НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ С КОЛЬЦЕВЫМ ПОДОМ Российский патент 2014 года по МПК F27B3/00 

Изобретение относится к устройствам для нагрева заготовок, которые обрабатываются на трубопрокатных и колесопрокатных станках.

Известна нагревательная печь с кольцевым подом, состоящая из нагревательного канала, выполненного в форме кольца, ограниченного футерованными стенами, сводом и вращающимся футерованным кольцевым подом, горелок, установленных горизонтально в два ряда в футеровке наружной и внутренней стен, причем горелки верхнего ряда находятся в одной вертикальной плоскости с горелками нижнего ряда (Кривандин В.А., Егоров А.В. Тепловая работа и конструкции печей черной металлургии. - М.: Металлургия, 1989, 462 с.).

Недостатком данной конструкции является то, что факелы нижнего ряда экранируют излучение факелов верхнего ряда на заготовки, что приводит к перегреву свода и увеличению расхода топлива.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является нагревательная печь с кольцевым подом, состоящая из нагревательного канала, выполненного в форме кольца, ограниченного футерованными стенами, сводом и вращающимся футерованным кольцевым подом, горелок, установленных горизонтально в два ряда в шахматном порядке в футеровке наружной и внутренней стен (Промышленные теплотехнологии: Моделирование нелинейных процессов. Учебник. Под общей ред. В.И.Тимошпольского, А.П.Несенчука. - Минск: Высш. Школа, 2000. - 319 с.).

Недостатком данной конструкции является сниженная полезная теплоотдача факелов, создаваемых верхним рядом горелок, вследствие того, что расстояние от верхнего ряда горелок и факелов, создаваемых горелками, до заготовок в 2-3 раза больше, чем расстояние от нижнего ряда горелок и факелов. Это приводит к увеличению расхода топлива и времени нагрева изделий, а также к снижению производительности печи.

Задачей изобретения является разработка конструкции нагревательной печи с кольцевым подом, обеспечивающей увеличение полезной теплоотдачи от верхнего ряда факелов за счет наклона оси горелки и факела и приближения факела к заготовкам.

Техническим результатом является повышение производительности и сокращение времени нагрева заготовок.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в нагревательной печи с кольцевым подом, состоящей из нагревательного колодца, выполненного в форме кольца, ограниченного футерованными стенами, сводом и вращающимся футерованным кольцевым подом с заготовками, горелок, установленных горизонтально в два ряда в шахматном порядке в футеровке наружной и внутренней стен, согласно изобретению верхний ряд горелок расположен в футеровке наружной и внутренней стен под углом 15-30° к горизонтальной плоскости.

Расположение верхнего ряда горелок в футеровке наружной и внутренней стен под углом 15-30° к горизонтальной плоскости позволяет приблизить удаленные от заготовок факелы верхнего ряда горелок к заготовкам, тем самым увеличить тепловой поток на поверхность заготовок на 15%, увеличить полезную теплоотдачу факелов, что, в свою очередь, снижает время нагрева заготовок, расход топлива, увеличивает производительность печи. При угле наклона факелов меньше 15° к горизонтальной плоскости снижается теплоотдача факела на излучение и тем самым увеличивается расход топлива, а при увеличении угла наклона больше 30° - возможно оплавление верхней поверхности заготовок, приводящих к браку.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид на нагревательный колодец сверху, на фиг.2 - продольный разрез по кольцевой оси печи с разверткой, на фиг.3 - поперечный разрез печи.

Нагревательная печь с кольцевым подом включает нагревательный канал 1, выполненный в форме кольца и образованный футерованными стенами 2, футерованным сводом 3, футерованным кольцевым подом 4 с расположенными на нем заготовками 5. Горелки 6 установлены в футерованных стенах 2 в два ряда в шахматном порядке и создают факелы 7. Оси 8 нижнего ряда горелок 6 расположены горизонтально, а оси 9 верхнего ряда горелок 6 расположены под углом 15-30° к горизонтальной плоскости. Для выгрузки нагретых заготовок 5 в печи предусмотрено отверстие 10 выгрузки. Для загрузки заготовок 5 предусмотрено загрузочное отверстие 11. Удаление продуктов горения осуществляется через дымоотводящий канал 12.

Нагревательная печь с кольцевым подом работает следующим образом. Заготовки 5 загружают на футерованный кольцевой под 4, который непрерывно совершает медленное вращательное движение в нагревательном канале 1, образованном футерованными сводом 3, стенами 2 с установленными в них в два ряда в шахматном порядке горелками 6. Горелки 6 образуют два ряда факелов 7, теплом которых осуществляется нагрев заготовок 5, перемещаемых с помощью вращающегося кольцевого пода 4. Угловой коэффициент излучения на поверхность заготовок 5 каждого из факелов 7 нижнего ряда горелок 6, оси которых 8 расположены горизонтально, т.е. параллельно нагреваемой поверхности заготовок 5, составляет 0,5, то есть 50% мощности, излучаемой факелом 7, попадает на поверхность заготовок 5. Остальные 50% мощности, выделяющейся факелами 7, излучаются ими на футерованные поверхности стен 2 и свода 3. Угловой коэффициент излучения на поверхность заготовок 5 каждого из факелов 7 верхнего ряда горелок 6, расположенных в стенах 2 под углом 15-30º к горизонтальной поверхности составляет 0,42. Для сравнения при той же мощности и длине факелов 7 верхнего ряда горелок 6, расположенных горизонтально, угловой коэффициент излучения факелов 7 составляет 0,27. Таким образом, при изменении расположения верхнего ряда горелок 6 с горизонтального на наклонное под углом 15-30° к горизонтальной поверхности угловой коэффициент излучения факела 7 на поверхность заготовок 5 возрастает с 0,27 до 0,42, что приводит к уменьшению времени нагрева заготовок 5, повышению производительности печи и, как следствие, к снижению расхода топлива.

Конструкция нагревательной печи с кольцевым подом в настоящее время находится на стадии технического предложения.

Изобретение относится к устройствам для нагрева заготовок, которые обрабатываются на трубопрокатных и колесопрокатных станках. В нагревательной печи с кольцевым подом, состоящей из нагревательного колодца, выполненного в форме кольца, ограниченного футерованными стенами, сводом и вращающимся футерованным кольцевым подом с заготовками, горелок, установленных горизонтально в два ряда в шахматном порядке в футеровке наружной и внутренней стен, верхний ряд горелок расположен в футеровке наружной и внутренней стен под углом 15-30° к горизонтальной плоскости. Обеспечивается повышение производительности и сокращение времени нагрева заготовок. 3 ил.

Нагревательная печь с вращающимся кольцевым подом, содержащая нагревательный канал для заготовки, выполненный в форме кольца, ограниченного футерованными стенами, сводом и подом, и горелки, установленные в два ряда в шахматном порядке в футеровке наружной и внутренней стен, причем оси нижнего ряда горелок расположены горизонтально, отличающаяся тем, что оси горелок верхнего ряда расположены под углом 15-30° к горизонтальной плоскости.