Газовый затвор для проходных печей Советский патент 1992 года по МПК C21D9/00 F27B9/24 F27B9/28 

Изобретение относится к герметизации печей с механическим перемещением нагреваемого материала при помощи конвейера или печей дг.я непрерывной обработки длинных заготовок. Затвор может быть использован для уплотнения загрузочных и разгрузочных окон названных печей.

Известен газовый затвор, содержащий корпус, коллектор со щелевым соплом для подачи защитного газа, размещенный у выхода затвора, отсасывающий короб со щелью отсоса и холодильником внутри, рециркуляционный вентилятор, встроенный в корпус затвора, дополнительные коллекторы со щелевыми соплами для автономной подачи нейтрального газа (на дополнительные газовые завесы), расположенные у входа затвора, и шторки, одна из которых расположена на входе в корпус, а другая - между щелевым соплом защитного газа и щелью отсоса.

Недостаток известного затвора заключается в том, чтс газы отработавших завес попадают в печь Это объясняется тем, что большая часть отработавшей дополнительixiКЭ

ной газовой завесы поступает в зону разре- f жения щели отсоса и вентилятором через щелевое сопло нагнетается в печь. Поскольку в качестве нейтрального газа часто используют технический азот, то содержащийся в нем остаточный кислород порядка 1,5 об.%) также попадает в печь и приводит к нарушению режима внутрипечн эй обработки.

Известен газовый затвор, содержащий корпус, напорный коллектор со щеловым соплом, ориентированным в сторону выхода затвора (печного проема), для подачи защитного газа, коллектор для подач-/ газа от автономного источника для создани ч дополнительной завесы, имеющей щелевое со- пло, также ориентированное в сторону выхода затворе, при этом дополнительный коллектор расположен у входа затв jpa, циркуляционный вентилятор, всасывающая зона которого находится между obun,. коллекторами, две «иторки, шарнирно прикрепленные к нижним кромкам сопел имеющие наклон30-60° к продольной оси печи,

и нижние полки входного и выходного пережимов

Недостаток известного затвора заключается в том, что в печь попадает наружный воздух и нарушает технологический режим работы печи. Объясняется это следующим. Дополнительная газовая завеса, атакуя при сходе со шторки поверхность материала под углом 30-60°, эжектирует наружный воздух, и вместе с ним поступает на вход вентилятора, который через коллектор защитного газа закачивает эту воздушно-газовую смесь в печь. При этом шторка коллектора нейтрального газа изолирует сходящую по ней завесу от зоны всасывания вентилятора. Попадающий в печь кислород воздуха нарушает технологический режим работы печм.

Известен также газовый затвор, содержащий корпус, коллектор для подачи нейтрального газа со щелевым соплом, обращенный в сторону выхода затвора, дополнительный коллектор с системой отверстий, причем дополнительный коллектор расположен возле входа затвора и также служит для подачи нейтрального газа, и две вертикальных шторки, одна из которых установлена на входе, а вторая - на выходе затвора, циркуляционный вентилятор, напорный выход которого соединен с обоими коллекторами трубопроводами с дроссельными органами, а вход его соединен с отсасывающим коробом затвора и внешним источником нейтрального газа, причем трубопровод между вентилятором и внешним источником нейтрального газа оснащен дроссельным органом.

Недостаток известного затвора заключается в попадании отработавшей газовой завесы в печь. В случае использования в качестве нейтрального газа технического азота, содержащийся в нем остаточный кислород (до 1,5 об.%) нарушает технологический режим работы печм.

Целью изобретения является увеличение газоплотности и экономичности затвора.

Это достигается тем, что газовый затвор для проходных печей, содержащий корпус с наружным и внутренним окнами, в котором размещен коллектор для подачи защитного газа и устройство для удаления защитного газа, разделенные криволинейной перегородкой, и шторки, закрывающие окна корпуса, согласно изобретению, снабжен шарнирно закрепленной дополнительной наклонной шторкой, установленной на внутреннем окне корпуса и выполненной перфорированной, отверстия которой прикрыты наклонными козырьками со стороны

криволинейной перегородки, образующей с наклонной шторкой щелевое сопло.

На фиг. 1 представлен затвор, продольный разрез; на фиг. 2 - перфорированная

шторка, продольный разрез.

Затвор содержит корпус 1 с наружным и внутренним окнами 2 и 3 соответственно для пропускания конвейерной ленты 4. Внутри корпуса расположен коллектор 5

0 для подачи защитного газа на завесу и устройство 6 для удаления защитного газа, причем коллектор 5 расположен между печью 7 и устройством для удаления защитного газа 6.

