Печь безокислительного нагрева металла Советский патент 1984 года по МПК F27B9/16 

Изобретение отпоснтся к теп.штсхпнле, в частноети к печам для безокислнтель.чого нагрева металла под обработку давлением, и может найти применение в ман1Н11остроптельной, металлургичеекой ipOMbiiu;ieiinocти и в ряде других облаетей народного хозяйства.

В последние |-оды в металлообрабатывающей нромышленности для качественного нагрева металла находят ншрокое применение печи безокислительного на1рева открытым пламенем в нродуктах неполного сгорания топлива.

Известна печь безокислите/пзпого iiaipCва металла, содержащая вращающийся под, рабочую камеру с зонами предварительно1Ч) и окончательного нагрева и зоной выдержки., .трелки неполного сжигания топлива, камеру дожи1апия с соплами подачи вторичного воздуха и 1ромежуточный свод I.

Однако в печи такой конструкции в рабочей камере недостаточно испо.чьзуется теи.ю, получаемое в межсводовом пространстве от дожигапия продуктов iieiuxiHoio сгорапия, что 1риводит к небо:1ьи ой ве.личипе коэффициента иенользования тенла. Для увеличения коэффипиента использования тепла необходимо повышать температуру межсводового пространства до 1600 - 1700°С, что связано с рядом конструктивных и техполо1ических трудностей и практически невьпюлпимо. Иа:1ичие cnjionnioio нромежуточного свода приводит к значительному ухудН1ению динамических свойств печи и затру,чпяет регулирование температуры в paбcJчeй камере. Все это приводит к зпачительному расходу топдива и не позволяет ocyiuecT3i-;rb качественный нагорев мета;1;1а.

Наиболее б;1изкой по технической сущности и достигае,мому эффекту является печь безокис-лительпого нагрева метал.ча, содержащая нод и свод, рабочую камеру с зона.ми нредварительпо1о и окончате.пьного на рева и зоной выдержки, ка.меру дожигать;, промежуточный свод, в которо.м в зоне окончате,льного пагрева выполнено окпо для прохода продуктов пеполпо о сгорания, и нлоскопламенпую горелку, установленную в своде еоосно с окном 2J.

Недостатком известной иечи является значительный расход топлива на процесс пагрева и попижепное качество поверхности заготовок. Это вызвано тем, что печь муфе,1Ьная и металл iiai-ревается в печи с помо1,пью горелок, устапов.ченных в своде, через муфель. С точки зрения энергетичеекого КГ1,Д эта печь является пеэконо.мичной, так как .малоэффективна теп.чопередача в зопе окончательного пагрева.

Целью изобретения является снижение энергозатрат и повьинение качест1 а ьагрева.

Поставленная це,1ь достигается irio в печи безокислительпого пагрева металл.ч, еодержап1ей под и свод, рабочую камеру с

з.онамп нредь.арнтсльного п окончательного iiaipeBa и ;,о1;ой ,1держк1-1, камеру дожигания. громе,,)чпый свод, в котором в зоне око11чательпого пагрева выпсхшено окно д,1я :1|,)охода 11родукт)в неиолпсмч; горения, и плоскопламенную горелку, установ,1е1-1пую в своде еоосно с окпо,м, окно д,чя пргххода прод ктов сгорании выпо,П1епо по всей ширине рабочей кй.ме)ы, длша его составляет (,), 15-0,25 длины зопы окопчательпого пагрева, а

по ер,имет)у oKiia на пр(хмежуточном еводе выполнен выст: . выеота кот(.)рого еоетавляет 0,5 --0,1 вьр:пты камер1з1 дожигания. (oo:Honjeiii-ie высот )абочей камеры п камеры дожигания составляет 0,25 -- 0,4.

