Протяжні печі

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Протяжні печі
Протяжні печі призначені для термічної або термохімічної обробки тонколистового металу. Рулони сталевої стрічки розмотуються і простягаються через піч по опорних роликах. Процес термообробки в таких печах безперервний, що дозволяє отримувати метал з такими властивостями, які не досягаються при нагріванні в колпакових печах. При обробці одного шару стрічки можна забезпечити однакову температуру по ширині та довжині стрічки і однакове взаємодія стрічки з атмосферою печі. Всі процеси в протяжних печах протікають з великою швидкістю, і час нагрівання в них становить кілька хвилин, порівняно з десятками годин на колпакових печах.
У протяжних печах виконують термообробку різних видів: світлий рекрісталлізаціонний відпал; обезуглероживающей відпал трансформаторних і динамічних сталей; безперервне цинкування маловуглецевої сталі та ін
Протяжні печі встановлюють в безперервних лініях і по конструкції вони діляться на горизонтальні і вертикальні (баштові). У горизонтальних печах стрічку простягають по роликах горизонтально, і її товщина може бути до 6 мм, загальна довжина 150 - 200 м, а швидкість до 2 м / с. У вертикальних багатоходових печах стрічка рухається петлями, багаторазово огинаючи поворотні ролики. При цьому її загальна довжина в печі може досягати 1 км. Швидкість руху стрічки - до 10 м / с, а товщина не більше 1 мм.
Залежно від виду обробки протяжні печі поділяють на кілька камер: нагріву, витримки, регульованого охолодження, остаточного охолодження.
При світлому відпалі нагрів, витримку і охолодження стрічки ведуть в контрольованій атмосфері. У випадку нагрівання перед цинкуванням передбачені камери окисного нагріву (в продуктах згорання) та відновного нагріву (в контрольованій атмосфері).
Камери нагріву і витримки при окисної обробці опалюють газовими пальниками, зазвичай інжекційними, а при обробці в захисній атмосфері - газовими радіантні трубами або електричними нагрівачами. У камерах регульованого охолодження потрібна швидкість забезпечується чергуванням футерованих і водоохолоджуваних секцій стін або чергуванням електричних нагрівачів і повітроохолоджуючих труб. У камерах прискореного охолодження при світлому відпалі застосовують обдування холодним контрольованим газом через сопла, рівномірно розташовані з обох сторін стрічки. На рис. 1 показаний зразковий температурний режим обробки стрічки в протяжної печі.

Рис. 1. Температурний режим циклу обробки стрічки в протяжної печі: суцільна лінія - температура стрічки; пунктир - температура печі;
L п, L н, L вид, L рег.охл., L охол., І h о.охл. - Довжина камер: печі, нагріву, витримки, регульованого охолодження, охолодження і остаточного охолодження.
Індекси при t розшифровуються так само.
Загальна задача керування протяжними печами зводиться до отримання заданої якості стрічки при приблизно постійної продуктивності. Якість обробки стрічки визначається значеннями швидкості нагріву і охолодження, часом витримки і т. д. Завдання управління полягає в точному підтримці заданого температурного графіка. Крім того, необхідна підтримка рівномірності нагріву по ширині та довжині стрічки, а також необхідного складу контрольованої атмосфери.
Основними збурювальних дій є зміна швидкості стрічки та її параметрів. Обурення мають випадковий характер. Керуючими впливами служать витрата газу (електроенергії) та склад контрольованої атмосфери.
Протяжні печі поділяють на кілька зон регулювання температури. Температура в зонах камер нагріву і витримки вимірюється хромель-алюмелеві термопарами і підтримується на заданому рівні ПІ-регуляторами, що змінюють подачу газу або електроенергії. Можливо коригування завдань регуляторам по температурі стрічки в кінці камери, вимірюваної радіаційним пірометром. Проте свідчення пірометрів недостатньо точні з-за мінливої ​​ступеня чорноти поверхні стрічки. Крім того, коригування не дає іноді необхідного ефекту через те, що інерційність по каналу збурення (зміна швидкості стрічки) набагато менше, ніж по каналу керування.
Була розроблена система регулювання температури стрічки по тепловому балансу. Принципова схема такої системи зображена на рис. 2.