5Коллектор и устройство для удаления

защитного газа отделены друг от друга перегородкой 8, нижняя часть которой выпол- нена криволинейной. Наружное и внутреннее окна корпуса затвора оснащены

0 вертикальными изолирующими шторками 9 и 10 соответственно. Внутреннее окно также снабжено дополнительной закрепленной на шарнире 11 наклонной эжекторной шторкой 12, образующей со стенкой 8 щеле5 вое сопло 13. В эжекторной шторке 12 выполнены сквозные отверстия 14, прикрытые со стороны перегородки 8 наклонными козырьками 15.

Затвор работает следующим образом.

0 В коллектор 5 подают защитный газ, который, проходя через сопло 13, образует плоскую завесу, атакующую конвейерную ленту 4 с материалом А. Отработавшая газовая струя поступает преимущественно меж5 ду слоем материала и перегородкой 8 в устройство 6 для удаления защитного газа и удаляется из затвора, при этом некоторая часть отработавшей струи поступазт в сторону печи, попадая в пространство лежду

0 шторками 10 и 12.

Козырьки 15 образуют многократные плавные сужения сопла, благодаря чему струя защитного газа создает в зоне соответствующего отверстия 14 эжектирующий

5 эффект, всасывая в себя через отверстия защитный газ из пространства между шторками 10 и 12, не пропуская его в печь. Газ, отсасываемый из пространства между шторками 10 и 12, удаляется из затвора вме0 сте с основным потоком газа.

С целью подтверждения достижения цели были проведены сравнительные испытания его с прототипом. Для этого были изготовлены холодные модели прототипа и

5 заявляемого газового затвора одинаковых размеров. В качестве имитатора печной атмосферы (ИПА) использовали углзкислый газ, газовую завесу создавали аргоном с содержанием кислорода не более 0,05 об. %. Методом газовой хроматографии измеряли

содержание аргона и кислорода воздуха внутри объема, имитирующего печь, Результаты экспериментов сведены в таблицу.

Анализ результатов показывает следующее.

С увеличением расхода защитного газа наблюдается уменьшение содержания О воздуха в ИПА как в прототипе, так и в заявляемом затворе до следовых концентраций (опыт № 5 для прототипа и опыт № 3 для заявляемого затвора), однако такой результат достигается при существенно меньшем расходе защитного газа в заявляемом затворе (0,4 п/с по сравнению с 0,6 п/с в прототипе). Увеличение расхода защитного газа в прототипе приводит к увеличению загрязнения защитным газом ИПА (от 2,6 до 6,0 об.% в экспериментах № 1-6, в то время как в заявляемом затворе отмечается обратное явление - увеличение расхода за- щитного газа приводит к уменьшению загрязнения ИПА защитным газом от 1,4 об.% до следов (эксперименты N° 1-3).

Таким образом, для достижения одинакового результата по важнейшему показа- телю - проникновение внешнего воздуха в ИПА а заявляемом затворе требуется расход защитного газа примерно на 30% меньше, чем в прототипе, Кроме этого, в заявляемом затворе существенно возрастает чистота ИПА за счет практического отсутствия в нем защитного газа.

На реальных затворах уменьшение расхода защитного газа может составить до 50 м3/ч - в зависимости от размера печи.

Формула изобретения Газовый затвор для проходных печей, содержащий систему коллекторов, разделенных перегородкой, шторок, размещенных на наружном и внутреннем окнах, устройство для удаления защитного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения газоплотности и экономичности затвора, он снабжен дополнительной перфорированной шторкой, установленной шарнирно на внутренней стенке затвора с образованием щелевого сопла с разделительной перегородкой, при этом разделительная перегородка выполнена в нижней части криволинейной, а в дополнительной шторке над отверстиями со стороны разделительной перегородки установлены наклонные козырьки.

Фиг.1

//Ј2 у//// 22у/л 15114 2

Сущность изобретения: газовый затвор, содержащий систему коллекторов, разделенных перегородкой, шторок, размещенных на наружном J внутреннем окнах, устройство для удаления защитного газа, снабжен дополнительной перфорированной шторкой, установленной шарнирно на внутренней стенке затвора с образованием щелевого сопла с разделительной перегородкой, выполненной в нижней части криволинейной, а над отверстиями дополнительной шторки со стороны разделительной перегородки установлены нгчслонные козырьки. 2 ил.