Процесс управления нагревом и охлаждением колпаковой печи происходит автоматически. Для работы по техническому обслуживанию печи нагревательная система посредством выключателя «Режим работы» на щитке управления нагревательным колпаком может быть переключена на ручной режим. При автоматическом режиме после запуска весь цикл отжига, включая процессы продувки подмуфельного пространства, испытаний на герметичность, подачи водорода, управления системой отопления, отключение и включение электромагнитных клапанов, управляется системой управления с гибким программированием. Автоматическое управление нагревательным колпаком предусматривает два регулятора температуры (регулятор температуры нагревательного колпака и регулятор стенда) для диапазона непрерывного регулирования и по два регулятора температуры (регулятор температуры нагревательного колпака и регулятор стенда) для диапазона «включено – выключено». Переключение с непрерывного регулирования на регулирование «включено-выключено» и наоборот осуществляется в зависимости от отклонений значения регулируемой температуры нагревательного колпака и стенда, если моторный регулировочный клапан находится в положении "минимум", а также в зависимости только от отклонения значений регулируемой температуры нагревательного колпака и стенда.
Температура стенда и нагревательного колпака измеряется при помощи термопар в защитной оболочке и посредством измерительных преобразователей, установленных в шкафах управления, преобразуется в электрические унифицированные сигналы (0÷1000оС в 4÷20щмА). Измерительные преобразователи оснащены системой сигнализации поврежденияштермопары,дсистемойлкоррекции.
Для регулировки температуры нагревательного колпака и подмуфельного пространства предусмотрены две регулирующие температуру цепи. Каждая оснащена температурным регулятором для плавного режима и температурным регулятором для установочного диапазона «включено – выключено».
Для защиты нагревательного колпака предусмотрено специальное реле температуры, которое срабатывает при достижении нагревательным колпаком максимальной температуры. Система газового нагрева дополнительно отключается, если температура нагревательного колпака превышает заданное значение на 20 оС.
Рисунок №2 Схема подвода воздуха к горелкам и устройству медленного охлаждения
Для защиты материала садки отключается система газового нагрева, если регулируемая температура превышает заданное значение на 15 оС.
При неисправностях в работе газогорелочного оборудования, снижения давления защитной атмосферы, отсутствия герметичности между муфелем и стендом срабатывает световая и звуковая сигнализация.
Технологический процесс
После загрузки садки на один из стендов, на стенд устанавливается муфель, который при помощи гидравлического прижимного устройства плотно прижимается к водоохлаждаемому резиновому кольцевому уплотнению. Далее производится испытание на герметичность, по окончании которого следует продувка подмуфельного пространства азотом для удаления воздуха.
Затем на стенд устанавливается нагревательный колпак и начинается отжиг. При достижении определенной рабочей температуры, в зависимости от технологических требований, в подмуфельное пространство подается 100% водород. При достижении требуемой конечной температуры садки нагревательный колпак отключается, и начинается процесс комбинирования воздушно-водяного охлаждения до требуемой температуры.
Предусмотрено четыре стадии процесса охлаждения садки:
медленное охлаждение при помощи нагревательного колпака (по окончании этой стадии на место нагревательного колпака устанавливается охлаждающий колпак);
охлаждение садки при совместной работе вентиляторов охлаждающего колпака и циркуляционного вентилятора стенда;
охлаждение при работе только вентиляторов охлаждающего колпака и охлаждение посредством орошения поверхности муфеля водой при работающем циркуляционном вентиляторе.
Рекристализационному отжигу в колпаковых печах подвергают холоднокатаный металл толщиной 0,40-3,50 мм марок сталей 05ЮР, 08Ю, 08пс, 08ЮПР, 08ЮП, 08ЮР, 01ЮТ, 08ЮТР, 06ФБЮАР поставляемой по действующим стандартам и техническим условиям и зарубежные аналоги указанных марок сталей для производства экспортных заказов. Отжиг стали различных марок идет по разным программам, где учитывается толщина полосы и отделка поверхности, а также категория вытяжки.
В период проведения режимно-наладочных работ наиболее часто применялись следующие программы отжига:
Таблица 3 – Программы отжига на колпаковых печах
| № программы | Толщина, мм | Марка стали | Категория вытяжки | Доля в общем производстве, % |
| 1 - 21 | 0,7 ÷ 1,00 1,01 ÷ 2,50 | 01ЮТ, 05ЮР, 08ЮПР, 08ЮП, 08ЮР, 08ЮТР. | - | 15,70 |
| 24 - 41 | 08Ю, 08пс | ВГ | 12,11 | |
| 44 - 50 | 0,5 ÷ 0,69 | 08Ю | СВ, ОСВ, ВОСВ | 4,89 |
| 51 - 64 | 0,7 ÷ 2,50 | 08Ю | СВ, ОСВ | 5,40 |
| 65 - 78 | 0,7 ÷ 2,50 | 08Ю | ВОСВ | 20,88 |
| 90 - 96 | 0,5 ÷ 0,69 | 08Ю | ВГ | 9,54 |
| 0,7 ÷ 1,00 | 08Ю | ВОСВ-Т | 7,73 |
Отжиг металла ведется в защитной среде 100 % водорода по одноступенчатому или двухступенчатому режимам в зависимости от марки стали, требуемых механических свойств, толщины полосы и массы садки.