Рис. 2. Принципова схема регулювання нагріву стрічки в
протяжної печі по фактичної продуктивності:
* , ..., - Зони регулювання
Сигнали, пропорційні шириною, товщиною стрічки і заданої температури її нагріву задаються оператором за допомогою задавачів 1 параметрів стрічки. Швидкість стрічки вимірюється тахометром 2 по швидкості обертання вхідного ролика. Усі сигнали надходять у пристрій 3, в якому вони перемножуються і перетворюються в сигнал, пропорційний продуктивності печі і кількості тепла, необхідного для нагрівання стрічки до заданої температури q м. Цей сигнал у відповідних частках надходить в зональні регулятори витрати тепла 8. Сюди ж подається сигнал з задатчика 4, пропорційний втрат тепла в зоні Q п, які залежать від температури в зоні, вимірюваної термопарою і потенціометром 5. З приладу 6 надходить сигнал, пропорційний кількості тепла, внесеного газом.
Таким чином, на вхід регулятора 8 надходять сигнали, пропорційні витраті тепла Q '= Q м + Q п і приходу тепла Q "= Q р. У випадку неузгодженості Q' ¹ Q" регулятор 8 за допомогою виконавчого механізму 9 змінює витрата газу, ніж досягається виконання рівняння теплового балансу Q м + Q п = Q р. Будь-яке зміна швидкості руху стрічки викликає миттєве порушення балансу схеми і змушує регулятор відновлювати рівновагу при новому значенні швидкості. Якщо для визначення товщини стрічки використовувати автоматичні вимірювачі товщини, то схема буде також чутлива до зміни геометрії стрічки.
У печах з електричним обігрівом прилад 6 вимірює потужність, що виділяється в електричних нагрівачах зони. У схемі передбачено перехід на регулювання температури в зонах за заданим значенням за допомогою перемикачів 7. Температура стрічки в кінці печі контролюється комплектом 10.
У камерах регульованого охолодження з повітроохолоджуючих трубами температуру регулюють, впливаючи на витрату охолоджуючого повітря на зону. При повному припиненні подачі повітря і падінні температури нижче заданої зональні регулятори включають електричні нагрівачі або електрорадіантние труби.
Дуже важливою частиною системи управління термічними печами є регулювання газового режиму печі. На рис. 3 показана схема управління газовим режимом протяжної печі при використанні атмосфери однакового складу для всієї печі, наприклад при світлому відпалі стрічки під нейтральною атмосферою.

Рис. 3. Принципова схема управління газовим режимом протяжної печі для термообробки:
I - камера нагрівання; II - камера витримки; III - камера охолодження
Газ контрольованого складу подається в піч у кінці камери охолодження і рухається в печі назустріч металу. Газ виходить з печі частково через затвори 1, 3 і головним чином через свічку 2. Зразкова витрата захисного газу встановлюється експериментально при налагодженні печі і контролюється витратоміром 7. Величиною скидання газу через свічку також керують за допомогою перемикача 9 вручну при налагодженні печі.
Тиск в печі вимірюють у пода поблизу свічки і підтримують на заданому значенні регулятором 6 змінює витрата контрольованої атмосфери. Для поліпшення якості регулювання тиску в печі передбачена стабілізація тиску в газопроводі регулятором 8.
У кількох точках печі, зазвичай поблизу затворів і свічки, контролюється склад атмосфери. При світлому відпалі маловуглецевої стрічки за допомогою автоматичного газоаналізатора 4 стежать за вмістом кисню, який не повинен перевищувати 0,01 - 0,02%. У разі перевищення цього змісту вручну збільшують скидання газу через свічку, і регулятор тиску 6 автоматично підвищує витрата захисної атмосфери за допомогою виконавчого механізму 5.
Регулювання газового режиму може бути побудоване і іншим способом. Стабілізується задану витрату контрольованого газу регулятором 7 (див. пунктир на рис. 8.19), а тиск у печі регулюється регулятором 6 зміною скидання газу в атмосферу через свічку.
У деяких випадках при термохімічної обробці в різні камери протяжної печі повинні подаватися гази різного складу. На рис. 8.20 розглянута схема автоматичного контролю та управління газовим режимом вертикальної багатоходової печі для обезуглероживающей відпалу стрічки трансформаторної сталі. При цьому виді обробки в камери нагрівання I і охолодження V подається сухий азотний газ з колектора 1, В секції II, III, IV камери витримки подається газ з різним вмістом водню. Тому до кожної секції передбачено підведення газу від колектора 1 та від колектора 2, по якому надходить водневий газ, наприклад дисоційованому аміак.
У кожну зону і секцію охолодження подається задану кількість азотного газу за допомогою регуляторів 8, 11, 14. Загальний витрата газів на піч контролюється витратоміром 6 і 7. Для одержання необхідного вмісту водню в секціях камери витримки в кожну секцію подається водневий газ в заданому співвідношенні до витрати азотного газу регулятором співвідношення 12. Завдання регуляторам витрати газу і співвідношення встановлює оператор в залежності від режиму термообробки і фактичного складу газу в печі.
Суміш азотного і водневої газів зволожується в скрубері 3, і вологість суміші, однозначно пов'язана з його температурою, підтримується двохпозиційним регулятором температури 13, що включає і вимикає електронагрівачі 4 водяного бака скрубера. Після скрубера для запобігання конденсації вологи газ підігрівається нагрівачем 5, і його температура контролюється приладом 10.
Склад газу в камері витримки контролюється автоматичними газоаналізаторами на водень 16 і вологоміром 17. Для визначення утворюються в процесі реакції зневуглецювання окису вуглецю і метану застосовують відповідні комплекти автоматичних газоаналізаторів 18 і 19. Часто склад атмосфери печі бажано контролювати в багатьох точках. Обслуговування великої кількості точок обмеженим числом приладів здійснюється за допомогою перемикачів газових і електричних ліній.

