Колпаковая печь Советский патент 1990 года по МПК C21D9/663 

Изобретение относится к устройствам для нагрева и термической обработки металла и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является сокращение цикла отжига, повышение срока службы муфеля и экономии топлива.

На фиг. 1 схематически изображена печь; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Газовая колпаковая печь состоит из стенда 1, жаропрочного прямоугольного муфеля 2, металлического футерованного колпака 3, образующего рабочую камеру, пода, выполненного в виде литых опор 4 под садку 5, между которыми уложены жароупорные подовые трубы 6, соединенные с рабочей камерой и расположенными под подом инжекторами 7 для отвода продуктов горения. Колпак 3 оборудован горелками 8, расположенными вдоль его боковых стенок и двумя парами горелок 9, расположенных в центре торцовых стенок на расстоянии 5,7-6,6 диаметров газовых сопел один от другого и направленных на муфель 2 по симметрично расходящимся в сторону его периферии траекториям при угле между ними 55-60 . Горелки 8 и 9 установлены в колпаке 3 под углом 30-40 к горизонтальной плоскости.

Колпаковая печь работает следующим образом.

СП

Ј О5

сл

о со

Пакеты металла загружают на литые опоры 4 стенда 1 печи и накрывают муфелем 2. Сверху на муфель 2 устанавливают колпак 3. Затем в инжекторы 7 подают под давлением воздух и в подовых трубах 6 создается разрежение. Разжигают горелки 8 и 9. Продукты горения, образующиеся в области горелочного пояса, поднимаются в полости между муфелем 2 и нагревательным колпаком 3 и благодаря наклонной установке горелок 8 и 9 обеспечивает равномерное обтекание наружных стенок муфеля 2, Этому также способствует то, что струи продуктов горения, истекающих из горелок 9, осуществляют интенсивное обтекание его торцовых стенок. Равномерное смывание продуктами горения поверхности муфеля 2 способствует одинаковой передаче тепла конвекцией на всей его поверхности, а следовательно, и равномерному распределению температуры на поверхности его стенок, т,е. к снижению до минимума температурного перепада по их длине и высоте. Далее продукты горения под действием создаваемого инжекторами 7 разрежения направляются в подовые трубы 6 и удаляются из рабочей камеры печи, частично отдавая теплоту нижней части садки 5. В условиях достаточно равномерного обтекания продуктами горения наружной поверхности всех стенок муфеля 2 теплота от его внутренней поверхности передается наружной поверхности садки 5 металла, обеспечивая его качественный нагрев. При этом, как показали результаты испытаний на аэродинамической модели колпаковой печи, равномерность омы- вания муфеля продуктами горения в 2,5-3,0 раза вышеь чем для существующей печи, что приводит к сокращению длительности отжига металла. Расположение на торцовых стенках колпака двух пар горелок, сопла которых размещены на расстоянии 5,7 6,6 диаметров один от другого в центре стенок и направлены на муфел по симметрично расходящимся в сторону его периферии траекториями при угле между ними 55-60°, позволяет обеспечить дополнительный подвод тепла к торцовым участкам пакетов садки металла и этим уменьшить неравномерность ее нагрева до миниму

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ма, а установка горелок печи под углом 30-40° к горизонтальной плоскости позволяет значительно повысить равномерность обтекания поверхности муфеля потоками продуктов горения, а также устранить местный перегрев в области горелочного пояса при одновременном сокращении расхода топлива.

При расстоянии между соплами горелок, расположенных на торцовых стенках колпака, меньше 5,7 диаметров периферийная часть торцовых стенок муфеля омывается продуктами горения хуже, чем центральная часть, что приводит к неравномерности нагрева муфеля и, как следствие, садки металла.

При расстоянии между соплами горелок, расположенных на торцовых стенках колпака, больше 6,6 диаметров центральная часть торцовых стенок муфеля омывается продуктами горения хуже, чем периферийная часть, что также приводит к неравномерному нагреву садки металла.

При угле между траекториями сопел горелок, расположенных на торцовых стенках колпака, меньше 55° наблюдается местный перегрев поверхности центральной части торцовых стенок муфеля, что сопровождается понижением его эксплуатационной стойкости.

При угле между траекториями сопел горелок, расположенных на торцовых стенках колпака, больше 60°, значительная часть продуктов горения истекает непосредственно на внутреннюю поверхность колпака, минуя стенки муфеля, что существенно снижает эффективность использования топлива в печи.

При угле наклона горелок к горизонтальной плоскости меньше 30 продукты горения омывают преимущественно поверхность муфеля в области, прилегающей к горелочному поясу, в результате чего в верхней части садки имеет место недогрев металла и значительно понижается эксплуатационная стойкость муфеля.

При угле наклона горелок к горизонтальной плоскости больше 40° продукты горения омывают преимущественно верхнюю часть муфеля, что приводит к недогреву металла в нижней части садки.

Y////////////////7/

7 // // / /

S/S/У,

/////////S//////A

Х///////////////7Л

/ / /

у///////////// /7/

/ / / s / / / / / / S / S У/ /7

Y///////////////Л

Изобретение относится к устройствам для нагрева и термической обработки металла и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности. Цель - сокращение цикла отжига, повышение срока службы муфеля и экономия топлива. Сущность изобретения заключается в том, что колпаковая печь снабжена дополнительными двумя парами горелок, установленными на торцовых стенках колпака, причем сопла горелок расположены в центре стенок на расстоянии 5,7-6,6 диаметров друг от друга и оси их направлены на муфель по симметрично расходящимся траекториям, угол между горелками составляет 55-60°, а горелки установлены под углом 30-40° к горизонтальной плоскости. 2 ил.

Фиг. 1