Колпаковая печь Советский патент 1992 года по МПК C21D9/673 

1

(21)4813453/02 (22) 10.04.90 (46)07.10.92. Бюл. №37

(71)Харьковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского проектно-конструк- торского и технологического института электротермического оборудования

(72)B.C. Бараненко, Е.А. Капустенко, И.Я. Гольдин и П.В. Башилов

(56)Чертеж Электропечь СГЗ-10.16/10-124 № 681123.004.ВО, 1985, Харьковский филиал ВНИИЭТО.

Патент США № 4412815, кл. F27B 11/00, 1983.

(54) КОЛ ПАКОВАЯ ПЕЧЬ

(57)Изобретение относится к термообработке металлической ленты в рулонах и проволоки в бунтах. После установки на стенд 1

садки (С) 12, муфеля (М) 4 и колпака 2 включают вентиляторы и осуществляют подачу теплоносителя (Т) в подмуфельное пространство. М 4 нагревается за счет излучения нагревателей 3, а Т осуществляет конвективную теплопередачу от стенок М 4 к С 12. Поскольку выходные патрубки 9 направляющих аппаратов расположены под углом к горизонтальной-плоскости, а крыльчатки 6 и направляющие аппараты располо- жены в вертикальной плоскости, Т поступает в зазор между М 4 и С 12 под углом к вертикали т.е. Т перемещается в подмуфельном пространстве по спирали. За счет наличия на выходных патрубках 9 раструбов 10 и направляющих лопаток Т поступает в подмуфельное пространство сформировавшимися направленными потоками. 3 ил.

со

XI

о

Os

ю

00

XI

Фиг1

Изобретение относится к термическому оборудованию, а именно к конструкции кол- паковых печей для термообработки металлической ленты в рулонах и проволоки в бунтах.

Известна колпаковая печь, содержащая стенд, муфель, нагревательный колпак и вентилятор с направляющим аппаратом, содержащим корпус и выходной патрубок. На- правляющий аппарат и крыльчатка вентилятора расположены в горизонтальной плоскости (электропечь СГЗ-10.16/10- И2, черт; № ИЕГА.681123.004 ВО, разр. ХФ ВНИИЭТО, 1985г.).

Недостатками указанной печи являются неравномерность распределения температуры по периметру садки и ее высоте, что увеличивает продолжительность цикла термообработки. Расположение вентилятора в приямке усложняет эксплуатацию печи.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является колпаковая печь, содержащая стенд, муфель, нагревательный колпак, по меньшей мере один вентилятор с крыльчаткой и направляющим аппаратом, по меньшей мере один корпус направляющего аппарата и выходные патрубки с равномерно расположенными по периметру растру- бами (патент США № 4412815, кл. F 27 В 11/00, 1983г.).

Указанное решение обеспечивает повышение производительности и равномерность нагрева по сравнению с печью, принятой в качестве аналога, за счет тангенциального движения теплоносителя в под- муфельном пространстве. Однако кольцевой диффузор имеет низкий КПД, высокое аэродинамическое сопротивление. Производительность вентилятора при работе в сочетании с таким диффузором снижа- ется, что приводит к снижению производительности печи в целом. Кроме того, известная схема циркуляции теплоно- сителя не обеспечивает поддержания опти- мального направления потоков теплоносителя относительно образующей стопы рулонов по всей высоте садки, что приводит к неравномерности прогрева сад- ки и, следовательно, к снижению качества термообработки, а также к снижению эффективности конвективного нагрева. Расположение вентилятора в приямке требует значительных капитальных затрат на его ус- тройство и усложняет эксплуатацию и техническое обслуживание печи.

Целью изобретения является повышение производительности за счет интенсифи- кации конвективного теплообмена, повышение качества термообработки за

счет равномерного распределения температуры по объему садки, а также повышение удобства эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в колпаковой печи, содержащей стенд, муфель, нагревательный колпак, по меньшей мере один вентилятор с крыльчаткой и направляющим аппаратом, по меньшей мере один корпус направляющего аппарата и выходные патрубки с равномерно расположенными по периметру стенда раструбами, крыльчатка и направляющий аппарат каждого вентилятора установлены в вертикальных плоскостях, ось каждого выходного патрубка расположена под углом к горизонтальной плоскости, а корпус направляющего аппарата зыполнен спиральным.

