Проходная печь Советский патент 1991 года по МПК F27B9/20 

Изобретение относится и устройствам для малоокислительного нагрева и термообработки металла, в частности проволоки, и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности.

Цель изобретения - повышение экономичности.

На фиг.1 представлена печь, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.

На фиг.4 также показаны линии токов теплоносителя (продуктов сгорания) при взаимодействии факелов горелок (или струй вторичного воздуха) с продольной перегородкой в режиме интенсивной циркуляции и перетока продуктов сгорания в поперечные камеры.

Печь содержит камеры предварительного 1 и окончательного 2 нагрева, воздуш ч| О

о

Сл

fc

ные сопла 3, горелки 4, разделительную перегородку 5 между камерами предварительного и окончательного нагрева с окном 6 для прохода продуктов неполного сгорания. На поду печи выложены каналы 7, ограниченные выступами 8, необходимые для протягивания проволоки через печь. Начальный участок 9 камеры предварительного нагрева выполнен в виде изолированных один от другого и от окружающей среды каналов 10, которые соединены дымопроводом 11с рекуператором 12.

Вдоль оси печи выполнена вертикальная перегородка 13с каналами в виде диффузоров 14 в направлении распространения факелов. Ось диффузоров соосна осям горелок и сопл. Продольная перегородка имеет ленточные выступы 15, размещенные вдоль всей перегородки горизонтально с обеих ее сторон над и под каналами.

Участки между каждой парой каналов, ограниченные по высоте ленточными выступами, образуют газодинамические полости, в которых часть потока теплоносителя совершает разворот на 180°. Элементы с сечением в виде трапеции имеют угол большего основания 70-80° отношение высоты трапеции h к ее основанию составляет 1-1.5. а угол раскрытия диффузора каналов a 20-25° (фиг.4).

Печь работает следующим образом.

Проволоку последовательно протягивают по каналам 7 через начальный участок 9 камеры 1 предварительного нагрева, эту камеру и камеру 2 окончательного нагрева. Природный газ сжигают в горелках 4 камеры окончательного нагрева с коэффициентами расхода воздуха 0,5-0,6. Продукты неполного сгорания из камеры 2 через окно 6 разделительной перегородки 5 направляют противотоком в камеру 1 предварительного нагрева. Здесь их дожигают, подавая через сопла 3 вторичный воздух. Суммарные коэффициенты воздуха поддерживают близкими к стехиометрическим значениям. На начальном участке 9 камеры 1 предварительный.нагрев проводят в атмосфере уходящих продуктов полного сгорания топлива до температуры не более 650°С, а в камере 2 завершают нагрев до 900-950°С в восстановительной атмосфере продуктов неполного сгорания, что позволяет обеспечить малоокислительную термообработку проволоки.

Из начального участка 9 охлажденные продукты полного сгорания направляют через дымопровод 11 в рекуператор 12, что позволяет повысить КПД печи.

Равномерность нагрева проволоки по ширине печи регулируют потоками продуктов сгорания через вертикальную продольную перегородку 13. Элементы 16 этой

перегородки выполнены в виде трапеций и в горизонтальном сечении имеют угол у основания в пределах 70-80°. При их выполнении с углом меньшим 70° газодинамическая полость имеет значительную глубину, и поток продуктов сгорания не в полной мере омывает поверхность перегородки, что снижает ее прогрев и излучающую способность. Если угол у основания превышает 80°, то глубина полостей

уменьшается, и поток при повороте испытывает большое трение о кладку перегородки, что приводит к снижению интенсивности циркуляции по указанным на фиг.4 направлениям.

Отношение высоты трапеции h элемента 16 к большему ее основанию b выполнено в пределах 1,0-1,5. Эти размеры дополняют обоснованные выше углы и влияют вместе с ними на формирование газодинамических полостей, определяя их глубину, длину и

степень циркуляции в них теплоносителя. Если соотношение трапеций выполнено менее 1,0, то поток продуктов сгорания полностью не омывает элементы перегородки, обрываясь от ее поверхности при повороте

на 180°, а если соотношение размеров превышает 1,5, то резко возрастает трение по- токов о поверхность элементов перегородки.

В направлении распространения факелов каналы перегородки выполнены в виде диффузоров с углом раскрытия «20-25°. Этот диапазон обусловлен тем, что при угле раскрытия менее 20° факел из-за дополнительного подпора при прохождении через

диффузор испытывает повышенное газодинамическое сопротивление, что приводит к снижению эффективности перетоков продуктов сгорания между поперечными камерами печи, а при угле раскрытия более 25°

поток продуктов сгорания отрывается от стенок диффузора. При этом в кольцевой зоне между струями потока и поверхностью диффузора возникают завихрения, что также приводит к увеличению сопротивления

прохождению струйного горящего потока от горелок через диффузоры перегородок и снижению интенсивности циркуляции теплоносителя между левой и правой частями печи.

Формула изобретения

Проходная печь, преимущественно для малоокислительного нагрева проволоки, содержащая камеры предварительного и

окончательного нагрева с размещенными

поочередно на боковых стенах горелками и соплами для дожигания продуктов неполного горения, размещенную вдоль продольной оси печи вертикальную перегородку со сквозными каналами, соосными осями горелок и сопл, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, вертикальная перегородка по всей длине с обеих сторон выполнена с горизонтальными выступами, ограничивающими сверху и снизу

0

сквозные каналы, причем эти каналы выполнены в виде диффузоров с углом раскрытия 20-25°, с чередованием направления раскрытия в противоположные стороны, а участки перегородки между диффузорами выполнены в горизонтальном сечении в виде встречно расположенных трапеций с углом при основании трапеций 70-80°, и отношением высоты трапеции к ее основанию 1,0-1,5.

Изобретение касается устройств для малоокислительного нагрева и термообработки металла и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности. Цель изобретения - повышение экономичности. Проходная печь содержит камеры предварительного и окончательного нагревов с соплами для дожигания продуктов неполного сгорания и горелками, расположенными на продольных боковых стенах в одной горизонтальной плоскости в шахматном порядке, и размещенную вдоль оси печи вертикальную перегородку со сквозными каналами, соосными с осями сопл и горелок. Вертикальная перегородка выполнена с ленточными выступами по обеим сторонам вдоль всей длины перегородки на уровне нижнего и верхнего срезов каналов. Участки перегородки между каналами, ограниченные по высоте выступами, выполнены из элементов с сечением в горизонтальной плоскости в виде трапеций, примыкающих большим основанием к каналам, а каналы в направлении распространения факела выполнены в виде диффузоров. При этом угол основания трапеции равен 70-80 град., отношение высоты трапеции к ее основанию составляет 1,0-1.5, а угол раскрытия диффузора каналов 20-25 град. Конструкция позволяет повысить равномерность распределения температур по ширине рабочего пространства, снизить удельный расход топлива. 4 ил. (Л С

А-А 1$ 15

15Я

Фиг. 2

Фиг. 1

±л

16

15

/

Y/t &&

/5 16

15

Физ.З

фигЛ