Конвекторное кольцо для нагрева садки в колпаковых печах Советский патент 1985 года по МПК C21D9/673 

Изобретение относится к металлур гии, в частности к листопрокатному производству, и совершенствует процесс отжига холоднокатаной полосово стали. Известна конструкция конвекторно го кольца, содержащая цеитральньй диск с конфузорными циркуляционными каналами, образованньпда радиальньми опорными ребрами, на которых жестко установлены верхний и нижний опорш 1е диски с равномерно расположенны в по их плоскостям отверстиями, су марная площадь которых составляет 0,1-0,15 от всей площади опорного диска. Отжиг рулонов в колпаковой печи с такой конструкцией конвектор ного кольца ос5пцествляют следующим образом. На стенде формируют стопу из трех-четырех рулонов, размещая между ними конвекторные кольца. Стопу накрьгаают муфелем, осуществля ют холодную продувку подмуфельного пространства защитным газом, включают циркуляционнм вентилятор и ставят нагревательньй колпак. В процессе нагрева циркуляционный вен тилятор засасывает защитньй газ из внутренней полости стопы рулонов и под избыточным давлением подает его через выхлопную щель в кольцевой зазор между муфелем и стопой рулонов. Двигаясь по кольцевому зазору, защитный газ нагревается от муфеля, а при прохождении по каналам конвекторных колец во внутрен иою полость стопы передает тепло торцам рулонов. После нагрева метал ла до температуры отжига, например 690-7 ЮС, и соответствующей выдерж ки нагрёвательньй колпак снимают и осуществляют процесс охлаждения сто пы рулонов под муфелем. В процессе охлаждения защитный газ отбирает тепло от рулонов и передает его муфелю, а от него - в окружающее прос ранство LO Недостатками отжига рулонов жест с использованием такой конструкции конвекторного кольца являются низка производительность процесса отжига и неудовлетворительное качество отожж1енного листа. Низкая производи тельность процесса отжига обусловле на тем, что защитный газ передает тепло рулонам в основном через опор ные диски, т.е. через экраны. Такой вид теплопередачи является неэффективным. Наличие в опорных дисках отверстий диаметром порядка 50100 мм не позволяет существенно улучшить теплопередачу от циркулирзтощего защитного газа к торцам рулонов. Газ не излучает тепло. А теплопередача конвекцией крайне низка, так как при высоте конфузорных каналов конвекторного кольца порядка 50 мм и угле раскрытия струи защитного газа 18-26 он практически не омывает торцовую поверхность рулона над отверстием. Кроме того, при отжиге рулонов жести с такой конструкцией конвекторного кольца имеет место неравномерность механических свойств по длине полосы, вызванная перегревом наружных витков рулона. На перегрев витков влияет излучение непосредственно от муфеля, теплопередача в радиальном направлении и то, что площадь живого сечения кольца по толщине намотки одинакова. Соответственно Наружные витки получают избьп-ок тепла в осевом направлении. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является конвекторное кольцо для нагрева садки в колпаковых печах, содержащее опорные диски с центральным отверстием, радиальными циркуляционными каналами и радиальные ребра жесткости между дисками .2. Недостатком известного конвекторного кольца является значительная неравномерность нагрева садки в колпаковых печах. Это связано с тем, что торцы рулонов омываются циркулирующим теплоносителем, проходя по радиальным каналам в дисках, при зтом относительная площадь соприкосновения дыма и металла у внутренних слоев садки недостаточна, чтобы подвести дополнительное количество тепла, необходимое для компенсации передачи тепла металлу излучением от муфеля. Цель изобретения - повышение равномерности нагрева. Поставленная цель достигается тем, что у конвекторного кольца для нагрева садки в колпаковых печах, содержащего опорные диски с центральным отверстием и радиальными циркулядаонными каналами, и радиальные ребра жесткости между дисками, радиальные циркуляционные каналы в дисках выполнены в виде диффузоров в направлении от периферии к центру, при этом площадь каналов в горизонтальном сечении составляет 0,025-0,2 площади опорного диска. Применение конвекторного кольца йредлагаемой конструкции позволяет увеличить интенсивность подвода теп ла к торцам рулонов, расположенным ближе к оси печи. Это дает возможность более равномерно нагревать са ку, т.