 2-5 рулонов закрывается герметичным стальным муфелем, под которым циркулирует защитная атмосфера. Муфель накрывают футерованным нагревательным колпаком, внутренняя поверхность которого разогревается либо с помощью электронагревателей, либо газовыми горелками. Тепловой режим термообработки формируется технологами и проходит несколько этапов: нагрев садки рулонов до заданной температуры, выдержка для выравнивания температуры по объему рулонов, охлаждение садки под колпаком и муфелем и дальнейшее охлаждение на воздухе. Электрическая и топливная теплогенерация должны обеспечивать строгое выполнение режима термообработки. Равномерность нагрева стопы рулонов зависит, прежде всего, от конструкции печи, которая может быть выполнена в одностопном и многостопном вариантах, а также от способа теплообмена в системе: нагревательный колпак – муфель – поверхность рулонов и осуществляется излучением и конвекцией. Передача теплоты в объеме рулонов осложнена анизатропностью теплофизических свойств свернутых рулонов, которые снижают скорость прохождения теплового потока теплопроводностью с поверхности рулона в его центр. Поэтому изучение равномерности нагрева рулонов, в целях совершенствования температурных и тепловых режимов, должно проводиться при исследованиях на действующей печи конкретной конструкции.

Cold-rolled steel strip after rolling is rolled into coils, which are subjected to high-temperature recrystallization annealing in bell furnaces. Heat treatment of rolls is carried out in a protective atmosphere of hydrogen and nitrogen. For this, a cage of 2-5 rolls is closed with a sealed steel muffle, under which a protective atmosphere circulates. The muffle is covered with a lined heating cap, the inner surface of which is heated either by electric heaters or by gas burners. The thermal regime of heat treatment is formed by the technologists and goes through several stages: heating the charge of the rolls to a predetermined temperature, holding to equalize the temperature over the volume of the rolls, cooling the charge under the bell and muffle, and further cooling in air. Electric and fuel heat generation must ensure strict implementation of the heat treatment regime. The uniformity of heating of a stack of rolls depends, first of all, on the design of the furnace, which can be performed in one-stop and multi-stop versions, as well as on the method of heat exchange in the system: heating cap - muffle - surface of rolls and is carried out by radiation and convection. The transfer of heat in the volume of the rolls is complicated by the anisatropy of the thermophysical properties of the rolled rolls, which reduce the rate of passage of the heat flow by thermal conductivity from the surface and the roll to its center. Therefore, the study of the uniformity of heating the rolls, in order to improve the temperature and thermal conditions, should be carried out during research on an operating furnace of a specific design.