Секционная проходная печь скоростного локального нагрева длинномерных металлических изделий Советский патент 1993 года по МПК C21D9/08 

Изобретение относится к термической Обработке длинномерных металлических изделий с дифференцированной по элементам сечения прочностью и может быть использовано в металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является уменьшение удельного расхода топливно-энергетических ресурсов, улучшение условий эксплуатации печи и снижение расходов по эксплуатации и ремонту печи.

Поставленная цель обеспечивается тем, что секционная проходная печь скоростного локального нагрева длинномерных металлических изделий, содержащая транспортирующее устройство с опорными и приводными роликами, секции нагрева, включающие дополнительную камеру, формирующую направленный газовый поток, рабочую камеру, горелки с металлическими соплами, размещенными в своде дополнительной камеры имеет рабочие камеры секции нагрева, выполненные в нижней части

со сплошной футеровкой, между секциями нагрева расположены футерованные секции, в которых в верхней части выполнены каналы для отвода продуктов сгорания, а в нижней части размещены приводные ролики транспортирующего устройства. Целесообразно крайние секции нагрева снабжать торцевыми стенками с проемами для прохождения изделий.

В заявляемой конструкции лечи нижняя часть рабочей камеры выполнена со сплошной футеровкой. Сплошная футеровка создает замкнутое пространство рабочей камеры. Это обеспечивает то, что при розжиге печи создается сопротивление высокоскоросно- му потоку, и при введении запальника газовоздушная смесь воспламеняется и происходит ее горение. В начальный момент розжига расход газовоздушной смеси устанавливается в пределах 50% от требуемого при нагреве изделий с целью снижения скорости газовоздушной смеси и избежании хлопков. После того, как температура дополнительной и рабочей камер превысит

сл

i

со о &. сл

КА

температуру воспламенения газовоздушной смеси (при использовании природного газа более 600°С), расход газовоздушной смеси можно увеличивать, Время розжига печи, т.е. время, когда температура футе- роеки дополнительной камеры достигает 1(КЮ...120Р0С, а рабочей камеры 800,,.10006С составляет 40...60 мин, т.е. по этому показателю заявляемая конструкция имеет значительное преимущество перед известными конструкциями.

При работе печи за счет замкнутого пространства г збочей камеры в ней создается достаточно высокая температура, что увеличивает тепловой поток на нагреваемое изделие за счет излучения и уменьшает потери тепла, что уменьшает удельный расход топливно-энергетических ресурсов на нагрев.,

В нижней части рабочей камеры при длине секции нагреве больше 1 м располагаются опорные ролики для устранения провисания нагреваемого изделия под собственным весом, т.к. в противном случае будет разрушаться футеровка нижней части. Опорные ролики могут выполняться более простой конструкции, т.е. не водоох- лзждаемыми, что не приводит к дополнительным потерям тепла.

Так как в дополнительную и рабочие камеры подается значительное количество газовоздушной смеси, то в этих камерах создается избыточное давление, Для удаления продуктов сгорания между секциями нагрева, располагаются футерованные секции, в верхней части которых выполнены каналы для отвода продуктов сгорания. В этих секциях, за счет подключения их к дымососной системе создается разрежение. Такая система удаления продуктов сгорания не приводит к перегреву металлических конструкций под рабочей камерой, снижает тепло и газовыделения в пространство производственного помещения,в нижней части футеровки секций, расположенных между секциями нагрева, располагаются природные ролики транспортирующей системы. Эти ролики имеют более сложную конструкцию, чем опорные. В связи с тем, что удаление продуктов сгорания производится через каналы в верхней части футерованных секций, это уменьшает нагрев приводных роликов, т.е. это обеспечивает большой срок службы их и упрощает конструкцию..

В связи с тем, что в заявляемой конструкции повышается температура в рабочей камере, это обеспечивает более интенсивный нагрев изделий по всему сечению, что снижает их коробление.

Удаление продуктов сгорания через футерованные секции, расположенные между секциями нагрева.позволяет производить их утилизацию, что повышает технико-эко- номические показатели печи,

В заявляемой конструкции крайние секции нагрева имеют торцевые стенки, в которых выполнены проемы для прохождения изделий, наличие торцевых стенок позволя

ет устранить подсос воздуха в начале этих

секций, что приводило к снижению темпера-, туры в этих местах, и газовоздушная смесь, поступающая через крайние сопла горелок, не воспламенялась. Торцевые стенки с озда5 ют сопротивление водовоздушной смеси, что устраняет ее свободное истечение в атмосферу цеха. Это уменьшает расход газовоздушной смеси, а следовательно и удельный ее расход.

0 Торцовые стенки выполняются подъемно-опускающимися для облегчения условий эксплуатации печи.

По имеющимся у заявителя данным в йзвесжых решениях отсутствуют признаки,

5 сходные с признаками, которые отличают от прототипа заявляемое техническое решение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию изобретательский уровень,

0 Положительный эффект от использования заявляемой конструкции печи будет получен за счет проявления нового технического эффекта, заключающегося в том, что рабочие камеры секций нагрева выполнены

5 в нижней части со сплошной футеровкой, между секциями нагрева расположены футерованные секции, в верхней части которых выполнены каналы для отвода продуктов сгорания, а в нижней части раз0 мещены приводные ролики транспортирующего устройства, что позволяет снизить удельный расход топливно-энергетических ресурсов на нагрев изделий, улучшить условия эксплуатации заявляемой конструкции

5 печи, снизить затраты на ремонт и эксплуатацию печи,

На фиг. 1 дана схема общего вида секционной проходной печи скоростного локального нагрева длинномерных металлических

0 изделий; на фиг. 2 - разрез no A-A на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4-разрез по В-В на фиг. 1.

