Способ безокислительного нагрева металла и нагревательная печь для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК C21D9/00 

L

Изобретение относится к металлургической теплотехники, а именно к безокислительному нагреву металла в печах. Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа и устройства и повышение интенсивности процесса и КПД печи путем повышения температурного режима и восстановительных свойств атмосферы. Сущность изобретения заключается в последовательном размещении элементов топливосжигающего устройства - камеры сгорания, термохимического реактора (ТХР) и воздухоподогревателя, соединение выхода ТХР с камерой нагрева, а выхода ее - с камерой сгорания. Сжигание отработанного конвертированного газа с широким диапазоном позволяет повысить температурный режим обработки и получить конвертированный защитный газ с высокими восстановительными свойствами. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к нагрева-- тельным устройствам металлургической теплотехники и может быть использовано на заводах металлургической и машиностроительной промышленности для беэокислительного нагрева металла .

Цель изобретения - расширение технологических возможностей, интенсификация способа и повышение КПД печи путем повышения температуры нагрева и восстановительных свойств защитной атмосферы.

На чертеже показана печь для осуществления предлагаемого способа,,

Печь включает рабочую камеру 1, камеру 2 сгорания, термохимический реактор 3, воздухоподогреватель 4, топливосжигающик агрегат 5, дымоход 6 и смеситель 7.

Рабочая камера 1 для нагрева металла соединена на выходе с камерой 2 сгорания, которая вместе с термохимическим реактором 3 и воздухоподогревателем 4 установлена последовательно в топливосжигающем агрегате 5, на выходе которого установлен дымоход 6 с патрубком отбора продуктов сгорания. Топливосжигающий агрегат 5 представляет собой устройУ1СЛ

сл

W

1

со

+ ство для получения тепловой энергии и защитной атмосферы, а также утилизации тепла путем подогрева воздуха. Ърмохимический реактор 3 на входе соединен со смесителем 7, а на выходе - с рабочей камерой 1.

Смеситель 7 соединяется патруб- ,ком с дымоходом 6 топливосжигающего агрегата. Выход воздухоподогревателя 4 соединен с входом камеры 2 сгорания .

Печь работает следующим образом. Природный газ смешивают в смесителе 7 с продуктами сгорания, отбираемыми из дымохода 6, и нагревают в термохимическом реакторе 3, входящем в состав топливосжигающего агрегата 5, до температуры конверсии. Далее конвертированный газ охлаждается в рабочей камере 1, отдавая тепло на нагрев металла, после чего сжигается в камере 2 сгорания в воздухе, подогретом в воздухоподогревателе 4.

В термохимическом реакторе производится конверсия газа по реакции при условии полного сжигания конвертированного газа.

СН4 + 1/3 С0г + 2/3 Н20 я 4/3 СО + 8/3 Н4.

В этом.случае в рабочую камеру подается конвертированный газ в составе 4/ЗСО + 8/ЗНг, что обеспечивает высокие восстановительный свойства защитной атмосферы.

Пример. Реализация способа на лабораторном стенде Корт-М.

Модель состоит из камеры нагревательного устройства с горелкой для подачи природного газа и воздуха в устройство и термохимического теплообменника для конверсии природного газа с продуктами сгорания.

Горелочное устройство типа труба в трубе обеспечивает расход природного газа 4-5 мм /ч. Конструкция горелки обеспечивает устойчивую работу установки в широком диапазоне коэффициентов избытка окислителей (Ј 0,4... 1,0). Рабочую камеру вы- пол няют в виде прямоугольного канала мм, выкладывают высоко-1 . глиноземистым легковесом и герметически обшивают стальными листами. Камера нагрева с целью унификации выполнена аналогично рабочей камере со встроенным термохимическим реактором, конструктивно состоящим из

10 секций трубчатых подогревателей, с 7 теплообменными трубами в каждой секции.

Стенд оснащен приборами теплового контроля и газоанализаторами типа ТХПЗ и Газохром-3101.

Природный газ в термохимический реактор (ТХР) подают через эжектор, . который одновременно эжектирует продукты сгорания из дымохода нагревательного устройства.

Полученную конвертированную смесь из ТХР затем подают в рабочую камеру нагревательной печи и далее выбрасывают (часть подают на рециркуляцию). Результаты испытаний представлены в таблице.

с увеличением оЈ наблюдается наряду с повышением температуры в рабочей камере также повышение восстановительных свойств защитной атмосферы, а при оЈ , близком единице,

температура в рабочей камере достигает 1200 К , а в защитной атмосфере практически полностью отсутствуют составляющие, вступающие в окислительную реакцию с металлом нагреваемых заготовок.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает широкий диапазон температурного режима в рабочей камере 800...1200 К, а также позволяет

.получить защитный газ с высокими восстановительными свойствами (от малоокислительной до восстановительной) .

Формула изобретения

конверсии, и нагрев воздуха теплотой продуктов сгорания, и сжигание конвертированного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, нагрев металла производят конвертированным газом, а сжигание его осуществляют после подогрева металла.

и воздухоподогреватель, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения КПД; в топливосжигающем агрегате камера сгорания, термохимический реактор и воздухоподогре1555379

ватель размещены последовательно, вход рабочей камеры соединен с выходом термохимического реактора, а выход рабочей камеры соединен с входом камеры сгорания.