Камерная печь Советский патент 1986 года по МПК F27B3/02 

fI

Изобретение относится к металлур гической теплотехнике и может быть использовано в нагревательных н термических печах заводов металлургии и машиностроения.

Целью изобретения является повышение КЧ1Д печи за счет снижения энергозатрат на ведение процесса,

Размеп5ение желобов в стенках и поду, соединенных между собой и . с противолежащими выходами дымоотво- дящих каналов, в шахматном порядке позволяет организовать направленное движение раскаленных продуктов сгорания топлива по этим желобам. Такая схема организации отопления камерной печи интенсифицирует лучистый теплообмен, что при заданном температурном уровне в рабочем пространстве Позволяет снизить энергозатраты на ведение нагрева металла (экономия топлива) и повысить КПД печи в целом

На фиг„ 1 изображена печь,, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. j) - разрез У-Б на фиг. 2| на фиг.4 - 5 - профили температур в поперечном сечении камеры в зависимости от расхода газа В, где х - удаление от приемной поверхности; х - удаление от клад- ки, в которую вмонтирована горелка; В (м /ч) составляет: 9,83 (фиг. 4а); 20,73 (фиг. 46); 25,24 (фиг. 5а); 35,34 (фиг. 56); 40,8 (фиг. 5в); на фиг. 6 - влияние отношения D площа- ди поверхности стен, занятой углублениями, к площади самих стен на результирующую теплоотдачу Q.

Камерная печь состоит из карка- .

са I печи, внутри обмурованного

огнеупорным кирпичом, образующим рабочую камеру печи, ограниченную сводом 2 с установленным в нем горе- лочнь1М ycтpoйcтвo 3, боковыми стенами 4 и подом 5. В боковых стенах 4 по всей высоте рабочей камеры выполнены вертикальные желоба 6 прямоугольного сечения. В поду 5 печи выполнены горизонтальные желоба 7 прямоугольного сечения, при этом шаг их расположения вдвое меньше шага расположений желобов в боковых стенах. Поперечные желоба 7, расположенные в поду, соединены с желобами 6, расположенными в боковых сте- нах, и перекрыты сверху по площади пода теплопроводными плитами, образующими сплошной рабочий под 8 печи

.

Теплопроводные плиты размеш:ены Бшютную к боковым стенам 4 печи.

В боковых стенах рабочей камеры ниже уровня оснований горизонтальных желобов 7 расположены дымоотбо- ры 9, оси которых параллельны желобам 7, соединенным с входами в дымо отводящие каналы (дымоотборы) 9. Желоба 6 и дымоотборы 9 одной боковой стены рабочей камеры смещены относительно желобов и дымоотборов противоположной с равным шагом, т.е. расположены в шахматном порядке. Ветикальные желоба 6 выполнены с шагом 1,6-3,3 их ширины, площадь стен занятая желобами, составляет 0,4-0, Ниже дымоотборов 9 в боковых стенах расположены боковые дым:оотводя- щие каналы 10, соединяющие между собой дымоотборы 9. В кладке под желобами 7 вдоль продольной оси печи (параллельно боковым стенам) размещен основной дымоотводящий канал 11 с которым поперечными дымовыми каналами 12 связаны боковые дымоотводя- щие каналы 10. В одном из торцов печи расположено загрузочно-разгру- зочное окно 13, над которым подвижно укреплена заслонка 14, Исследованиями установлено, что на выходе из плоскопламенной горелки слой газов у стенки имеет температуру, на 100-ЗООК превосходящую температуру в основном газовом объеме (фиг.4 и 5)о Уменьшая перемешивание пристеночного слоя с основным газовым объемом, удается сохранить более высокую температуру газов вдоль всей поверхности кладки по сравнению с температурой основного газового объема.

Для этой цели в стенах выполнены желоба. В результате горячие газы спарируются в этих желобах и пристеночный газовый слой более эффективно разогревает кладку - источник тегшоотдачи к приемным поверхностям

Кроме того, прямыми исследованиями доказано, что результирующая теплоотдача О „„ зависит от шага

/via КС

расположения желобов и от площади поверхности стен, занимаемой желобами. Фиг, 6 иллюстрирует результаты проведенных исследований.

При уменьшении шага между желобами в боковых стенах менее 1,6 ширины нелоба возникают трудности при изготовлении кладки такой формы, при

увеличении шага более 3,3 ширины желоба начинается значительное снижение интенсивности излучения кладк что вызывает снижение КПД печи. Уменьшение отношения площади, занимаемой желобами, к площади общей поверхности боковых стен ниже 0,4 приводит к приближению интенсивности излучения к интенсивности обычных гладких стен, а увеличение этого параметра выше 0,5 приводит к усложнению конструкции и выполнения кладки стен.