На фиг. 1 схематически изс)браж:ено пред ла1аемое устройство; на фиг. 2 разрез ,А--. на фиг. 1; на фиг. 3 - развертка печи. Печь безокис,.П1те,ты1Ого нагрева содер кит основной свод 1, враш.аюпгийся нод 2, рабочую камеру 3 с Boiia.vni предварительного 4 и окончательно1Ч) 5 пагрева и яы.терж| и j, KaMef)y 7 /южнганпя, в которой распо,1(;жены сопла 8 подачи вторичного воздуха ,;1:1я ;,()жпг, продукт(,)в не-ю-лного С1орапия топлива, горелки 9 непо.лпого сжиания топ,лива, промежуточ1-:ый свод 10 с

oKiiOM 1 1 для прохода иро.лу|-;тов пешглпого сгоранпя и:- })абс)чей камеры 3 в ка.меру 7 дожи:гапня. выетуны 12. вептплятор 13 для подачи воздуха па горелки 9, )ек л1епатор 14 д. 1Я подогрева воздуха, плоскопламеиную ;ч)|п,п 15. устаг;ов.ленную в сио.ле 1 еоосно окну 1 I в |ромеж;уточ1К)м crso.ie. и нагреваемый мелпл.ч IG. Д,лпна OKi;a 1 составляет 0,15 -0.25 д,ли11ы зоп|,| око11чате, ьпого па;-;:евг) рабочей камеры, а lunpiu-ia швпа ишРинс рабочей камеры 3 иечи. Ilpni этом, ее;1и д, окна менее 0,15 д.лпШ) рабочей

камеры, то зпач;гге.льн) умешлиптся теплоо|.:1,ача из зопы Д11жпга1:ия от плоско ;.чамеппой I4);)ejnui п па1реваемому мета.гчх, так как разог1)сть;й до высокой температ ры ,лочпг 1п Ka.MciH.) п.лоекоплачснпои горе,1кп

0 15 и ок)у.жа1О1цая его кладка печч пахо.1ЯТСИ за преде,шми окна i 1 и, по-с лцеству, ллоскоп.ламспная юре,лка narpciiaeT промежуточный сво.а. Бее это нр|-;вод|гг к перерасходу опл1;ва п затрудпяет рсгу.лирование температур) ; рабочей камере,

5Ес. же д,лина 1ревыс1Г 0,25 д.;1ипы

раб( Kaiuepb, то это может ривеети к 1сретоку 1родуктов сгорания из зоlU) 7 дожигапия is рабочую камеру 3 и, как с.ле,дствие, ху.1, еостава за дитпой ат,оефер1 вокру - па реваемо Ч) метал,. по;-и 1 1е И о т(М1:ературь к рабочей ка.мере и ве.личепи о yiapa метал.ча.

(,ooTnoinei i-ie высот рабочей Ka:. дожи апия составляет 0,25 - 0,4. При этом, если () соста.8,ляет

5 0,25, чо эчо к лчдродипампческого рабс)чч 1ечи за счет умепь11 е ия объема рабочей амсры.

