Рекуперативный нагревательный колодец Советский патент 1988 года по МПК C21D9/70 

//

Изобретение относится к устройствам для нагрева металла перед обработкой давлением и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение топливоисполь- эования. Рекуперативный нагревательный колодец содержит рабочую камеру 1, горелку 2, керамические рекуператоры 5 и опорный пояс. В опорном поясе выполнены проемы 6, суммарная площадь которых составляет 0,2-0,5 площади пояса, а опорный пояс выступает на расстоянии 0,08-0,16 высоты рабочей камеры. Конструкция нагревательного колодца позволяет улучшить условия теплообмена, обеспечить рав- номерньш нагрев металла и вследствие этого увеличить коэффициент топ- ливоиспользования. 2 ил. (Л

воздух

Z

J

Фиг 1

Изобретение относится к устройствам для нагрева металла перед обработкой давлением и может быть использовано в металлургической и других отраслях промьшленности.

Цель изобретения - повышение топливоиепользования.

На фиг.1 показан предлагаемый колодец; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Колодец содержит рабочую камеру I с горелкой 2, дымоотводящие окна 3, горизонтальные воздухоподводящие каналы 4, соединяющие керамические ре- куператоры 5 с горелкой 2, На стенах 6 рабочей камеры I размещен опорный пояс 7, отстоящий от стен на расстоянии L, равном 0,08-0,16 высоты Н ра- бочей камеры 1, В опорном поясе 7 выполнены проемы 8, суммарнйя площадь F которой составляет 0,2- 0,5 площади Р, опорного пояса 7.

Колодец работает следутощим образом.

Через горелку 2 в рабочую камеру I поступают газ и воздух, подогретый в керамических рекуператорах 5, Компоненты горения перемешива1отся и, сгорая, образуют факел. Горящий топ- ливовоздущный поток поднимается в верхнюю часть рабочей камеры, встречается с крьпцкой нагревательного колодца и, изменяя направление движения перемещается к дымоотводящим окнам 3 После отражения от крышки агрегата поток горящей среды разделяется. Часть потока омывает боковые грани и поверхность слитка, обращенную к факелу, а затем через дымоотводящие окна 3 удаляется в керамические рекуператоры 5;. Другая часть через проемы 8 поступает в пространство между кладкой и слитками. Проникновение горящего топливовозд тпного потока в эту область рабочей камеры увеличивает в ней циркуляцию продуктов ния, обеспечивает ввод дополнительного тепла и интенсисЬицирует все теп- лообменные процессы.

С целью улучщения топливоиепользования суммарная площадь проемов 8 в опорном поясе 7 выбрана так, что в указанной области рабочей камеры сгорает достаточное количество топлива.

Эксперш-шнтально установлено, что если площадь проемов Fg составляет менее 0,2 площади опорного пояса F, ,

то в пространство между слитка.чи и кладкой не проникает необходимое количество горящей топливовоздушной смеси. Это приводит к уменьшению вводимого тепла, снижению интенсивности циркуляции продуктов горения и образованию застойных зон. Все это вместе взятое снижает тепловой поток на поверхность слитка, обращенную к кладке. В то же время значительная масса горящих газон движется в цент-г ральной части рабочей камеры, омьтая боковые грани и поверхность слитков, обращенную к факелу. Такое распределение факела по объему рабочей камеры приводит к неравномерному по толщине нагреву металла. В этом случае для выравнивания температуры необхо- дртмо увеличить период выдержки и общее время нагрева металла в колодце. За счет этого уменьщается производительность агрегата и увеличивается удельный расход топлива.

Увеличение суммарной площади проемов F более 0,5 F, не приводит к ощутимому увеличению интенсивности циркуляции топливовоздушной смеси между слитками и кладкой и вместе с тем затрудняет устойчивую установку слитков у опорного пояса.

Величина лучистого теплового потока к поверхности изделия, обращенной к кладке, зависит от эффективной длины луча излучающего газового объема между слитками и кладкой. В предлагаемом колодце размеры последнего определяются геометрией опорного опояса 7.

С целью улучшения топливоиепользования расстояние L, на которое опорный пояс выступает от стен, выбрано таким, что обеспечиваются близкие условия теплообмена для граней изделия, обращенных к Факелу и к кладке. Экспериментально и расчетным способом установлено, что при L -с у,ОН Н эффективная длина луча ЗЛЕсазанного объема горящих излучающих газов недостаточна для обеспечения симметричных условий теплообмена. Это приводит к неравномерному по толщине слитка нагреву металла.

Для выравнивания температурного поля слитка необходимо увеличивать период выдержки и общее время нагрева металла в колодце, что влечет за собой сокращение производительности агрегата и увеличение удельных расходов топлива. Увеличение же L более 0,16 Н нецелесообразно ввиду того, что по условию устойчивой установки изделий приходится уменьшать количество слитков, одновременно размещаемых в рабочей камере вдоль стен нагревательного колодца. Это также приводит к уменьшению производительности агрегата и росту удельных расходов . топлива.

Конструкция колодца позволяет ор ганизовать сжигание топлива как в центральной части рабочей камеры, так и в пространстве между слитками и кладкой. В результате улучшаются условия теплообмена для граней изделий, обращенных к факелу и к кладке, что обеспечивает равномерный нагрев сликтов. Все топливо сжигается в смеси с воздухом, подогретым в керамических рекуператорах до 700-800 С.

При этом увеличение количества физического тепла, вводимого в рабочую камеру предлагаемого колодца, позво- ляет увеличить коэффициент использования топлива и, следовательно, уменьшить удельный расход топлива на нагрев металла.

Формула изобретения

Рекуперативный нагревательный колодец, содержащий рабочую камеру, горелку, опорный пояс и керамические рекуператоры, отличающий- с я тем, что, с целью повышения топ- ливоиспользования, в опорном поясе выполнены проемы, суммарная площадь которых составляет 0,2-0,5 площади верхней поверхности опорного пояса, при этом опорный пояс отстоит от стен на расстоянии 0,08-0,16 высоты рабочей камеры.

фиг. 2