Назначение, состав, технические характеристики и принцип работы оборудования

Общая характ еристика печи замедленного охлаждения металла

Печь – методическая, шестизонная, с шагающими балками с гидравлическим приводом.

Каждая зона, кроме буферной, имеет четыре системы циркуляции теплоносителя: левая (от оси печи по ходу движения заготовок) верхняя, левая нижняя, правая верхняя, правая нижняя. В зонах охлаждения №1,2,3 и выравнивания имеется четыре независимых тракта регулирования температуры: левый верхний, левый нижний, правый верхний, правый нижний.

Регулирование температур теплоносителя осуществляется сжиганием природного газа или подсосом циркуляции холодного воздуха. Печь оборудована автоматической системой слежения за перемещением заготовок.

Управление тепловыми режимами осуществляется с главного пульта управления печи.

На рис. 1 изображена схема печи замедленного охлаждения.

Рис. 1 Схе ма печи замедленного охлаждения.

Назначение, состав, технические характеристики и принцип работы оборудования

Печь предназначена для контролируемого охлаждения литых заготовок МНЛЗ с целью получения полной перлитной структуры всего их объёма.

Печь - методическая, шестизонная, с шагающими балками с гидравлическим приводом.

Температурный режим печи (по зонам):

- буферная зона 620 – 730 °С;

- зона выравнивания 520 - 620 °С;

- зона охлаждения (1) 500 – 600 °С;

- зона охлаждения (2) 440 – 540 °С;

- зона охлаждения (3) 410 – 510 °С;

- зона ускоренного охлаждения не более 300 °С

Каждая зона, кроме буферной, имеет четыре системы циркуляции теплоносителя: левая (от оси печи по ходу движения заготовок) верхняя, левая нижняя, правая верхняя, правая нижняя. В зон ах охлаждения № 1,2,3, и выравнивания имеется четыре независимых тракта регулирования температуры: левая верхняя, левая нижняя, правая верхняя, правая нижняя.

Регулирование температур теплоносителя осуществляется сжиганием природного газа или подсосом циркуляции холодного воздуха. Печь оборудована автоматической системой слежения за перемещением заготовок.

Управление тепловыми режимами, системой загрузки, выгрузки и транспортировки заготовок осуществляется с главного пульта управления печью или, в случаях неисправности отдельных систем автоматики, с местных пультов управления.

Основные технические данные печи:

- производительность печи, т/ч 78;

- общая масса, тн 428;

- потребляемая мощность, кВт 1138;

- наибольшая температура в печи, °С 800;

- длина рабочего пространства, мм 45700;

- ширина рабочего пространства, мм 1300;

- высота рабочего пространства, мм 1800;

- расстояние от свода до неподвижных балок, мм 1050;

- топливо - природный газ;

- давление газа перед печью, МПа (кгс/см²) 0,3 (3,0);

- максимальный расход газа, м³/ч 1000;

- номинальный расход газа при непрерывном

режиме работы, м³/ч 140;

- средний расход газа, м³/ч 240;

- расход воды на охлаждение, м³/ч 30;

- длина зон печи:

- буферная зона, мм 6300;

- зона выра внивания, мм 7000;

- зона охлаждения (1), мм 9000;

- зона охлаждения (2). мм 9000;

- зона охлаждения (3), мм 7000;

- зона ускоренного охлаждения, мм 6700;

- шаг раскладки заготовок в печи, мм 450-500;

- вид раскладки:

- заготовки длиной от 4 до 6 м двухрядный;

- заготовки длиной от 6 до 12 м однорядный.

Транспортная система по всей длине печи состоит из четырёх рядов неподвижных жаропрочных балок и четырёх рядов подвижных жаропрочных балок. Неподвижные и подвижные балки установлены на вертикальных, жаропрочных фасонных трубах. Трубы закреплены жестко на колосниковой решётке печи (подина) и на подвижной раме печи. Подвижная рама перемещается на роликах, смонтированных на расположенной под роликами подъёмной раме. На ни жней стороне подъёмной рамы тоже предусмотрены ролики, которые двигаются на подъёмных клинах и обеспечивают подъём и опускание. Во избежание поперечных колебаний передвижная рама центрируется направляющими роликами.