;ОЯВ.Че(-1Ю продуктов ,4ilOif) сгорания через раоочие окна, что является недопустимым. Кроме того, это приводит к непроизводительпым потерям топлива. Ей,in же еоотпо пепие высот рабочей ка.меры и камеры дожигания 11ревы1пает 0,4, то для обеспечепия плотного слоя продуктов неполно1о сгорания топлива пад нагреваемым металло.м пеоб.ходи.мо уве.тичить рае.ход топ.тива на нижние горелки. В нротивпом случае возможны иодсосы окрхжающего возду.ха в рабочее пространство. Для предотвра1це1гия понаданпя из камеры дожигания 7 в рабочую ка.меру 3 продуктов нолного сгорагп1я, получаемы.х от сжигания топлива в плосконламепной горелке 15 ио периметру окна I 1 в промежуточном своде 10 выполнены выступы высотой 0,05-0,1 высот1)1 камеры 7 дожигания. При это.м, если высота выступов составит менее 0,05 высоты камеры дожигания, то продукты полного сгорания могут попасть в рабочую камеру и тем са.мым ухудшится состав занхитной ат.чосферы и увеличится угар металла. При высоте выступов более 0,1 высоты камеры дожигания выступы препятствуют интенсивной теплопередаче от плоскоп-яаменной горелки 15 в зону нагрева металла, что приводит к перерас.ходу топлива. Печь работает с;1едую1цим образом. Полученные в )абочей ка.мере 3 путем сжигания топ.шва в горелках 9 с коэффициенто.м расхода возду.ха а 0,5 )дукты неполного сгорания, нагревая .мета.ктические заготовки 16 li зап11ииая их от ока/ппюобразования, ироходят в камеру 7 дожигания через окно II, расноложенпое в зоне окончате,1ьпого пагреаа. Дожигание продуктов неполпого сгорания осуществ.чяется с помопдью вторичного воздуха, подаваемоЧ) через сопла 8, расположенные в ка.мере 7 дожигания. При этом в камере дожигания развивается температура 1450-1500°С. Далее высокотелтературпые продукты сго)ания поступают в рекуператор 14 и удаляются в дь.мовую трубу. При прохождеиии в ка.мере 7 дожигапия продукты полного ) пагревают про.межуточный свод 10, который в свою очередь передает часть теп.la 3 рч1б( К1 ка%;е|П 3 для подогрева за1Ч)тозок It). Расходы газа и на Iope.iKH 9 неполного сжи|-ания топлива устанавливаются из условня зано.1нения рабочей камеры 3 иечи защптпой атмосферой и в процессе рабоTbj иечи ие изменяются. Расход вторичного воздуха, подаваемого через сопла 8, устанавливается из ус.ювня полного дожигания продуктов неио,1иого сгорания, и в процессе работы печп также не .меняется. В своде печ1 соосно с окно.м 11 установлена н.юсконла.менная горелка 15, в которой топ,1пво сж1 1 ается с ос 1,1 -1,5. Назначе11ие этой 1-орелк11 - обеспечить подач дополннте.мьного теп, из камеры дожигания через окно 11 в зону нагрева метал.та, причем передача TciLia осун|еств,:1яется )lм излхчепие. от г(1релочно1о ка.мня горелки 15 I )П1ей eio к;1адки, что нозво;1яет резко интепси-фнцировать процесс нагрева .мет а л;; а. Регу,1ирование те.миературы в зопе нагрева металла осупиствляется измепенпем раехода газа и воздуха плоскопламепной горелки 15 нрп неиз.менпых расходах газа и возд ха на горелки 9 в рабочей камере. Пспытапия на огневом степ.те, и и тIipyюцдeм элемент .чредлаглемого хтро1 ства печи, показали. 4TCJ нри сохранении атмос1 еры, предохраняющс от .1епня мета,., находящийся иа ПОД} печп. удается, в отличие от ii3вест.иых печей, полностью скомпенсировать температурные возмущения, связа1П1ые с из.менепием 1 роизвод1 тельиости печи. т. е. обеспеч; , удовлетвор1 те, качество ,П1Г)Ован11я темнерат )ы в рабочей камере. Использование кол| цевой печп нре.ъЮженной K{HiCTp KHiiH позволяет 6o.iee гибко управ.1ЯТ1) нроцессом нагрева мета.кпа. Допо,1нптельпое излученпе через окно в нро.межуточно.м своде 1юзво, повысить скорость li равномерноеть нагрева металла н приводит к уменынению времени нагрева до заданных темнерат р li, как с,1едетвие, к с1Н1жеиию энер1ет11ческ11х затраг (тои,1Ива) и HOBbiHieiniio качества нагрева мета,тла (yMCHbiiicnnK) окал;п1ообразова1П1я).

Фиг. 2

-A

1. ПЕЧЬ БЕЗОКИСЛИТЕЛБНОГО НАГРЕВА МЕТАЛЛА, преимущественно кольцевая, содержащая под и свод, рабочую камеру с зонами предварительного и Bbidat/a Заготовок о и. / окончательного нагрева н зоной выдержки, камеру дожигания, промежуточный свод, в котором в зоне окончательного нагрева выполнено окно для прохода продуктов непо,1ного горения, и плоскопламенную горелку, установленную в своде соосно с окном, отличающаяся тем, что. с целью снижения энергозатрат и повышения качества нагрева, окно для прохода продуктов сгорания выполнено по всей П1ирине рабочей камеры, длина его составляет 0,15-0,25 длины зоны окончательного нагрева, а по периметру окна на промежуточном своде выполнен выступ высота которого составляет 0,5-0,1 высоты камеры дожигания. 2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что соотношение высот рабочей камеры и камеры дожигания составляет 0,25-0,4. $ загрузки выгруз/ и