Способ косвенного радиационного нагрева металла Советский патент 1991 года по МПК C21D9/00 

Изобретение относится к способам нагрева металла и может быть использовано в металлической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является обеспечение высокой равномерности нагрева и увеличение скорости нагрева металла.

Сущность способа заключается в том, что длину факелов увеличивают при возрастании температуры поверхности металла, расположенной ближе к горелке, и наоборот.

На печи устанавливают горелки с регулируемой длиной факела. Горелки оборудованы двумя коллекторами длиннофакельной и короткофакельной ступеней, между которыми перераспределяется топливо. Благодаря различной степени перемешивания

топлива с окислителем происходит изменение длин факелов горелки. Импульсом для изменения длин факелов служит сигнал, поступающий от датчиков температуры, которые измеряют температуру концов заготовок. При этом, если температура поверхности концов заготовок, расположенных вблизи горелочных устройств, выше, чем противоположных, то топливо подается через коллекторы длиннофакельных ступеней и длина факелов увеличивается. При этом максимум тепловых потоков падающих на металл смешается и происходит нагрев концов заготовок с более низкой температурой. Как только температура концов заготовок, расположенных дальше от горелочных устройств, станет выше, чем расположенных ближе к горелочным устройствам, то

о ся о

xS СА

кэ

топливо начинает подаваться через коллектора короткофакельных ступеней и длина факелов уменьшается. Происходит нагрев ближних к горелочным устройствам концов заготовок и т.д. Длительность работы горелок на одной или другой ступени может не-совпадать по времени.

На фиг. 1 изображена разводка газа и структурная схема системы изменения длин факелов, общий вид; на фиг. 2 - график распределения падающих на металл тепловых потоков при работе длиннофакельной и короткофакельной ступеней,

Пример . Горелки с регулируемой длиной факела устанавливаются на одной из боковых стенок печи. Факела горелок направляются на свод (косвенную поверхность). Длины факелов горелок изменяются путем перераспределения расхода топлива между коллекторами короткофакельной 1 и длиннофакельной 2 ступеней с помощью спаренных поворотных заслонок 3 и 4, приводимых в движение исполнительным механизмом 5, На печи устанавливаются два радиационных пирометра 6 и 7, свизированных на поверхность нагреваемых заготовок. Сигналы от пирометров выдаются в регулирующее устройство 8, где они сравниваются. От регулирующего устройства выдается сигнал управления через усилитель 9 к исполнительному механизму, управляющему спаренными поворотными заслонками.

Изменение длины факелов горелок происходит следующим образом.

В процессе нагрева металла в зоне, где установлены несколько горелок типа ФСГ-Р, постоянно определяется температура концов заготовок и сигнал от пирометров подается в регулирующее устройство. Если сигнал с одного пирометра, например 6, больше, чем сигнал с другого пирометра 7, то исполнительный механизм отрабатывает таким образом, что полностью открывается коллектор длиннофакельной ступени и факела имеют максимальную длину. В этом случае максимум тепловых потоков падающих на поверхность нагреваемого металла располагается над тем участком поверхности металла, где температура меньше. Если сигнал с пирометра 6 становится меньше сигнала с пирометра 7, то исполнительный механизм отрабатывает таким образом, что открывается коллектор короткофакельной ступени и факела имеют минимальную длину. В этом случае максимум тепловых потоков, падающих на поверхность нагреваемого металла, смещается на участок, где температура поверхности металла меньше.

Таким образом, при сравнении сигналов, поступающих от радиационных пирометров, исполнительный механизм открывает одну и закрывает другую заслонку на коллекторах, изменяя тем самым длину факелов горелок, добиваясь максимальной равномерности нагрева заготовок.

На фиг. 2 приведены экспериментальные данные по распределению падающих на металл тепловых потоков при различных

длинах факелов. При ширине рабочего пространства печи, равной 4, 5 м, длина факела длиннофакельной ступени 3,5 м, длина короткофакельной ступени 1,0 м. На фиг. 2 кривая 1 относится к короткому факелу, кривая 2 - к длинному факелу. Из приведенного графика видно, что изменяя длину факела, можно добиться существенного перераспределения потоков падающих на металл и тем самым управлять процессом нагрева

металла.

Использование предлагаемого способа косвенного радиационного нагрева металла по сравнению с известным способом отопления обеспечивает более высокую равномерность нагрева металла; сокращение времени нагрева металла и расхода топлива за счет более гибкого перераспределения тепловых потоков, падающих на нагреваемую поверхность, саморегулирующее изменение длин факелов с горелок, в процессе нагрева металла.

Формула изобретения Способ косвенного радиационного нагрева металла преимущественно в печах, оборудованных горелками с изменяющейся длиной факела и двумя первичными приборами для измерения температуры, включающий направление факелов на косвенную

поверхность, отличающийся тем, что, с целью обеспечения равномерности нагрева и повышения скорости нагрева металла, длину факела изменяют в зависимости от разности температур, измеряемых в

периферийных точках поверхности нагреваемого изделия, причем длину факелов увеличивают при повышении температуры в измеряемой точке поверхности вблизи горелки, а факел этой горелки максимально

удлиняют, и наоборот.

Изобретение относится к способам нагрева металла и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности. Цель - обеспечение высокой равномерности нагрева и увеличение скорости нагрева металла. Сущность изобретения заключается в том, что длину факелов горелок увеличивают при возрастании температуры поверхности металла, расположенной ближе к горелке, и наоборот. Способ осуществляется с помощью горелок с регулируемой длиной факелов, направленных на косвенную поверхность. Длины факелов горелок периодически изменяются. Использование способа обеспечивает высокую равномерность нагрева металла, сокращение времени нагрева металла и расхода топлива за счет более гибкого перераспределения тепловых потоков, падающих на нагреваемую поверхность, 2 ил. (Л С

max

0.6

0.5

О

фиг.1