Способ нагрева проволоки в патентировочной печи Советский патент 1981 года по МПК C21D9/52 

Изобретение относится к металлургической теплотехнике, преимущественно к нагреву металлов в продуктах неполного сжигания топлива. Отопление современных термических печей, предназначенных д;дя патентирования тонкой проволоки, осуществляют сжигание«1 газообразного топлива в двухпроводных горелках при коэффициентах расхода воздуха меньше единиц (оС 0,6-0,9), что позволяет несколько снизить окисление металла при осуществлении операции патентирования. Известна печь для патентирования, и котсфой осуществлен способ малоокислительного нагрева проволоки при двухстадийном сжигании топлива, включающий отопление печи горелками неполного сгорания газа при коэффициефе расхода воздуха ос 0,6, подачу вторичного воздуха вазону предварительного нагрева проволоки и дожигание продуктов неполного горения 1 Однако этому способу присущ ряд недостатков: наличие угара металла до 2-3% по весу, наличие окисления поверхности проволоки, которое влече за собой обязательное проведение опе рации травления и, следовательно, удорожает производство, низкая производительность печи и ее большие габариты. Наиболее близким по технической сущности является способ малоокислительного нагрева проволоки, основан-. ный на применении электрогазовых горелок с двухстадийным сжиганием природного газа. Согласно этому способу окончательный нагрев проволоки осуществляется в продуктах горения топлива с наложенным на них электрическим полем с температурой при работе горелок с коэффициентом расхода воздухао6. 0,5. В зоне предварительного нагрева проволоки продукты неполного горения топлива дожигаются в воздушных струях С23. . Недостатком известного способа являются наличие окисления поверхности проволоки и низкая скорость нагрева, что снижает производительность печи. Цель изобретения - обеспечение патентирования проволоки без окисления ее поверхности, повыиение производительности печи (или уменьшение габаритов), а также возможность регулирования температуры печи при те1 1Ообработке проволоки, в том числе различных диаметров.

Поставленная цель достигается тем, то в способе нагрева проволоки в патентировочной печи, включающем нагрев металла в продуктах горения с наложенным на них электрическим полем при двухстадийном сжигании природного газа в рабочей камере, нагрев проволоки до температуры производят в факеле с температурой 20002500 ° С при коэффициенте расхода воздуха (ЭГГ),0-1, 2, а нагрев проволоки в диапазоне 700-950°С и ее изотермическую выдержку производят Б факеле с температурой 1050-1200°С при коэффициенте расхода воздуха ,27-0,33.

Предлагаемый способ безокислительного нагрева проволоки в патентировочной печи осуществляется следующим образом,

В высокотемпературные ЭГГ подводят газ, воздух, электроэнергию и проводят сжигание природного газа с 0 1,0-1,2, сопровождая его наложением электрического разряда. Подводимая дополнительно к химической энергии топлива электрическая энергия расходуется на повышение температуры продуктов полного сгорания сверх достижимой при обычном сжигании топлива (до 2000-25000с), оказывая интенсифицирующее воздействие на процесс горения и создавая тем самым в ограниченном объеме зоны подогрева проволоки высокие концентрации энергии (в виде тепловыделения), что и обеспечивает развитие высоких темпе атур в этой зоне и реализацию подогрева проволоки с максимальной скоростью нагрева.

Одновременно с .рассмотренным процессом высокотемпературного отопления зоны подогрева проволоки осуществляют сжигание газа в конверсионной электрогазовой горелке (зоны безокислительного нагрева и изотермической вьщержки проволоки)

Конверсионная ЭГГ работает с суммарным .коэффициентом расхода воздуха ,27-0,33 (определяется по соотношению газа и воздуха на выходе из горелки), обеспечивая получение технологического газа с восстаHOBHTejjbHbiMH свойствами: содержание восстановительных компонентов 50-55% окислителей 3-6%, восстановительный потенциал газа

гх -Нг + CQ .„ .

; Р н,,о + СО, 10 Конверсия природного газа в ЭГГ осуществляется на основ ступенчатой схемы сжатия газа, при которой в первой .ни .производят сжигание газа Ъ об 0,65-0,7,а во второй и последующих осуществляют ввод добавок природного газа (возможно в смеси с окислителем) до значения 0,270,33 и самостоятельный подвод электрическоЯ энергии. При этом продукты

горения первой ступени проходят , несколько разрядных участков, перед которыми и осуществляют ввод вторичнго газа,

Подводимая в конверсионную ЭГГ электрическая энергия расходуется на компенсацию эндотермичности процессов конверсии и разогрев конвертированного газа до нужной температуры. Температура конвертированного газа выбирается такой, чтобы обеспечива.лись нагрев проволоки от 650-700°С до 930-950-С и изотермическая выдержка при этой температуре.

Электроусиленные продукты неполного горения выходят в пространство зоны подогрева, перемешиваются с высокотемпературными также электроусиленными продуктами полного сгорания во встречном потоке и поступают в зону дожигания, где в результате подачи вторичного воздуха через фурму происходит дожигание горючих компонентов и удаление продуктов горения из печи. Выделение тепла при дожигании осуществляется в условиях взаимодействия плазменных струй, обладающих высокой энтальпией, что позволяет осуществлять дожигание горючих компонентов (СО и Н) без дополнительных затрат энергии, ограничиваясь лишь введением холодного воздуха Физическое тепло плазменных потоков, а также выделенная при дожигании химическая энергия топлива обеспечивгио высокий коэффициент использования топлива и устраняют вредность выбросов в а.тмосферу продуктов неполного сгорания.

Таким образом, применение предлагаемого способа нагрева проволоки в патентировочной печи позволяет проводить нагрев проволоки без окисления ее поверхности и исключает из последующей обработки проволоки операцию травления, а также обеспечиваег знаадтельное увеличение производительности процесса патентирования.

Формула изобретения

Способ нагрева проволоки в патентировочной печи,, включающий нагрев металла в продуктах горения с наложенным на них электрическим полем при двухстадийном сжигании природного газа в рабочей камере, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью обеспечения нагрева проволоки без окисления ее поверхности и повышения производительности печи, нагрев проволоки до производят при коэффициенте расхода воздуха 1,0-1,2, а нагрев в диапазоне 700-950 0 и ее изотермическую выдержку производят в факеле с температурой 1050-1200с при коэффициенте расхода воздуха 0,270,33.

5 .8572826

Источники информации,2. Дьячков Б. Г, и др. Интенсипринятые во внимание при экспертизефикация факельных процессов элеКтри1, Авторское свидетельство СССРческим разрядом. М., Металлургия,

137125, кл. С 21 D 9/00, 1961,1976, с.154-164.