Секционная проходная печь скоростного локальной: нагрева длинномерных

5 металлических изделий содержит металлические сопла 1, через которые истекает газовоздушная смесь из струйно-факельной горелки 3. Торцовыми стенками 2 перекрываются крайние секции нагрева 6 и 9. Печь содержит чередующиеся секции нагрева 4 с

опорными роликами 8 и футерованные секции 5.расположенные между секциями нагрева, в верхней части которых выполнены каналы для отвода продуктов сгорания 10. а в нижней части приводные ролики 7. Футерованные секции 5 имеют металлический кожух 11 и футеровку 12, Секции нагрева 4 имеют кожух 13, футеровку 14 и дополнительную камеру 15, формирующую направленный газовый поток. В своде дополнительной камеры расположены струйно-факельные горелки 3 с металлическими соплами 1, Под дополнительной камерой отделенная перегородкой, выходной канал которой соизмерим с нагреваемой поверхностью (для всех типов рельсов ширина головки находится в пределах 68,..76 мм), расположена рабочая камера 16, нижняя часть которой перекрыта сплошной футеровкой 17. В рабочей камере происходит нагрев изделия, например рельса 18. Сплошная футеровка 17 рабочей камеры в месте расположения опорного ролика 8 выполнена огнеупорной ватой или засыпкой,

Печь работает следующим образом.

В рабочей камере 16 секций нагрева 4 транспортирующим устройством, состоящим из опорных 8 и приводных 7 роликов, перемещается длинномерное металлическое изделие, например, рельс 18. Исходя из условий эксплуатации рельсов и с точки зрения расхода топливно-энергетических ресурсов, нагреву должна подвергаться головка рельса, причем глубина упрочненного слоя должна быть не менее 11 мм и чем больше глубина этого слоя, тем выше эксплуатационная стойкость рельсов,

Температура нагреваемого слоя металла должна быть выше Ас3 рельсовой стали, т.е. выше 760°С, В связи с тем, что нагрев поверхности головки производится от потока высокотемпературных струй, то происходит вначале интенсивный нагрев поверхности головки, а затем, за счет теплопроводности происходит нагрев более глубоких слоев. Температура на поверхности головки не должна превышать 1000°С. В дополнительную камеру 15 из струйно-фа- кельных горелок 3 подается газовоздушная смесь, состоящая из природного газа и сжатого воздуха, скорость истечения которой составляет 100...200 м/с. В дополнитель ной камере происходит интенсивное сгорание их и поток струй направляется на головку рельса. После удара о головку рельса скорость потока падает и образующимся потоком продуктов сгорания происходит подогрев остального сечения рельса, что

уменьшает искривление рельсоо при нгн ре- ве. Поток продуктов сгорания из рабочей камеры 16 поступает в футерованные секции 5 и через каналы в верхней мзсти .тпмх

5 секций 10 удаляются в дымососную систему. Торцовые стенки 2 крайних секций б и 9 препятствуют выходу газовоздушной смеси из крайних сопел горилок м обеспечивают ее сгорание.

0Как показали результаты опробииани ;

опытной установки, состоящей из 3-х секций нагрева длиной 2.2 м и 2-х промежуточных футерованных секций длиной 0,5 м при расходе газа на 1 секцию 25-30 вое5 мя нагреза слоя металла головки глубиной 20 мм с температурь 550...600°С до температуры закалки составило 00 с, з с температуры окружающей среды 360.,.480 с. Температура футеровки с дополнительной

0 камеры составляла 1100... 1200°С. а в рабочей 900... 1100°С.

Предла. u-1-n.-.. ...,.. ... ii.-u но сравнению с известным обладает следующими преимуществами:

5- позволяет снизить удельный расход

топливно-энергетических ресурсов на нагрев 1 т рельсов на 25.,.30%;

-снижается искривленность рельсов за счет уменьшения ьфепздз температуры по

0 сечению;

-снижаются расходы на эксплуатацию печи и ремонтные нужды;

-улучшаются условия эксплуатации печи и санитарно-гигиенические условия для 5 обслуживающего персонала, за счет уменьшения тепла и газовыделений в атмосферу производственных помещений.

Формула из о б р е тен и я

01. Секционная проходная печь скоростного локального нагрева длинномерных металлических изделий, содержащая транспортирующее устройство с опорными и приводными роликами, футерованные секции

5 нагрева с горелками с соплами, размещенными в своде, отличающаяся тем, что секции нагрева выполнены в поперечном сечении двухъярусными с пережимом для формирования направленного газового

0 потока из горелок, а между секциями нагрева размещены футерованные секции с дымоотводами в верхней части каждой секции, и приводными роликами в ее нижней части.

52. Печь по п. 1 от л и чающаяся тем,

что торцевые стенки печи выполнены с проемами по форме обрабатываемых транспортируемых изделий.

i faf ШШ Л-14ШОТОЙШПШЗШ

4 фfI

,; If

II

i M

Сущность изобретения; печь содержит транспортирующее устройство с опорными и приводными роликами, секции нагрева, выполненные в поперечном сечении двухъярусными с пережимом, формирующий направленный газовый поток, между секциями нагрева расположены футерованные секции, в которых в верхней части выполнены каналы для.отвода продуктов сгоранил, а в нижней части размещены приводные ро-. лики транспортирующего устройства. 1 з.п. ф-лы, 4 мл.

Ji5

/i

Б-Б

фаз, 5