е. более интенсивный подвод тепла к внутренним торцам рулонов компенсирует теплоотдачу излучением от муфеля к внешним слоям металл в рулонах. На фиг. 1 представлено конвектор ное кольцо, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. Конвекторное кольцо состоит из центрального диска 1 с жестко- установленными на его поверхностях опор ньп радиальными ребрами 2, образую щиьи между собой конфузорные 3 и ди фузорные 4 каналы. На опорных радиальных ребрах 2 жестко установлены верхний 5 и нижний 6 опорные диски. В опорных дисках 5 и 6 выполнены радиальные диффузорные циркуляционные каналы 7, совпадающие по форме и месторасположению с диффузорными каналами 4. Причем площадь радиальных диффузорных циркуляционных каналов 7 составляет 0,025-0,2 площади опорного диска. Отжиг стопы рулонов в коппаковой печи с предлагаемой конструкцией конвекторного кольца осуществляют следующим образом. На стенде формируют стопу из тре четырех рулонов, устанавливая между рулонами конвекторные кольца. Стопу накрывают муфелем, осуществляют холодную продувку, включают циркуляционный вентилятор и ставят нагрева тельный колпак. В процессе нагрева циркуляционным вентилятором засасывают защитный газ из внутренней полости стопы рулонов и под избыточным давлением подают в кольцевой зазор между муфелем и стопой рулоно Защитньй газ нагревают от муфеля и направляют в конфузорные 3 и диффузорные 4 каналы конвекторных копец и далее - во внутреннюю полость стопы рулонов и на всас вентилятора. Циркулируя через конфузорные каналы 3, защитный газ передает тепло верхнему 5 и нижнему 6 опорным дискам, от которых тепло теплопроводностью передается торцам рулонов. Защитньй газ, циркулирующий через ди1)фузорные каналы 4 и соответствующие им диффузорные каналы 7,непосредственно передает тепло конвекдаей торцам рулонов. Часть тепла руло- . нам стопы передается излучением от муфеля. После нагрева стопы рулонов жести до температуры отжига, например 580-600 С ,и проведения соответствующей выдержки нагревательньй колпак снимают и осуществляют процесс охлаждения металла под муфелем до температуры, например, 120-180С. При охлаждении защитный газ отбирает тепло как от опорных дисков, так и непосредственно от торцов рулонов и передает его муфелю. Площадь диффузорных каналов в горизонтальном сечении составляет 0,025-0,2 площади опорного диска. При увеличении соотношения площадей более 0,2 происходит сваривание витков рулонов садки из-за их смятия в результате высоких удельных нагрузок на торце рулонов. При уменьшении соотношения площадей менее 0,025 значительно увеличивается неравномерность температур по радиусу рулонов садки, что приводит к ухудшению качества и снижению производительности печи. Применение конвекторного кольца предлагаемой конструкции в колпаковых печах позволяет повысить равномерность нагрева садки, что обеспечивает улучшение качества нагрева металла и повышение производительности печи..

bL

j

КОНВЕКТОРНОЕ КОЛЬЦО ДЛЯ НАГРЕВА САДКИ В КОЛПАКОВЫХ ПЕЧАХ, содержащее опорные диски с центральным отверстием и радиальными циркуляционными каналами, и радиальные ребpa жесткости между дисками, отличающееся тем, что, с целью повьшения равномерности нагрева, радиальные циркуляционные каналы в дисках выполнены в виде диффузоров в направлении от периферии к центру, при этом площадь каналов в горизонтальном сечении составляет 0,0250,2 площади опорного диска. ро 00 :о

4 6

1 2

Фиг,2