Печь безокислительного нагрева Советский патент 1992 года по МПК F27B3/00 C21D1/34 

Изобретение относится к устройствам для нагрева и термообработки металла, в частности длинномерных изделий типа прутков или труб, и может быть использовано в машиностроении, металлургии и других отраслях промышленности.

Известна проходная печь безокислительного нагрева, содержащая разделенные промежуточным сводом камеры нагрева с горелками и дожигания с соплами, рабочие окна для загрузки и выгрузку нагреваемых изделий и дымоотвода, выполненный на входе в печь (см. авт. св. СССР № 378695, кл. F 27 В 9/00 1970). В камере нагрева горелками сжигают топливо с недостатком воздуха. Продуктами неполного сгорания топлива обогревают заготовку и одновременно зашивают ее от интенсивного окали- нообразования. В камере дожигания воздухом, подаваемым через сопла, дожигают продукты неполного сгорания. Полученное тепло, разогревая промежуточный свод, участвует в теплообмене камеры нагрева.

Продукты неполного сгорания топлива из камеры нагрева направляют в камеру дожигания через отверстия в промежуточном своде, выполненные в зонах загрузки и выгрузки и снабженные шиберами.

Чтобы избежать подсос холодного воздуха в печь через рабочие окна при загрузке и выгрузке и обеспечить равномерное температурное поле, в камере нагрева поддерживают положительное давление. Однако, при этом происходит выбивание части продуктов неполного сгорания топлива через неплотности в окнах загрузки и выгрузки. В результате часть продуктов неполного сгорания топлива дожигается не в камере дожигания, а вне печи, что приводит к увеличению расхода топлива на печь и резко ухудшает условия труда.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является печь безокислительного нагрева, содержащая разделенные промежуточным сводом камеры нагрева с горелО

ками и дожигания с соплами и рабочие окна для загрузки и выгрузки нагреваемых изделий, снабженные заслонками (см. авт. св. СССР № 1222687, кл. С 21 D 9/00, 1986), выбранная заявителем в качестве прототипа. В данной печи, в отличие от аналога, отвод дымовых газов выполнен в центре печи, что улучшает использование топлива в рабочем пространстве и конструктивно ближе к предлагаемому техническому решению.

В известной печи в камере нагрева сжигают топливо с недостатком воздуха и осу- ществляют безокислительный нагрев металла. Продукты неполного сгорания топлива через отверстия в промежуточном своде поступают в камеру дожигания и дожигаются подаваемым через сопла вторичным воздухом. Постоянное избыточное давление в печи - обязательное условие безокислительного режима. При плотно закрытых заслонками рабочих окнах загрузки и выгрузки нагреваемых изделий все продукты неполного сгорания попадают в камеру дожигания. Но при этом ухудшаются условия теплообмена с изделиями, расположенными в районе рабочих окон. При неплотностях в рабочих окнах часть продуктов неполного сгорания выбивается наружу, улучшая теплообмен, но ухудшая экономические показатели нагрева за счет роста потерь тепла. Причем как улучшение теплообмена, так и увеличение потерь топлива не поддаются контролю во времени из-за постоянного изменения многих параметров режима тепловой работы.

Цель изобретения - экономия топлива и улучшение условий обслуживания путем снижения потерь продуктов неполного сгорания через неплотности рабочих окон и повышения равномерности нагрева изделий в зонах загрузки и выгрузки.

Указанная цель достигается тем, что в печи безокислительного нагрева, содержащей разделенные промежуточным сводом камеру нагрева с горелками и камеру дожигания с соплами и рабочие окна для загрузки и выгрузки нагреваемых изделий, оборудованные заслонками, между этими окнами камеры нагрева и камерой дожигания выполнены газоходы с выходом над соплами, причем газоходы могут быть выполнены как в кладке стен камер, так и между камерами нагрева и заслонками или в самих заслонках.

Сообщение окон с камерой дожигания газоходом обеспечивает попадание продуктов неполного сгорания топлива из зон окон не в окружающую среду, а в камеру дожигания, а также создает дополнительную постоянную циркуляцию греющих газов, что в свою очередь способствует достижению равномерного температурного поля по всему рабочему объему камеры нагрева,

следовательно, оптимизации условий теплообмена и нагрева изделий по всей длине полезного пода печи.

Давление в печи поддерживают положительным и постоянным на уровне пода

для исключения подсоса в рабочее пространство воздуха и нарушения состава защитной среды в камере нагрева. При этом количество циркулирующего через газоход из камеры нагрева в камеру дожигания продуктов неполного сгорания топлива определяется не величиной давления в камере нагрева, а скоростью истечения воздуха из сопл дожигания, т. к. выполнение выхода газохода в камере дожигания над соплами

для подачи вторичного воздуха позволяет эжектировать циркулирующий газ через газоход.

При увеличении расхода топлива пропорционально увеличивают расход вторичного воздуха, что приводит к возрастанию скорости истечения его из сопл и увеличению количества циркулирующего газа.

Размещение газохода между кладкой стен печи и заслонкой, а также в заслонке

расширяет варианты конструктивного выполнения предлагаемой печи.