На фиг. 1 изображена предлагаемая печь; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - расположение раструбов по периметру стенда, развернуто,

Колпаковая печь содержит стенд 1, нагревательный колпак 2 с нагревателями 3, муфель 4, вентиляторы с приводами 5, крыльчатками 6 и направляющими аппаратами 7, включающими спиральные корпуса 8 и выходные патрубки 9.

Крыльчатки 6 и направляющие аппараты 7 установлены в вертикальных плоскостях, причем выходные патрубки 9 направлены под углом к горизонтальной плоскости.

На выходных патрубках 9 установлены раструбы 10, расположенные равномерно по периметру стенда 1.

В раструбах 10 установлены наклоненные направляющие лопатки 11.

Колпаковая печь работает следующим образом.

На стенд 1 устанавливают садку 12. Затем устанавливают муфель 4 и нагревательный колпак 2. Включают нагреватели 3 и начинают подачу теплоносителя в подму- фельное пространство вентиляторами. Муфель 4 нагревается за счет излучения нагревателей 3, а теплоноситель осуществляет конвективную теплопередачу от стенок муфеля 4 к садке 12. Поскольку выходные патрубки 9 направляющих аппаратов 7 расположены под углом к горизонтальной плоскости, а крыльчатки 6 и направляющие аппараты 7 расположены в вертикальной плоскости, теплоноситель поступает в зазор между муфелем 4 и садкой 12 под углом к вертикали (по касательной к садке), т.е. теплоноситель перемещается в подмуфельном пространстве по спирали. За счет этого интенсифицируется теплопередача от газа к садке, удлиняется путь газа в подмуфельном пространстве, увеличивается его скорость

(возникает циклонный эффект). Далее газ, омыв рулоны или бунты, поступает на всас вентиляторов и продолжает рециркулиро- вать в подмуфельном пространстве.

За счет наличия на выходных патрубках раструбов 10 и направляющих лопаток 11 теплоноситель поступает в подмуфельное пространство сформировавшимися направленными потоками (т.к. увеличивается длина патрубка после направляющего аппарата), что обеспечивает более благоприятное аэродинамические характеристики контура циркуляции, увеличивает производительность вентиляторов и, следовательно, производительность печи на загрузке. Кроме того, теплоноситель при этом омывает садку направленными погбками, причем образование большого количества направленных потоков теплоносителя, расположенных на малом расстоянии друг от друга, что обеспечивается конструкцией раструбов 10 и наличием лопаток 11, способствует равномерному нагреву садки по периметру и по высоте и, следовательно, повышению качества термообработки.

После окончания нагрева и выдержки садки нагревательный колпак 2 снимают и устанавливают охлаждающий колпак (на чертеже не показано). Схема циркуляции теплоносителя при охлаждении не изменя

Ю

0

0

5

0

5

ется, что позволяет интенсифицировать процесс охлаждения и, следовательно, повысить производительность печи.

Изобретение обеспечивает повышение производительности системы циркуляции теплоносителя в 1,9 раза без увеличения мощности вентиляторов, КПД - в 2 раза. Производительность печи при равной смене садки возрастает в 2 раза. Снижаются капитальные затраты при сооружении печи. Формула изобретения Колпаковая печь, содержащая нагревательный колпак, муфель, стенд, по меньшей мере один вентилятор с крыльчаткой и направляющим аппаратом в виде корпуса и выходных патрубков с равномерно расположенными по периметру стенда раструбами, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности печи путем интенсификации конвективного теплообмена, повышений качества термообработки за счет равномерного распределения температуры по объему садки, повышения удобства в эксплуатации, крыльчатка и направляющий аппарат вентилятора установлены в вертикальной плоскости, ось каждого выходного патрубка расположена под углом к горизонтальной плоскости, а корпус направляющего аппарата выполнен спиральным.

А-А

J

Фиг. 2

ФигЗ