Нагревательная печь Советский патент 1989 года по МПК C21D9/00 

14 II а

Л

Фа11

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано на предприятиях металлургической и машиностроительной промышленности,

Цель изобретения - интенсификация процесса нагрева.

На фиг, 1 изображена печь, поперечное сечение; на фиг,2 - разрез А-А на фиг. 1.

Печь для нагрева содержит футерованный изнутри металлический кожух 1, в верхней части которого размещена рабочая камера 2. Нижней частью камеры 2 (под) является огнеупорная плита 3, на которой размещены нагреваемые заг отовки 4. В плите 3 выполнены отверстия 5. Под огнеупорной плитой 3 размещены камеры 6, примыкающие к камере 7. В камере 6 горизон- тально установлена огнеупорная плита 8, образующая с камерой 7 зазор 9. Камеры 6 и 7 заполнены слоем 10 дробленого огнеупорног о материала. Под камерой 6 размещен коробчатый метал-, лургический рекуператор 11 с перегородками 12. Между камерами 6 в стенках выполнены дымовые каналы 13, объединенные коллектором 14. В верхней части камеры 6 над плитой 8 установ- лен узел 15 подачи бедной газовоздушной смеси или воздуха, К коробчатому рекуператору 11 подсоединен узел 16 подвода воздуха. Со стороны, противоположной узлу 16, в рекуператоре 11 вьпюлнено отверстие 17, Под камерой 7 размещен воздушный коллектор 18 с выходным отверстием 19. К воздушному коллектору 18 примыкает узел 20 подачи газа, К узлу 15 подачи бедной газовоздушной смеси или воздуха примыкает металлическая насадка 21 с отверстиями 22, Узел 20 подачи газа включает трубу 23 подачи газа и металлическую насадку 24 с отверстиями 25, погруженную в слой ТО дробленого огнеупорного материала .камеры 7 на глубину (3-3,5)d, где d - приведен- ньй средневзвешенньй диаметр частиц дробленого огнеупорного материала.

В рекуператор 11 подают воздух, а через сопло 20 - газ в количествах, соответствующих коэффициенту расхода воздуха dt 0,5, Газ и воздух затем смешиваются за отверстием 19 в слое 10, Смесь в камере 7 поджигается через отверстие в стенке печи, а продукты неполного горения (защитная нагревательная атмосфера), протекая

через рабочую камеру 2, наг ревают заготовки 4 и через отверстие в поду 5 инжектируются факелом, создаваемым горелкой 15, которая работает с избытком воздуха. Затем продукты неполного горения дожигаются в камере 6, разделенной плитой В на два яруса - так, что,догорая в верхнем ярусе, газы проходят в нижнем ярусе вдоль поверхности рекуператора 11 и отдают тепло воздуху в рекуператоре 11, а затем удаляются через каналы 13 в дымовой коллектор 14, После разогрева слоя дробленого огнеупорного материала в камере 6 через горелку 15 подают только воздух. Камеры 6 и 7 располагаются вдоль печи в шахматном порядке с тем, чтобы температурное поле и состав защитного газа бьти равномерны в рабочей камере печи. Заготовки 4 транспортируются вдоль печи по направляющим от окна загрузки до окна выгрузки.

Выполнение в коробчатом рекуператоре 11 перегородок 12, обеспечивающих многоходовое поперечное движение воздуха, повьш1ает температуру подо- грева воздуха в рекуператоре 11, тем самым увеличивается .температура про- дуктов горения, поступающих в рабочую камеру 2 из камеры 7, что обеспечивает интенсификацию малоокислительного нагрева заготовок 4,

Выполнение на узлах 15 и 20 металлических перфорированных насадок 21 и 24 позволяет повысить устойчивость неполного горения и дожигания, так как практически исключает перекрытие насыпным слоем дробленого огнеупора сечения, по которому протекает газовый поток. Кроме того, эта цель.достигается путем использования горения в стационарном слое дробленого огнеупорного материала (беспламенное горение), устойчивость которого вьше, чем при традиционном факельном горении.

