Электрогазовая колпаковая печь для отжига металла в рулонах Советский патент 1992 года по МПК F27B11/00 

Изобретение относится к области термического оборудования прокатного производства, а именно к кол паковым печам для безокислительного отжига холоднокатаной стали в рулонах.

Известна газовая колпаковая печь, состоящая из металлического футерованного колпака с размещенными на его внутренней боковой поверхности горелками, снабженного расположенным в своде эжектором и отсасывающей трубой для забора продуктов горения, которая входит соосно в цент- ральный полый тупиковый цилиндр, выполненный в муфеле, и стенда с вмонтированным вентилятором для циркуляции за- щитного газа в подмуфельном пространстве.

Недостатком известной колпаковой печи является значительная неравномерность нагрева рулонов листового металла по вы- соте стопы. При истечении продуктов горения из горелок в кольцевую полость, ограниченную внутренней поверхностью нагревательного колпака и наружной поверхностью муфеля, их потоки отдают на- ружной боковой поверхности муфеля наибольшую часть своей тепловой энергии, в результате чего во внутреннюю полость центрального тупикового цилиндра муфеля проходит ее незначительная часть.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является электрога- зовая колпаковая печь, содержащая футерованный металлический нагревательный колпак, оборудованный горелочными устройствами и инжектором для отвода продуктов горения, жаропрочный муфель, стенд с циркуляционным вентилятором, приводимым в движение электродвигателем, и направляющим аппаратом, на кото- ром жестко закреплен электронагреватель, расположенный в процессе нагрева и охлаждения металла во внутренней полости стопы рулонов.

Размещение центрального электронаг- ревателя сопротивления на направляющем аппарате стенда печи не позволяет достичь равномерного нагрева внутренней полости рулонов по высоте стопы. Это связано с тем, что при движении горячего защитного газа во внутренней полости стопы наиболее интенсивная теплоотдача от него к боковой поверхности рулонов происходит в верхней части стопы. Как следствие , на среднюю часть проходится незначительное количест- во тепловой энергии газа, т.е. имеет место смещение отстающей точки по нагреву в центральную часть стопы. Малая интенсивность теплообмена между потоками защит- ного газа и внутренней боковой

поверхностью центральной части стопы сопровождается неравномерным нагревом по ширине смотки рулонов, причем отстающим являются внутренние витки.

Кроме того, недостатком является способность стационарного стендового электронагревателяаккумулироватьзначительное количество тепловой энергии в процессе нагрева металла. Как следствие, оставаясь после окончания процесса нагрева мод муфелем печи, электронагреватель охлаждается вместе со стопой рулонов, что существенно увеличивает продолжительность данной операции.

Кроме того, наблюдается реальная возможность разрушения центрального стендового электронагревателя в процессе загрузки и выгрузки стопы листового металла при их взаимном смещении.

Целью изобретения является повышение качества обработки металла, эксплуата- ционныххарактеристики

производительности печи путем обеспечения возможности снятия центрального электронагревателя со стенда печи при охлаждении рулонов.

Поставленная цель достигается тем, что электрогазовая колпаковая печь для отжига металла в рулонах, содержащая футерованный нагревательный колпак с горелочными устройствами и эжектором, жаропрочный муфель, центральный электронагреватель, стенд с циркуляционным вентилятором и направляющим аппаратом, снабжена уп- лотнительным узлом в виде кольцевого ножа и желоба с уплотнительным материалом, муфель выполнен с центральным глухим каналом, а нагреватель закреплен через подвеску к своду колпака и установлен в канале муфеля, при этом нож уплотнительного узла закреплен на подвеске коаксиально нагревателю, а желоб расположен на наружной поверхности муфеля.

На чертеже изображена электрогазовая колпаковая печь для отжига металла в рулонах, общий вид.

Электрогазовая колпаковая печь состоит из футерованного нагревательного колпака 1 с горелочными устройствами 2 и эжектором 3 для отвода продуктов горения, центрального электронагревателя 4, закрепленного через подвеску к своду колпака 1, жаропрочного муфеля 5 с центральным глухим каналом 6, в котором установлен центральный электронагреватель 4, стенда 7 с направляющим аппаратом 8 и циркулирующим вентилятором 9 с электродвигателем 10, уплотнительного узла в виде кольцевых желоба 11с уплотнительным материалом 12 и ножа 13. Кольцевой нож 13

закреплен на подвеске коаксиально электронагревателю 4, а кольцевой желоб 11 установлен на наружной поверхности муфеля 5.

Электрогазовая колпаковая печь работает следующим образом.