Изобретение отличается от прототипа тем, что в данной конструкции печи выполнены газоходы между окнами загрузки и выгрузки и камерой дожигания, причем выходы газохода расположены над соплами вторичного воздуха. Газоходы размещены либо в кладке стен камер, либо внутри заслонок, либо между кладкой стен печи и

заслонками. Таким образом заявленное техническое решение соответствует критерию новизна.

При анализе известных технических решений не обнаружено устройство для сообщения рабочих окон с камерой дожигания газоходом, выход которого выполнен над соплами вторичного воздуха, что позволяет сделать вывод о соответствии этих признаков критерию существенные отличия.

На фиг. 1 изображена печь, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант размещения газохода между печью и заслонкой; на фиг, 4 - вариант размещения газохода в заслонке.

Печь содержит камеру нагрева 1, под 2, горелки 3, промежуточный свод 4, окна 5 загрузки и выгрузки нагреваемых изделий, заслонки б, камеру дожигания 7, сопла 8 вторичного воздуха, свод 9, торцовую стену

10, газоход 11, отверстия 12 в промежуточном своде 4, дымоотвод 13 в своде 9, вход 14 в газоход 11 и выход 15 газохода.

Отверстия 12 размещены в промежуточном своде 4 в начале и конце камер 1 и 7 над окнами 5 загрузки и выгрузки изделий. Вход 14 газохода расположен на уровне пода 2, а выход 15 - между соплами 8 и сводом печи 9.

Печь работает следующим образом.

Нагреваемое изделие укладывают че- рез окно загрузки 5 на под 2 при поднятых заслонках б. Один конец нагреваемой заготовки располагают в окне загрузки, другой - в окне выгрузки для удобства подачи заготовки в печь и извлечения из печи. Горелка- ми 3 сжигают топливо с недостатком воздуха. Продукты неполного сгорания нагревают заготовку и одновременно предохраняют ее поверхность от интенсивного окисления. Продукты неполного сгорания топлива проходят по камере нагрева 1 между подом,2 и промежуточным сводом 4 и через отверстия 12 в промежуточном своде и газоходы 11 в рабочих окнах 5 поступают в камеру дожигания 7, где дожигаются вто- ричным воздухом, подаваемым через сопла 8., Конструктивные элементы камеры дожигания, включающие промежуточный свод 4, свод 9 и сопла 8, образуют эжектор. Воздушные струи, исходящие из сопла 8 и заполняющие пространство между промежуточным сводом 4 и сводом 9, создают разрежение в окне 12 и выходе 15 газохода. За счет разрежения продукты неполного сгорания из камеры нагрева 1 поступают в камерой дожигания 7. Большая часть их проходит через отверстие 12, меньшая - через вход 14 газохода 11 и через выход 15 поступает на дожигание между соплами 8 и сводом 9. Таким способом обеспечивают постоянную циркуляцию греющих газов в рабочих окнах 5 загрузки и выгрузки.

В камере дожигания 7 греющие газы, перемещаясь к дымоотводу 13, нагревают

промежуточный свод 4 и тем самь м ют свое тепло в камеру нагрева 1.

Сообщение рабочих окон 5 с камерой дожигания 7 газоходом 11 обеспечивает стабильное прохождение и постоянную циркуляцию греющих газов в рабочих окнах 5, равномерный нагрев и защиту поверхности от окисления по всей длине заготовки

Размещение выхода 15 газохода над соплами дожигания 8 создает условия качественного дожигания продуктов неполного сгорания за счет улучшения перемешивания их с воздухом.

Размещение газохода между камерами и заслонкой или в самой заслонке дает возможность для конкретных условий использовать приемлемый вариант Для действующей печи возможно выполнение газохода в заслонке, т. к. это потребует минимальных затрат. При текущем ремонте удобнее выполнить каналы между заслонкой и камерами в стенах печи. При капитальном ремонте и замене кладки каналы выполняют в стенах печи.

Формула изобретения

1.Печь безокислительного нагрева содержащая разделенные промежуточным сводом камеру нагрева с горелками и камеру дожигания с соплами, окна загрузки и выгрузки с заслонками ; Отличающая- с я тем, что, с целью экономии топлива и улучшения условий обслуживания, она выполнена с газоходами, размещенными между каждым окном загрузки и выгрузки и камерой дожигания с выходом над соплами.

2.Печь по п. 1,отличающаяся тем, что газоходы выполнены в кладке стен камер.

3.Печь по п. 1,отличающаяся тем, что газоходы выполнены между камерами и заслонками.

4.Печь по п. 1,отличающаяся тем, что газоходы выполнены в заслонках.

S

Сущность изобретения: печь безокислительного нагрева, содержащая разделенные промежуточным вводом камеры нагрева и дожигания, оборудованные соответственно горелками и воздушными соплами, рабочие окна с заслонками для загрузки и выгрузки нагреваемых изделий. Между рабочими окнами камеры нагрева и камерой дожигания выполнены газоходы с выходом над ее соплами. Газоходы могут выполняться в трех вариантах: в кладке стен камер, между камерами и заслонками и в самих заслонках. 3 з, п. ф-лы, 4 ил.

II

1 2Пф

I

U Ј01 у

Z996t ll

П

Фиг1