Выполнение в верхней части камеры 6 узла 15 обеспечивает подачу в эту комнату недостающего воздуха и повышает устойчивость работы печи. Благодаря предлагаемой компоновке печи для нагрева достигается высокая эффективность использования тепла, т,е. высокий КПД и интенсивный малоокис- литепьный нагрев заготовок. Это объясняется своеобразным замкнутьм

вокруг заготовок циклом тепла, в результате чего тепло от дожигания топлива частично передается теплоцро- водностью через под печи заг отовками и в камеру неполного горения, а частично - первичному воздуху, который, практически без потерь, поступает на первичное горения и обеспечивает высокую температуру газов на выходе из камеры полного горения и соответственно в рабочей камере печи. Поперечные перегородки в рекуператоре вызывают зигзагообразное движение воздуха и равномерное обтекание поверхности теплообмена Двустадийное сжигание газа в слое дробленого огнеупорного материала способствует снижению образования окислов азота, что создает благоприятный экологический эффект

Для обеспечения безотказной работы насадки 24, находящейся в зоне горения, ее устанавливают в слое 10 дробленого огнеупорного материала на глубину (3-3,5)d, что не допускает перегрева материала насадки 24 выше 600°С. Это явление объясняется тем, что по мере смешения газа, поступа- кяцего в слой 10 через отверстие 25, с воздухом, поступающим на горение через кольцевой зазор 19, образуется газовоздушная смесь. Однако смесь, готовая к горению, начинает сформировываться на участке (3-3,5)d, что приводит на этом участке слоя к вялому горению, не способному развить высокие температуры, а значительное повышение температуры (до 100у°С) отмечается на участке слоя в области .(b-8)d.

Заполнение камер неполного горения и камер дожигания слоем дробленого огнеупорного материала позволяет значительно увеличить устойчивость горения, так как при сжигании газа в слое (беспламенное горение) тепловые напряжения на два порядка Bbmie, чем при традиционном (факельном) горении.

Вместе с тем, выполнение в камерах дожигания горизонтальных плит, разде- ляюп1их каждую из этих камер на два сообщаюпц1хся яруса, позволяет достигать более полного смешения продуктов сгорания с вторичным воздухом, тем самым обеспечивая сжигание топлива и увеличивая степень подогрева первичного воздуха. Последнее достигается также установкой в металлических коробчатых рекуператорах попереч

ных перегородок, размещенньгх в шахматном порядке, и вызываюпсих зигзагообразное движение первичного воздуха.

Влияние высоты газовой насадки 24 в слое дробленого огнеупорного мате-- риала, установленное в результате экспериментальных исследований при величине приведенного средневзвешенного диаметра элемента засыпки от 20 до 50 мм, отражено в таблице.

15

.Ю

25

0

5

0

5

0

5

Организация сжигания газообразного топлива в стационарном слое дробленого огнеупорного материала позволяет значительно снизить содержание в продуктах сгорания окислов азота

Формула изобретения

1. Нагревательная печь, содержащая футерованньй изнутри металлический кожух, под, горелки, дымовые каналы и подподовуто камеру горения, о т- личающаяся тем, что, с целью интенсификащ и процесса нагрева, печь снабжена камерами неполного горения, установленными с одной боковой стороны печи, и камерами дожигания, размещенными с другой стороны печи, ри этом каждая из камер дожигания разделена горизонтальной решеткой, плита установлена с зазором с камерой неполного горения, при этом камеры дожигания и камеры неполного горения заполнены слоем дробленого.огнеупорного материала, а горелки в камерах неполного 1 орения размещены в слое дробленого материала на высоте (3,0- 3, основания камер, где d - при- веденньш средневзвешенный диаметр частиц дробленого orHejoiopHoro материала, и имеют перфорированные насадки .

2. Печь по п. 1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что,под камерами дожигания установлены коробчатые металлические рекуператоры, сопряженные с камерами неполного горения, а в верхней части камер дожигания установлены газовые горелки,с перфорированными насадками, размещенные в с-пое дробленого огнеупорного материала. 3. Печь попп. 1 и 2, отличающаяся тем, что коробчатые металлические рекуператоры имеют поперечные перегородки, расположенные в шахматном порядке.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано на предприятиях металлургической и машиностроительной отраслей промышленности. Цель изобретения состоит в интенсификации процесса нагрева. Печь для нагрева содержит рабочую камеру 2, под которой размещены камеры 7 неполного горения и камеры 6 дожигания, заполненные слоем дробленого огнеупорного материала. Под камерами 6 и 7 размещен рекуператор 11, обеспечивающий подогрев воздуха, следующего на первичное горение. Продукты неполного горения из камер 7 поступают в рабочую камеру 2, а затем попадают в камеры 6 дожигания. Нагрев металла происходит на горячем полу 3 в атмосфере защитного газа. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

11

1Н

TTTTTTTTTyTTTi

15

Фиг.1