不锈钢的产品质量与其轧后热处理关系很大,而利用轧后热处理关系很大,而利用扎后线材的显热进行热处理具有显著的节能效益,但由于散卷盘圆的运动难以控制,国内没有成熟的经验。对于在线热处理工艺,国外已经进行了专门的研究。
目前国内设置在线热处理设备的企业很少,除了工艺问题外,受散卷盘圆运动的规律影响,炉子结构也是影响使用的难度之一。在目前冶金经济形势不好的情况下,减少能源消耗提高产品质量是各企业所追求的目标。
一. 在线固溶条件
材质:奥氏体和铁素体不锈钢
产品规格:Φ5~50mm
盘圆直径:Φ1250mm
生产能力:70t/h
盘卷加热温度:1050~1100℃
燃料:天然气
二. 炉型设计
盘圆固溶有辊底炉和环形炉两种炉型。对于散卷料在线处理使用辊底炉,对于捆扎整卷料采用环形炉。本文仅介绍用于散卷的辊底炉技术。
1. 工作原理
盘卷在轧制后呈散装以800~900℃条件连续进入直接固溶热处理炉,炉内设置密集排列的炉辊,散卷在辊面上被炉辊带动前进。炉内保持某一温度,使散卷在特定温度下保持一定时间,保证晶粒达到工艺条件后出炉,出炉后的散卷被水喷淋装置快速冷却,使晶粒结构固定,从而达到固溶的目的。
按照盘圆的运动形式设置辊底炉结构,散卷料在辊道面上被辊道带动前行,为防止散卷料落入辊间,相邻辊道间距离很小方能保证料卷的稳定运行。
炉辊直径与料卷重量、炉宽、线材规格等密切有关,采用150mm直径炉辊。炉辊结构和材质至关重要,国外曾经发生过炉辊频繁断裂的事故。保证炉辊的可靠使用,使用两年未发生炉辊事故。
按照工艺要求,本炉设计内宽1450mm,长度45000mm。
炉衬采用轻质耐火保温材料,炉顶全纤维结构,整个炉衬热容量很小,升温快,适合频繁升降温操作。
天然气烧嘴(13849187223)设置在炉侧,分别在辊道的上部和下部,保证炉温的均匀。
为便于炉辊的更换方便,炉体设计成上、下两部分,下部分固定不动,上部炉体可以升降。
为减少燃料消耗,烟道设置管状换热器,空气预热到高温,用保温管道送至烧嘴(13849187223)。为便于控制炉子各段热负荷,炉子分12区脉冲控制,适应各种温度制度的要求。
盘圆出炉后必须快速冷却以实现固溶效果,采用盘圆上下同时告诉喷水冷却工艺,实现了快速冷却到80℃的要求。
2. 使用效果
本炉投产以来实现了盘圆散卷线材的直接固溶热处理,由于保留了线材的显热,减少了线材的冷却后再加热所需热量,同时减少了氧化铁皮的生成,能耗指标低至15m3天然气/t钢。
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