Максимальный расход водорода на отжиг 450 м3 (программа № 43) и минимальный - 208 м3 (программа № 58).
Переотжиг (повторный отжиг) холоднокатаной стали с целью восстановления поверхности от окисной пленки, ликвидации дефектов "ржавчина", "загрязнение" и "окисление" производят в зависимости от массы садки в среде 100 % водорода при температуре 690±10 оС с произвольным нагревом до температуры выдержки. Для переотжигов применяются программы №№ 80 ÷ 86. Переотжиги, проводимые на колпаковых печах «Эбнер» отрицательно влияют на производительность колпаковых печей. При неизменной садке увеличивается время нагрева, охлаждения и общее время отжига в 3 – 4 раза, что резко снижает производительность колпаковых печей «Эбнер» и приводит к увеличению расхода топлива, водорода.
Таблица 4 - Характеристика колпаковой печи (паспортные данные)
| № | Наименование | Единица измерения | Величина |
| Назначение печи | Светлый рекристаллизационный отжиг в среде чистого водорода | ||
| Нагревательный колпак | |||
| - высота | мм | ||
| - высота горелочного пояса | мм | ||
| - внутренний диаметр | мм | ||
| - наружный диаметр | мм | ||
| Муфель | Гофрированный | ||
| - высота | мм | 5000 (полезная) | |
| - наружный диаметр | мм | ||
| - толщина стенки | мм | 6 ÷ 7 |
Продолжение таблицы 4
| Охлаждающий колпак | Для ускоренного охлаждения отожженной садки посредством применения комбинированного воздушно-водяного охлаждения | ||
| Характеристика отжигаемых рулонов: - максимальная масса - наружный диаметр - внутренний диаметр - высота (ширина полосы) - толщина полосы | т мм мм мм мм | не более 32 до 1860 900 ÷ 1850 0,5 ÷ 2,5 | |
| Температура термообработки - нагрева (по колпаковому термопреобразователю) - распаковки (по стендовому термопреобразователю) | 0С 0С | 680 ÷ 710 | |
| Топливо | - | Природно-доменная смесь (ПДС) для рабочих горелок; природный газ (ПГ) для пилотных горелок | |
| Низшая теплота сгорания ПДС (при 0оС) | ккал/нм3 | ||
| Низшая теплота сгорания ПГ(при 0оС) | ккал/нм3 | ||
| Горелочные устройства | - | Двухпроводные горелки, расположенные тангенциально, на трех уровнях | |
| - количество рабочих горелок | шт. | ||
| - количество пилотных горелок | шт. | ||
| Максимальный расход ПДС на нагревательный колпак | нм3/ч | ||
| Тепловая мощность рабочих горелок | кВт | 1400 | |
| Тепловая мощность пилотных горелок | кВт | 81 | |
| Максимальный расход ПГ на нагревательный колпак | нм3/ч | 8,4 | |
| Давление ПГ перед пилотными горелками | кгс/м2 | 650÷800 | |
| Давление ПДС перед рабочими горелками | кгс/м2 | 550÷750 | |
| Давление воздуха после воздуходувки | кгс/м2 | 650÷800 | |
| Давление воздуха перед пилотными горелками | кгс/м2 | 500÷600 | |
| Отвод продуктов сгорания | - | Давлением, создаваемым колпаком в борова |
Продолжение таблицы 4
| Допустимая температура стенки муфеля | 0С | |||
| Температура продуктов сгорания до рекуператора | ||||
| Температура продуктов сгорания после рекуператора | ||||
| Температура подогретого воздуха | ||||
| Удельный расход условного топлива за цикл отжига | кг у. т./т | 28,0 | ||
| Удельный расход тепла за цикл отжига | ккал/кг | 190 ÷ 215 | ||
| Коэффициент расхода воздуха a (mах) | - | 1,2 ÷ 1,52 | ||
| Точка росы защитного газа (100 % Н2) | 0С | -50 | ||
| Расход защитного газа (100 % Н2) на один отжиг | м3 | 225 ÷ 450 | ||
3 Программа проведения режимно-наладочных работ на печах фирмы "Эбнер"
Программа проведения режимно-наладочных работ включает в себя весь комплекс работ, регламентированный «Требованиями органов Госэнергонадзора в Российской Федерации к проведению наладочных работ на газоиспользующем оборудовании» [2] и состоит из четырёх основных этапов:
Первый этап
1. Ознакомление с характеристиками установленного оборудования, особенностями технологии производства продукции, данными о производственно-технических показателях работы печей за предыдущий период.
2. Осмотр действующего оборудования, выявление дефектов и неисправностей газогорелочного и оборудования системы дымоудаления.
3. Контроль за соблюдением настроек систем автоматического регулирования теплового режима, исправности и работы регулирующих органов этой системы.
4. Устранение неисправностей работниками цеха и предъявление печей под наладку.
Второй этап
Наладка режима сжигания топлива и системы автоматического регулирования.
Третий этап
Балансовые испытания колпаковых печей.
Четвертый этап
1. Обработка результатов балансовых испытаний колпаковых печей.
2. Анализ результатов.
3. Расчет экономии от проведения режимно-наладочных работ.
4. Разработка рекомендаций по эффективному использованию топлива в колпаковых печах.
5. Разработка режимной карты колпаковой печи.
