Ниже в табл. 1 представлены основные характеристики КП (колпаковой печи) ЛПЦ-3 и ЛПЦ-5, так как эти печи построены достаточно давно (ЛПЦ-3 - 1956 г., ЛПЦ-5 - 1970 г.), морально устарели и в значительной степени физически изношены.
Из табл. 1 следует, что КП ЛПЦ-3 и ЛПЦ-5 характеризуются высокими удельными затратами тепла, низкой производительностью (это особенно относится к КП ЛПЦ-5), значительным перепадом температур по отдельным рулонам и по садке в целом.
Таблица 1
Характеристика действующего парка отделений отжига ММК
| № п/п | Наименование | Цех | |
| ЛПЦ-3 | ЛПЦ-5 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | Тип печи | трехстопная | одностопная |
| 2 | Число стендов, шт. | 53 (159 стоп) | 300 |
| 3 | Число нагревательных колпаков, шт. | 21 | 120 |
| 4 | Год ввода в эксплуатацию | 1956 | 1970 |
Продолжение табл. 1
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 5 | Характеристика рулонов: диаметр (наружный/внутренний), мм толщина, мм ширина, мм масса (максимальная/средняя), т | 1800/500 0,2-0,63 620-920 14/13 | 1900/800 0,45-3,5 1250-2350 30/22,7 |
| 6 | Масса садки (максимальная/средняя), т | 170/156 | 100/69,8 |
| 7 | Производительность отделения (проектная/фактическая), тыс. т./год | 600/445 (1983 г) | 1355/1534 (1984 г) |
| 8 | Производительность стенда, т/ч | 1,65 | 0,61 |
| 9 | Мощность электродвигателя циркуляционного вентилятора, кВт | 13 | 14 |
| 10 | Тип конвекторных колец | конвективные (высота 70 мм) | |
| 11 | Способ охлаждения: муфеля с садкой рулонов под муфелем | естественная конвекция, циркули- рующая защитная атмосфера (без водяного холодильника) | |
| 12 | Режим отжига: температура нагрева (по стендовой термопаре), 0С температура охлаждения под муфелем, 0С | 580-660 (660 по термопа- ре, зачеканенной в верхний рулон) 150-180 | 680-720 120-160 |
| 13 | Время, ч: отжига нагрев+выдержка охлаждения | 90-96 36-38 55-57 | 120-160 50-60 65-75 |
| 14 | Топливо | природный газ | |
| 15 | Расход топлива на печь, куб.м/ч | 160 | 140 |
| 16 | Расход защитного газа на печь, (максимальный), куб.м/ч | 30 | 30 |
| 7 | Расход воды на стенд, куб.м/ч | 2,5 | 1,13 |
Продолжение табл. 1
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 18 | Удельные расходы энергоносителей: условное топливо, кг.у.т./т защитный газ, куб.м/т электроэнергия, кВт.ч/т технически чистая вода куб.м/т | 34-36 18 23 2,56 | 50-54 18 26,5 3,0 |
Учитывая, что КП еще значительное время будут оставаться основным средством для получения отожженного холоднокатаного листа в России и тот факт, что создана современная водородная технология отжига, которая резко повышает конкурентоспособность КП к агрегатам непрерывного отжига, а также возросшие исключительно жесткие требования к снижению удельных затрат энергоносителей, техническое перевооружение отделений КП ЛПЦ-3 и ЛПЦ-5 приобретает первостепенное значение.
Большинство азотных колпаковых печей РФ (Российской Федерации) и стран СНГ (Содружество Независимых Государств) физически изношены и морально устарели. Переоснащение этого громадного парка (около 2400 стендов) требует создания более гибкой технологии отжига: водородно-азотной.
Работа КП на водородной основе обеспечивает получение уникальных по качеству поверхности свойств готового листа при низких удельных затратах энергии и защитного газа в сочетании с высокой интенсивностью процесса. /9/.
Печи с водородной технологий отжига выпускаются рядом успешно осваивающих наш рынок зарубежных фирм, в их числе «Эбнер» (Австрия) и «ЛОИ» (Германия).
В России водородные колпаковые печи (без циркуляции атмосферы), разработанные Харьковским отделением ВНИИЭТО, работают на НЛМК при получении электротехнических сталей /2/.
Сооружение головного образца одностопной колпаковой печи отечественной конструкции в цехе жести Магнитогорского металлургического комбината позволит отработать конструктивные решения узлов и систем печи, автоматизированной системы управления температурным и газовым режимами и автоматики безопасности и решить следующие задачи:
Увеличить производительность печи;
Улучшить качество металла;
Обеспечить возможность проведения гарантированного отжига рулонов по заданным параметрам на требуемое качество металла;
Улучшить технико-экономические показатели работы печи.
Впервые сооружаемая одностопная двухстендовая колпаковая печь представляет собой азотно-водородную печь, конструкция которой позволяет проводить отжиг стопы рулонов жести по комбинированной технологии, а именно, как по азотной, так и по водородной. Печь проектировалась с учетом возможности реконструкции парка колпаковых печей ЛПЦ-3 ММК. Для этого предусмотрена установка двухстендовой одностопной печи вместо действующих трехстопных печей /3/.
Печи используются для рекристаллизационного отжига рулонов холоднокатаной стальной полосы в атмосферах азотного или водородного защитного газа. Рулоны массой 15 т из углеродистой стали обыкновенного качества, качественной углеродистой, полиграфической или кинескопной сталей с размерами полосы шириной 600-1000 мм и толщиной от 0,2 до 0,8 мм при наружном диаметре 1860 мм (500 мм - внутренний) подвергаются отжигу при температуре 620-710 0С в зависимости от марки металла /14/.
Печь включает: 2 стенда, нагревательный колпак, 2 муфеля, колпак ускоренного охлаждения, 2 комплекта радиационно-конвективных конвекторных колец, АСУ ТП (автоматизированные систему управления технологическим процессом), в том числе и микропроцессор. В табл. 2 приведены основные технические характеристики печи (расход топлива, приведенный к нормальным условиям).
Таблица 2
Техническая характеристика одностопной азотно-водородной колпаковой печи
| Наименование | Величина |
| 1 | 2 |
| Назначение печи | Рекристализационный отжиг рулонов в атмосфере азотного или водородного защитного газа |
Продолжение табл. 2
| 1 | 2 | |
| Температура отжига, 0С | 620-710 | |
| Гарант. перепад при 100-1200С | 5-10 | |
| Размеры садки, мм: диаметр высота | 1860 4000 | |
| Масса (максимальная), т | 60 | |
| Производительность стенда, т/ч: - азотная технология - водородная технология | 1,0-1,15 1,2-1,40 | |
| Тепловая мощность нагревательного колпака, кВт | 910 | |
| Система отопления печи | Инжекционно-атмосферные горелки, установленные в двух уровнях по высоте | |
| Топливо - природный газ - теплотворная способность, Дж/м3 - давление, кПа - расход, куб.м/ч | природный газ 34,12 ±0,21 65 96 | |
| защитный газ - состав, % - температура точки росы, 0С - расход куб.м/ч: максимальный средний за отжиг - давление перед стендом, кПа | водородный (диссоц. аммиак) 75 Н2; 25N2, <0,001 О2 -50 20 4-5 4-6 | азотный 5 Н2, 95 N2, <0,007 N2 -50 40 8-10 4-6 |
Продолжение табл. 2