На стенде 7 устанавливают с соблюдением центровки стопу рулонов 14 и накрывают муфелем 5. Центральный глухой канал

6муфеля 5 при этом входит соосно во внут- ренюю полость стопы рулонов 14. В подму- фельное пространство поступает защитный газ для вытеснения воздуха, что обеспечивает безокислительную атмосферу при отжиге металла. После вытеснения атмосферного воздуха из-под муфеля 5 на стенд 7 устанавливают нагревательный колпак 1. Центральный электронагреватель 4 при этом размещается в полости глухого канала 6 муфеля 5, а кольцевой нож 13 погружается в уплотнительный материал 12 кольцевого желоба 11 на наружной поверхности муфеля 5. Далее в эжектор 3 подают под давлением воздух. Разжигают горелоч- ные устройства 2 на колпаке 1, включают в сеть центральный электронагреватель 4. Продукты горения топлива под действием создаваемой эжектором 3 тяги интенсивно омывают наружную поверхность муфеля 5, равномерно ее разогревая, поступают в рабочую камеру эжектора 3 и удаляются в дымовую трубу. Одновременно тепловая энергия, создаваемая рабочими элементами электронагревателя 4, передается излучением на наружную поверхность центрального глухого канала 6 муфеля 5, обеспечивая ее равномерный нагрев. В условиях достижения одинаковых условий подвода теплоты в наружной поверхности боковых стенок муфеля 5 и его глухого канала б теплота от их внутренних поверхностей равномерно передается наружным и внутренним виткам рулонов металла 14, а также циркулируемому в подмуфельном пространстве защитному газу. Защитный газ нагнетается циркуляционным вентилятором 9 в каналы конвекторных колец (не показаны) и обеспечивают равномерный нагрев стопы в радиальном направлении.

После окончания процессов нагрева и выдержки стопы рулонов 14 центральный электронагреватель 4 в нагретом состоянии вместе с колпаком 1 переносится со стенда

7на другой стенд, практически не замедляя процесс охлаждения рулонов.

Выполнение муфеля с центральным глухим каналом, закрепление центрального электронагревателя через подвеску к своду колпака и его установка в канале муфеля позволяет снизить до минимума неравномерность нагрева внутренней поверхности листов по высоте стопы и в радиальном направлении рулонов, в также повысить надежность работы центрального

электронагревателя, снабжение печи уплот- нительным узлом в виде кольцевого ножа и желоба с уплотнительным материалом, закрепление кольцевого ножа к подвеске ко- аксиально электронагревателю и

0 расположение кольцевого желоба на наружной поверхности муфеля позволяет устранить перетоки тепловой энергии продуктов горения во внутреннюю полость центрального глухого канала муфеля, а также защи5 тить рабочие элементы центрального электронагревателя от разрушающего действия окислительной атмосферы.

Как показывают результаты испытаний на электротепловой модели электрогазовой

0 колпаковой печи создание равномерного подвода тепловой энергии к наружной и внутренней боковым поверхностям стопы рулонов путем снабжения печи уплотнительным узлом в виде кольцевых ножа и

5 желоба с уплотнительным материалом, выполнение муфеля с центральным глухим каналом, закрепление электронагревателя через подвеску к своду колпака и его установка в канале муфеля, а также закрепление

0 ножа уплотнительного узла на подвеске коаксиально электронагревателю и расположение желоба на наружной поверхности муфеля позволяет повысить качество термической обработки листового металла путем

5 снижения неравномерности нагрева по высоте стопы и в радиальном направлении рулонов, повысить эксплуатационные характеристики электронагревательных элементов печи путем снижения вероятно0 сти их разрушения в процессе установки электронагревателя в центральном глухом канале муфеля и увеличить производительность одностопных колпаковых печей за счет повышения равномерности нагрева

5 смотки рулонов, а также обеспечения возможности снятия электронагревателя со стенда печи при охлаждении металла. Формула изобретения Электрогазовая колпаковая печь для от0 жига металла в рулонах, содержащая футерованный нагревательный колпак с горелочными устройствами и эжектором, жаропрочный муфель, центральный электронагреватель, стенд с циркуляционным

5 вентилятором и направляющим аппаратом, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества обработки, эксплуатационных характеристик и производительности печи путем обеспечения возможности снятия центрального электронагревателя со

стенда печи при охлаждении рулонов, она снабжена уплотнительным узлом в виде кольцевых ножа и желоба с уплотнительным материалом, муфель выполнен с центральным глухим каналом, а нагреватель закреплен через подвеску к своду колпака и установлен в канале муфеля, при этом нож уп- лотнительного узла закреплен на подвеске коаксиально нагревателю, а желоб расположен на наружной поверхности муфеля.

Использование: проведение безокислительного отжига холоднокатаной стали в рулонах. Сущность изобретения: печь состоит из колпака 1 с горелками 2, электронагревателем 4, эжектором 3, муфеля (М) 5 с глухим каналом 6, стенда 7 с направляющим аппаратом 8 и циркуляционным вентилятором 9. В кольцевом желобе 11 с уплотнителем 12, выполненным на наружной поверхности крышки М 5, установлен кольцевой нож 13, закрепленный на своде колпака 1. Изобретение позволяет устранить перетоки продуктов горения в полость центрального глухого канала 6 М 5 и защитить электронагреватель 4 от воздействия продуктов горения. 1 ил. 1 1 СО С vi со ел ( Ч) о