Печь работает следующим образом.

Через загрузочно-разгрузочное окно 13 подают в рабочее пространство заготовки, подлежащие нагреву и термообработке, которые размещают на поверхности теплопроводных плит рабочего пода 5 печи. Теплопроводные ппиты предназначены для предотвращения износа и деформации поверхностей горизонтальных желобов, которым последние могут подвергаться в процессе эксплуатации печи. В процессе нагрева и термообработки заготовок заслонка 14 У загрузочно-раз- грузочного окна 13 постоянно закрыта

Сжигание топлива осуществляется с помощью горелки 3, предпочтительно, плоскопламенной. При этом организуется разомкнутое веерообразное течение продуктов сгорания и безотрывное обтекание последними свода 2. Далее продуктысгорания безотрывно омывают поверхности боковых стен 4 и желобов 6, продвигаются вдоль горизонтальных желобов 7 пода печи в сторону дымоотборов 9 и попадают в боковые дымоотводящие каналы 10. При этом продукты сгорания, которые продвигаются вдоль поверхностей левой (правой) стенки,- попадают в дымоотборы Противоположной правой (левой) стенки.

Перетекание продуктов сгорания из желобов 6 боковых стен в дымоотборы 9 одноименных стенок предупреждается благодаря плотному прилеганию плит рабочего пода 8 к поверхностям боковых стен рабочей камеры. Тем самым удается максимально утилизировать в пределах рабочего пространства печи тепловую энергию продуктов сгорания.

365 .

Раскаленньш свод и боковые стены рабочей камеры - основные источники передачи тепла излучением сверху к поверхности заготовок. Кроме того, 5 за счет рециркуляции газов в рабочей камере над заготовками, вызванной работой плоскоплазменной горелки, обеспечивается конвективный нагрев верхних поверхностей загото(0 БОК. Благодаря движению газов под теплопроводными плитами вдоль желобов в сторону дымоотборов обеспечивается нагрев через теплопроводные плиты заготовок с: изу.

15 Смещение желобов 6 и дымоотборов 9 одной боковой стены с равным шагом по отношению к желобам и дымоотбо- рам противоположной и рассредоточенное дымоудаление, которое при этом

20 достигается, позволяют обеспечить максимальное омывание газами всех поверхностей, образующих рабочую камеру, включая те из них, которые расположены под заготовками. Газы

25 омывают поверхности горизонтальных желобов, что наряду с прямой конвекцией к теплопроводным плитам, снизу вызывает лучистый перенос тепла к ним от газов и упомянутых

3Q поверхностей. При этом плиты нагреваются и обеспечивают постоянный приток тепла к низу нагреваемых заготовок.

Описанный характер движения продуктов сгорания в рабочем пространстве печи обеспечивает высокую равномерность и интенсивность подвода тепла к изделиям. Двухсторонний нагрев заготовок удается обеспечить при одностороннем отоплении печи. Это создает благоприятные условия для. качественной термообработки изделий, понижает расходы топлива на обогрев и, как следствие, повы- . шает энергетический КПД печи. Из боковых дымовых коллекторов 10 через поперечные дымовые каналы 12 продукты сгорания попадают в основной дымоотводящир канал 11 и покидают печь. Благодаря разветвленной системе дымовых каналов в поду печи температура газов, покидающих печь, понижается, а эффективность использования топлива (энергетический КПД) повьшается.

5

0

5

0

«i

fff

(Pus /

4 - 4

(Т-273}К

zzTziiziir:

SOUS gJ О.г 0.3 O.f O.S О.Б X.ff Q, 0,55 0,tf5 0,35 0,ZS 0,1S f ,M

tpui.if

(-m)i -- ff.r 0 0,3 o.t 0,5 o.f

a,

0,fS 0,JS ff.fS 0,35 0,25 0,15 X ,f1 tOut S

T

ITT ЛТ--300.( - 2eOOK IfOOK

i:-U.i:iJ t- d

ТЛ// n f --

P, 0,2 0.3 ,so:fo: o,

muf f

Составитель В.Смирнов Редактор И.Рыбченко Техред М.Пароцай Корректор В.Синицкая

Заказ Ь32/45 Тираж 561 Подписное ВНЙИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская ia6., д. А/5

Филиал (ШИ Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, А