Печь разделена по длине на шесть зон. Зоны разделены друг от друга неподвижными стенками. Рециркуляционные газы в начале каждой зоны, за исключением буферной зоны, отводятся через отверстия в своде и подине по всей ширине печи равномерно и по трубопроводам с внутренней изоляцией подаются в смесительные камеры (коллекторы). В этих камерах температуру рециркуляционного воздуха регулируют добавкой холодного воздуха или горячих отходящих газов согласно температуре воздуха в печи, установленной технологической документацией. Затем воздух или смесь воздух – отходящий газ в конце зоны охлаждения подаётся в печь для обдувки в противопотоке над и под охлаждаемыми заготовками. Для производства горячих газов смесительные камеры оборудованы высокоскоростными горелками, которые одновременно служат для подогрева печи на определённую температуру.

Для циркуляции теплоносителя в рабочем пространстве печи предусмотрены вентиляторы типа УРСХ-80800 производительностью 7500 м³/ч, общее количество - 20 штук.

Для отвода отработанных печных газов в атмосферу на правой и левой сторонах печи предусмотрены сборные трубопроводы, подключаемые к вытяжным трубам.

Загрузку заготовок осуществляют сбоку через рольганг, внутри печи ролики смонтированы консольно и охлаждаются водой. Их приводят в действие через цепной привод двигателем постоянного тока. Скорость вращения регулируют бесступенчато в пределах от 0,1 до 0,5 м/с.

Так как загрузка заготовок различной длины в печь охлаждения осуществляют как однорядно, так и двухрядно, необходимо точное позиционирование заготовок. Для этой цели предусматривается полностью автоматическая установка позиционирования и центрирования, работающая по электронному принципу. На подающем рольганге заготовки измеряют при помощи импульсного датчика, результаты измерения передают программированному процессору, который определит точную позицию и соответственно управляет рольгангами с приводом постоянного тока в печи. В конце рольганга предусмотрен отдельный выдвижной упор.

Для транспортировки заготовок с рольганга в буферную зону предусмотрен подъёмно-транспортный шлеппер.

Движение рольгангов, механизма подъёма шагающих балок и устройства позиционирования управляется при стандартном режиме работы автоматически, однако может регулироваться и вручную.

Каждая печь охлаждения состоит в отдельности из следующих узлов:

- металлоконструкции;

- литые детали;

- привод шагающих балок;

- нагревательное оборудование;

- охлаждающее оборудование;

- газопроводы и воздухопроводы;

- трубопроводы;

- трубопроводы отходящего газа и отходящего воздуха;

- рециркуляционные каналы и шахты;

- регулирующие элементы для трубопроводов;

- трубы отходящего газа;

- подающий рол ьганг в печь;

- подъёмно - опускающийся упор;

- тележки для позиционирования;

- механизм подъёма заслонок;

- отводящий рольганг из печи;

- установка для удаления окалины.

Нагревательное оборудование состоит из:

- 36 высокоскоростных горелок с автоматикой безопасности и контролем пламени (принцип ионизации). 20 горелок в буферной зоне и по 4 в остальных зонах. Зона ускоренного охлаждения горелок не имеет;

- управления путём регулирования открывания – закрывания клапанов;

- воздушных вентиляторов продуктов сгорания;

- всей необходимой арматуры с магнитными клапанами, запальным трансформатором и газотопочным автоматом. Таблица 1

Параметры	проект	факт
Мощность горелки, м3/ч
Теплота сгорания, МДж/м3	36.6	33.3
Топливо	природный газ
Рабочее давление перед горелкой: - газа, кПа - воздуха, кПа	0.75 2.8	1.1 1.2
Рабочее давление перед запальной горелкой - газа, кПа - воздуха, кПа	2.4 2.4	1.6 2.7

Если горе лки буферной зоны подогревают непосредственно металл, то горелки остальных зон греют рециркулирующий теплоноситель, который сверху и снизу поступает в зону продвижения охлаждаемого металла. Все 36 горелок снабжены зажигательными горелками типа «3МИ-16». Регулирование температуры теплоносителя осуществляется сжиганием природного газа или подсосом в систему рециркуляции холодного воздуха. Продукты сгорания отводятся по двум коллекторам, установленным по бокам печи на уровне свода и объединяющим отводы от каждой зоны печи.

Для предотвращения перегрева дымовых труб, а также для выравнивания давления печи с атмосферным, в зонных дымоотводах предусмотрены кольцевые щели шириной до 300 мм. Боковые коллекторы дымоотводов в торце печи (на выходе металла) объединены в общий коллектор, соединённый дымоотводящим боровом с дымовой трубой. Боковые дымоудаляющие коллекторы перед переходом в общий коллектор снабжены шиберами, управляемыми со щита КИПиА.

