Термическая печь с контролируемой атмосферой Советский патент 1987 года по МПК F27B9/04 C21D9/00 

Изобретение относится к устройствам для термической и химико-термической обработки деталей и заготовок и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение экономичности печи и уменьшение загрязнения окружающей среды.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой термической печи, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Термическая печи состоит из футе- рованной камеры 1 с проемами 2 для загрузки и. выгрузки обрабатываемых деталей 3, закрываемь1ми заслонками 4, тамбура 5 загрузки и тамбура 6 выгрузки с закалочным баком 7, размещен- ным под тамбуром выгрузки. Тамбуры загрузки 5 и выгрузки 6 имеют отводы 8 для удаления продуктов продувки тамбуров и входные заслонки 9 для закрытия тамбуров, В футеровочной ка- мере 1 размещены нагревательные устройства 10, устройства 11, например в виде патрубков, для подачи контролируемой атмосферы в печное пространство и устройства 12 для ее утилиза- ции, причем одно из устройств 12 размещено в зоне тамбура 5 загрузки, а другое - в зоне тамбура 6 выгрузки. Кроме того, устройства для утилизации печной атмосферы могут быть раз- мещены и в других местах печи, например в местах разделения температурных зон. Устройство 12 для утилизации печной атмосферы состоит из наружной излучающей трубы t3, в которой кон- центрично размещена внутренняя труба, состоящая из двух частей: горелки 14 и дожигателя 15. Обе части внутренней трубы соединены с трубопроводом 16, подающим воздзос на горение в устрой- ство 12, отверстия 17 в указанных трубах служат для подачи воздуха порциями- по ходу горения. Во избежание местного горения печной атмосферы непосредственно у отверстий 17, что приводит к закупорке их сажей и неравномерному горению, отверстия по ходу движения печной .тмосферы прикрыты коз ьфьками 18,

Наружная труба 13 своей входной частью сообщена с печньм пространством через патрубок 19, а выходной частью сйязана с дымоотводящим коленом 20. Кроме того, входная часть

трубы 13 каждого из устройств для утилизации связана с соответствующим тамбуром через отводы 8 и заслонки 9 и трубопроводы 21 и 22, На входах в устройства 12 для утилизации из печного пространства - по патрубку 19 и из тамбуров загрузки 5 и выгрузки 6 - по трубопроводам 21 и 22 установлены клапана 23 для поочередко.го перекрытия указанных входов.

Клапан 23 в устройстве 12 дпя утилизации, размещенном в зоне тамбура 5 загрузки, настраивается таким образом,.что в одном положении обеспечивает полное перек рытие входа из плчного пространства и подачу атмосферы из тамбура загрузки (режим продувки тамбура загрузки). В другом положении клапан обеспечивает полное перекрытие входы из тамбура загрузки и подачу печной атмосферы из печного

пространства,- I

Клапан 23 в устройстве 12 для утилизации, размещенном в зоне тамбура 6 выгрузки, настраивается таким образом, что в одном положении обеспечивает полное перекрытие входа из печного пространства и подачу атмосферы из тамбура выгрузки (режим продувки тамбура выгрузки), а в другом положении - подачу атмосферы из печи и минимальное количество атмосферы из тамбура выгрузки, гарантирующее полное вытеснение паров закалочного масла, попадающих в тамбур из закалочного бака 7,

Запорньй орган клапана 23 выполнен, например, в виде створок и снабжен регулирующим элементом 24, например винтом, для настройки взаимного ,положения створок. Клапаны 23 связаны с приводом (не показан) для перемещения створок клапана в требуемое положение.

Термическая печь работает следующим образом.

При установившемся режиме работы, когда в футерованной камере 1 нагре-- нательными устройствами 10 поддерживается заданная температура (вьше 800°С) и в камеру по патрубкам 11 непрерывно подается свежий технологический газ, например зндогаз с добавками, все механизмы печи находятся в исходном положении, в том числе у устройства 12 для утилизации, уста новленного в зоне тамбура 5 загрузки, клапан 23 находится в положении Открыто - на входе атмосферы из печи и Закрыто - на входе газов из тамбура; у устройства 12, установленног в зоне тамбура 6 выгрузки, клапан 23 находится в положении Открыто.- на входе атмосферы из печи и Открыто частично . - на входе газов из там- - бура,

В этом положении основная масса отработанной печной атмосферы поступает в устройства 12 для утилизации непосредственно из печи по патрубкам 19. Тамбур 5 загрузки не продувается а в тамбур 6 выгрузки подается не- большое количество печной атмосферы, способс.твующее вытеснению из тамбура паров закалочного масла через отвод 8, трубопровод 22 - в устройство 12 для утилизации.

В начале смены цикла, после того как открыта заслонка 4 у тамбура 6 выгрузки, детали выгружены из печи в тамбур выгрузки и закрыта заслонка 4 выгрузки, детали опускаются в зака- лочное масло и одновременно запорньй орган клапана 23 и устройства 12 в зоне тамбура выгрузки перебрасывается в положение Закрыто - на входе из печи и Открыто полностью - на вхо- де.газов из тамбура выгрузки, т.е. сообщение между наружной трубой 13 устройства 12 и печным пространством перекрывается и обеспечивается интенсивное вытеснение в устройство для утилизации атмосферы из тамбура выгрузки. В таком положении запорный орган клапана 23 находится на время интенсивного вьщеления паров масла (примерно 0,5 мин), после чего запор ный орган перебрасывается в исходное положение.