Рис. 4. Схема контролю і управління газовим режимом вертикальної протяжної печі для обезуглероживающей відпалу стрічки трансформаторної стали: I - камера нагрівання; II - IV - секції камери витримки; V - камера охолодження
При заповненні печі азотним газом і в процесі роботи в камерах нагрівання і охолоджування вміст кисню контролюється газоаналізатором 15. Напрямок руху газів між камерами I - II і IV - V визначається газоаналізаторами на водень і вологомірами. Відбір проб газу на аналіз виконується у відповідному тамбурі. При виявленні зворотного потоку газів з II в I або з IV ст V камеру вторинні прилади газоаналізаторів включають сигнальні лампи і дзвінок на тепловому щиті. Крім того, в тамбурах встановлюють свічки з постійно працюючими запальника. При зворотному потоці газів через свічки виходить водородсодержащий газ, утворюючи полум'я, яке визначається візуально або за допомогою термопари.
Для визначення прогара труб повітряного охолодження після ексгаустера, відсмоктувального з них повітря, встановлюють сигналізатор наявності водню. При прогар однієї з труб в неї засмоктується повітря з печі, що містить до 5% водню, і датчик сигналізатора вловлює наявність водню. Тиск в печі регулюється регулятором 9, яке впливає на скидання газу через свічку.
У системах регулювання газових режимів печей з водородсодержащий атмосферою широко застосовують пневматичні прилади та регулятори. Пневматична апаратура відрізняється високою надійністю і її можна застосовувати у вибухонебезпечних і пожежонебезпечних умовах.
Для забезпечення безпечної роботи печі з контрольованою атмосферою передбачені: спеціальна автоматична система пуску газу; сигналізація ряду параметрів; система аварійного відключення і продувки печі. Аварійна продування здійснюється зі спеціального газгольдера із запасом азотного газу, рівним п'ятикратному обсягом печі. Аварійна продування азотним газом необхідна в наступних випадках: при падінні тиску в печі нижче допустимого рівня; при падінні тиску стисненого повітря, яке живить прилади та регулятори; при зменшенні подачі азоту в камеру охолодження нижче допустимої межі; при відключенні електроенергії.
Управління іншими прохідними термічними печами в основному аналогічно розглянутому для протяжних печей у відношенні, як температури, так і газового режиму.
Управління протяжними печами з допомогою ЕОМ досить доцільно через велику складність управління температурним і газовим режимами. Основним критерієм якості управління повинні служити фізичні і хімічні властивості оброблюваного металу. Додатковим критерієм може бути одержання максимальної продуктивності при заданому якості металу та мінімальних витрат енергії.
Завдання ЕОМ щодо управління нагрівом повинна зводитися до вироблення завдань регуляторам температури в камерах нагрівання, витримки та охолодження, що забезпечують необхідну температуру нагрівання і швидкість охолодження при різних режимах роботи печі. Відносно управління газовим режимом повинні вирішуватися завдання розрахунку складу та споживання контрольованого газу в різних камерах і секціях в залежності від вихідного стану стрічки.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
27.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Плазмові печі
Трубчасті печі
Секційні печі
Двохванний печі
Розр т металургійної печі
Відбивні двокамерні печі
Розрахунок печі киплячого шару
Розрахунок насадки мартенівської печі
Автоматизація вапняно-обпалювальної печі
© Усі права захищені
написати до нас