Воздух на горение в буферную зону подают с помощью вентилятора дутьевого типа МХ 80225 производительностью 6480 м³/ч, а в остальные зоны с помощью восьми вентиляторов дутьевых типа МХ 8 0112, производительностью 750 м³/ч каждый.

Для поддержания заданного режима охлаждения заготовок печь оборудована устройствами контроля технологических параметров и автоматикой безопасности.

Автоматический контроль технологических параметров:

-Температуры:

- рабочего пространства печи в шести зонах,

- циркулирующего воздуха в четырёх зонах,

- продуктов сгорания в основании дымовой трубы;

-Давления:

- в рабочем пространстве печи,

- природного газа перед печью,

- воздуха на горение перед коллектором;

-Расхода:

- природного газа в зонных газовых коллекторах к горелкам зоны,

- воздуха на горение в зонных коллекторах к горелкам зоны.

Кроме того, предусмотрен контроль давления природного газа в зонных коллекторах местными приборами.

Автоматическое регулирование технологических параметров.

На печи предусмотрено регулирование:

- температуры рабочего пространства печи в шести зонах;

- давления в рабочем пространстве печи;

- давления природного газа в печном коллекторе.

Регулирование температуры рабочего пространства печи по зонам осуществля ют с помощью регуляторов «Телеперм – ЗОС» и следящих регуляторов. Наряду с автоматическим регулированием технологических параметров, схема регулирования предусматривает дистанционное управление тепловым режимом печи.

Автоматика безопасности

При падении давления природного газа или воздуха на горелке ниже допустимой величины 0,5 кПа (50 кгс/м²), прекращается подача газа на печь с помощью предохранительных отсечных клапанов, установленных в зонных коллекторах природного газа.

Сигнализация безопасности (световая и звуковая) предусмотрена в следующих случаях:

- при падении давления природного газа или воздуха на горелке ниже допустимой величины 0,5 кПа (50 кгс/м²);

- при повышении температуры в зонах печи;

- при неисправности воздуходувок;

- при неисправности горелок по зонам;

- при тяге перед печью - ниже 0,1 кПа (10 кгс/м²).

Автоматика зажигания горелок

Каждая охлаждающая печь снабжена 36 скоростными горелками. В каждую горелку встроен аксиально расположенный электрозапальник, который вызывает автоматическое зажигание пламени в соответствии с выбранным режимом охлаждения.

Все электрозапальники распределены по зонам в функциональные группы. Каждой такой группе горелок предназначен щит управления, который снабжён сигнально – контрольными, командными и управляющими приборами, которые требуются для автоматического режима зажигания каждой функциональной группы.

В подводящие газовые и воздушные трубопроводы к отдельным группам горелок встроены:

- регулятор давления;

- кнопочный выключатель;

- манометр.

Каждому элект розапальнику, кроме того, соответствует магнитный клапан на газопроводе, который автоматически прекращает подачу газа к горелке.

Регулятор давления газа и регулятор давления воздуха редуцируют имеющееся давление на требуемые рабочие параметры от 2 до 3 кПа (от 20 до 30 мбар) и исключает ненужные колебания давления.

Манометрический выключатель, в случае поступления недостаточного количества газа или воздуха, прерывает токопитание в соответствующей рабочей группе, управляющей части зажигания. Подача газа к электрозапальникам и горелкам прерывается с помощью соответствующих магнитных клапанов.

Для визуального контроля давления газа и воздуха в каждый подводящий газовый и воздушный трубопровод к каждой рабочей группе горелок встроен манометр.

Каждой функциональной группе запальников соответствует зажигательный ящик. Каждая из этих групп горелок контролируется и вводится в эксплуатацию или снимается с эксплуатации только одним ей соответствующим щитом управления. Световая сигнализация (выключено – красный, включено – зелёный) показывает о наличии напряжения зажигания, т. е. работает или не работает запальник, а с ним и горелка.

Процесс охлаждения контролируется и регистрируется посредством встроенного в пост управления щита измерительных приборов. Данные подвергаются обработке, регистрации и оптимизации в АСУ ЭСПЦ.

С главных постов управления SH-28, SH-29, SH-30, SH-31 производиться управление печи охлаждения заготовок в автоматическом и ручном режимах. Также предусмотрены местные пульты управления:

- местный пульт управления приводом шагающих балок – 2 шт.;

- мес тный пульт управления печным рольгангом и системой позиционирования;

- местный пульт управления отводящим рольгангом и сталкивателем - 2 шт.

Для обеспечения безопасности ведения технологического процесса предусмотрена звуковая и световая сигнализация.