Секция газовой печи косвенного радиационного нагрева металла Советский патент 1981 года по МПК F27B9/02 

1

Изобретение относится к металлургической и машиностроительной промышленности и может быть использовано в качестве установки для нагрева металла перед ковкой, штамповкой, прокаткой или для термической обработки изделий в печной атмосфере с минимальными коэффициентами избытка воздуха.

Для нагрева металла под ковку, штамповку и другие виды пластической деформации, а также для термообработки изделий применяются пламенные печи с радиационным косвенным направленным режимом теплообмена.

Известны нагревательные печи косвенного радиационного нагрева металла, в которых применяются плоскопламенные горелки, устанавливаемые на своде печей 1.

Недостатки такой печи - сложность конфигурации горелок и горелочных камней, требующих высокой точности при изготовлении, а также большая вероятность появления трещин в местах стыковки кладки свода и горелочных камней при переменном тепловом режиме работы печей. Кроме того, в печах (проходных, методических) при некоторых режимах работы продукты

сгорания, движущиеся к вытяжным каналам, нарушают аэродинамику разомкнутого факела отдельных горелок вплоть до его срыва.

Наиболее близкой к предлагаемой является секция туннельной печи, снабженная ребрами. Последние расположены поперечно относительно продольной оси печи и выполнены по высоте боковых стенок и всей ширине свода. Сжигание топлива осуществляется в зоне без оребрения стен во всем объеме рабочего пространства, а продукты сгорания движутся противотоком относительно движению садки 2.

Однако такая система отопления печи исключает возможность локального регу,j лирования тепловыми и химическими (т. е. составом печной атмосферы ) режимами в процессе технологического нагрева изделий.

Цель изобретения - обеспечение заданного распределения температур и тепловых 20 потоков по внутренней поверхности кладки печи.

Поставленная цель достигается тем, что в стенах вертикальных каналов выполнены системы воздушных сопел, расположенных равномерно по их высоте.

Предлагаемая секция газовой печи об.ладает определенной универсальностью, которая заключается в том, что каждая из секций работает в заданных и независимых друг от друга тепловых и аэродинамических режимах. Из таких секций скомпанируют печи различного типа и назначения: камерные, полуметодические, методические, туннельные с выкатным подом и т. п., работающие с заданным температурным режимом.

На фиг. 1 изображена предлагаемая конструкция секций газовой печи косвенного нагрева металла, поперечный разрез; на фиг. 2 - секция по воздушным соплам Б-Б и дымоотводящим каналам А-А, разрезы в плане; на фиг. 3 - узел i на фиг. 1.

Секция рабочую камеру 1, выполненную из огнеупорной кладки, в которой имеются сводовые и вертикальные каналы 2, открытые со стороны рабочего пространства 1 и разделенные ребрами 3. Для обеспечения равномерного нагрева изделий ребра 3 на противоположных стенках секции располагаются в шахматном порядке. В нижней части вертикальных каналов 2 устанавливаются горелочные устройства 4. Газ к горелкам подводится из общего коллектора 5. Первичный воздух, необходимый для начала горения, поступает из коллектора 6, а вторичный воздух, служащий для дожигания газовоздушной смеси, поступает из коллектора 7 в секции распределительных коробов 8. Последние представляют собой несообщающиеся камеры, образованные между наружной поверхностью кладки и металлической обшивкой печи. Подача вторичного воздуха к системе сопел 9 регулируется дроссельными клапанами 10. Продукты полного сгорания через дымоотводящие каналы 11 собираются в дымоотборных коллекторах 12 и через каналы 13 эвакуируются из печи.

Секция печи работает следующим образом.

Нагреваемые изделия загружаются в рабочую камеру 1. Газ из коллектора 5 подается к горелочным устройствам 4. Первичный воздух, необходимый для начала горения, поступает из коллектора 6. В нижней части вертикальных каналов 2 у пода начинается горение газовоздушной смеси с коэффициентом избытка воздуха меньше 1,0. Благодаря П-образной конструкции канала 2 сжигание газа осуществляется в

тонком слое на поверхностях стенок каналов.

Вторичный воздух, необходимый для дожигания газовоздущной смеси, поступает из коллектора 7 в секции распределительного короба 8, из них через систему сопел 9 в каналы 2 сжигания газа. Каждая секция распределительного короба 8 представляет собой замкнутое пространство между наружной поверхностью кладки печи и металлической общивкой. Подача вторичного воздуха по высоте печи регулируется с помощью дроссельных клапанов 10 так, чтобы растянуть горение, тем самым обеспечить заданное распределение температуры и теплового потока по внутренней поверхности

печи (в частном случае можно создать равномерное распределение температуры по всей внутренней поверхности печи).

Продукты полного сгорания, омывая свод, эвакуируются через каналы 11 дымоотборного коллектора 12, затем через каналы 13 направляются в рекуператор печи. Таким образом, в секции печи обеспечивается движение продуктов сгорания топлива вдоль футеровки. Каждый канал или система каналов, в которых происходит сжигание топлива, работает независимо друг от друга и поддерживает заданный температурный режим за счет регулирования количества подаваемого воздуха, что дает возможность расширить технологические пределы работы печей.

Формула изобретения

Секция газовой печи косвенного радиационного нагрева металла, содержащая футеровку с вертикальными сводовыми, открытыми со стороны рабочего пространства, каналами, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения заданного распределения температур и тепловых потоков по внутренней поверхности кладки печи, в стенах вертикальных каналов выполнены системы воздушных сопел расположенных равномерно по их высоте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Сорока Б.С. Газовые промышленные печи и косвенный радиационный нагрев металла. М., ВНИИЭГазпром, 1976.

с. 63.

2.Патент Великобритании № 1326585, кл. F 4 В, 1971.