Вторично в течение цикла указанньй запорньш орган перебрасывается в положение забора газов из тамбура выг- рузки на время подъема закаленных деталей в тамбуре, отекания с них масла, открытия заслонки 9, выгрузки деталей наружу и закрытие тамбура заслонкой 9, а также на время продувки тамбура, определяемое объемом тамбур и количеством вытесняемой печной атмосферы. Все это время, за исключением времени, когда наружнал заслонка 9 открыта, газ, поступающий из печи в тамбур 6 выгрузки, увлекает по отводу 8 и трубопроводу 22 в устройство 12 для утилизации пары масла и попавший в тамбур воздух. При этом

5 О 0

5

печной газ и пары масла, поступающие в наружную трубу 13 устройства для утилизации из печного пространства по патрубку 19 и из тамбура выгрузки или только из тамбура выгрузки, сгорают .в потоке воздуха, подаваемого по трубопроводу 16 во внутренние трубы и поступающего через отверстия 17 во внутреннее пространство трубы 13. Воздух подается порциями по ходу горения, что способствует полному сгоранию горючих газов и равномерному нагреву наружной излучающей трубы 13.

Количество воздуха на горение подбирается по максимально необходимому в момент наибольшего поступления в устройство 12 горючих газов. Избыток воздуха в остальное время работы устройства не допускает накапливания сажи в трубе.

В конце смены цикла, когда произведены все перемещения деталей в самой печи, открывается засЛонка 9 у тамбура 5 загрузки и одновременно запорный орган клапана 23 в устрой-. стве 12 для утилизации, установленном в зоне тамбура 5 загрузки, перебрасывается в положение Закрыто - на входе из печного пространства и в положение Открыто - на входе из тамбура загрузки.

В таком положении клапан 23 находится во время следующих операций: открытие наружной заслонки 9 тамбура загрузки, загрузка новых деталей в тамбур, закрытие наружной заслонки, продувка .тамбура загрузки. Время продувки определяется объемом тамбура и количеством отводимой печной атмосферы. Все то время, за исключением времени, когда наружная заслонка тамбура открыта, печные газы, поступающие в тамбур загрузки, вытесняют попавший в тамбур воздух в отвод 8 и далее по трубопроводу 21 в наружную трубу 13 устройства 12 для утилизации, где печные газы сгорают с отдачей тепла в печное пространство аналогично описанному.

Наличие клапанов на входах в наружную трубу устройств для утилизации из печного пространства и из соответ- ствующего тамбура позволяет исключить попадание воздуха в атмосферу печи и одновременно свести до минимума продувку тамбуров, тем самым уменьшая засаживание тамбуров и загрязнение асла в закалочном баке.

Благодаря сообщению наружных труб устройств для утилизации как с печным пространством, так и с тамбурами загрузки и выгрузки появилась возможность разместить устройство для утилизации в зоне тамбура выгрузки и максимально сжигать с отдачей тепла печь не только отработанную печную атмосферу с забором ее из печи, но и продукты продувки тамбуров, а также пары закалочного масла. Все это ведет к повьшению экономичности печи, так как позволяет сократить количество нагревательных устройств, уменьшить их тепловую мощность и сократить расход природного газа на нагрев печи.

Исключается выброс в атмосферу вредных продуктов сгорания и паров масла, тем самым снижается загрязнение цеха и окружающей среды.

1Z Ю Ю 1Z

Формула изобретения Термическая печь с контролируемой атмосферой, содержащая футерованную камеру с нагревательнь1ми устройствами и устройствами для подани атмосферы в камеру, тамбуры загрузки и выгрузки с отводами атмосферы, закалочньй бак, устройство утилизации печной атмосфе0 Р расположенное в. зоне загрузки, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности печи и уменьшения загрязнения окружающей среды, в зоне тамбура выгрузки

5 установлено дополнительное устройство утилизации, печь оборудована трубо-г проводами для сообщения тамбуров загрузки и выгрузки с устройствами утилизации, а также регулировочными кла0 панами, расположенными на трубопрово-- дах для периодического соединения устройств утилизации либо с камерой, либо с тамбурами.

Фиг.1

/1-Л

Атмосфера из печи

Атмосфера из тамбура

/ 21

гб

So3di/)(

фиг. 2

Изобретение относится к устройствам для термической и хнмкко-терми- ческой обработки и может быть исноль- зовано в металлургической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повьттение экономичности печи и уменьшение загрязнения окру кающей среды. Сущность изобретения заключается в том, что в термической печи с Контролируемой атмосферрй в зоне тамбура выгрузки печи установлено доп.лл- нительное устройство утилизации, печь оборудована трубопроводами для сообщения тамбуров загрузки и выгрузки с устройствами утипизаьуи-, а также регулировочными клапанами, располо- женньми. на трубопроводах для периодического соединения устройств ут1ши- зации либо с камерой, либо с тамбурами. При установившемся режиме работы печи происходит отбор отработанной атмосферы из рабочей камеры для ее утилизации через регулировочньш клапан. В этом случае тамбур загрузки не продувается, а в подается небольшое количество печнотт атмосферы для вытеснения паров закалочного масла из в устройство утилизации, В ходе смены цикла работы печи при выгрузке заготовок и загрузке новых регулировочные клапаны устанавливаются в таком положении, когда J3 утилизащюнные устройства поступает атмосфера из тамбуров выгрузки и загрузки. 2 ил. i fn у / SEl:::-X i

Составитель В.Бербенев Редактор Н.Бобкова Техред Л.Сердюкова

Заказ 6216/43 Тираж 543 . . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Г.Решетник