Несущая конструкция промышленной печи Советский патент 1982 года по МПК F27D3/02 

1

Изобретение относится к оборудованию для транспортирования нагреваемого металла в нагревательных печах и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности.

Известна несущая опорная конструкция, состоящая из опорных и продольных труб, по которым перемещается слиток при его нагреве. Конструкция эта охлаждается при помощи кипящей воды (испарительное охлаждение), при этом движение ее (циркуляция) в замкнутом контуре может быть естественным или принудительным (при помощи напорных насосов), либо охлаждение может происходить холодной (прочной) водой D}.

Наиболее близкой по технической сущности является несущая конструкция нагревательной печи, содержащая . полые охлаждаемые горизонтальную балку и вертикальные стойки, жестко сое диненные между собой и имеющие общую

внутреннюю полость, внутри которой установлены направляющие потоки охлаждающей среды С2.

Недостатками известных устройств является то, что не всегда обеспечивается качественное охлаждение опорных вертикальных стоек, высота которых во многих случаях достигает 6м и более. При таком опускном движении пароводяной смеси могут возникнуть застойные паровые зоны, которые приводят, к прекращению циркуляции воды на участке вертикальной стойки, кроме того, резко уменьшается коэффициент теплоотдачи от стенки вертикальной стойки к охлаждающей среде. В обоих случаях ухудшаются условия теплообмена и отвод тепла стенки опорной стойки; последнее обстоятельство является причиной прогара опорной вертикальной трубы и потери стойки всей конструкции. По этим же причинам исключается возможность работы установки на испарительном охлаждении с естественной циркуляцией воды. Цель - увеличение стойкости конст рукции. Поставленная цель достигается тем что в несущей конструкции промышленных печей, содержащей полые охлаждае мые горизонтальную балку и вертикаль ные стойки, жестко соединенные между собой и имеющие общую внутреннюю полость, внутри которой установлены направляющие потока охлаждающей среды, направляющая выполнена в виде Г-образной трубы, расположенной в вертикальной стойке, при этом верхний конец ее расположен концентрично полости балки в направлении потока охлаждающей среды и снабжен циффу зорам, а нижний Конец ее расположен на расстоянии от основания стойки, равном ее внутреннему диаметру. Направляющая на вертикальном участке имеет перфорацию, диффузор выполнен с углом раскрытия , а длина отогнутой части направляющей составляет 6-10 внутренних диаметров балки. a фиг. 1 - представлено продольное сечение несущей охлаждаемой конструкции; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. (опорной вертикальной стойки) Охлаждаемая конструкция состоит из горизонтальной балки 1, жестко св занной с опорными вертикальными стой ками 2, внутри которых помещены открытые с обеих сторон направляющие потока охлаждающей среды, выполненны в виде труб 3. один конец которой за канчивается диффузором k, отделенным от внутренней стенки горизонтальной балки кольцевым зазором 5 а часть трубы на участке вертикальной стойки имеет отверстия 6 и отделяется от внутренней стенки вертикальной стойки кольцевым зазором 7Отверстия 6, количество и сечение которых определяют в каждом конкретном случае, дают возможность удалению из кольцевого зазора 7 паровых . пузерей, что улучшает гидродинамику условия теплообмена на участке вер и

тикальной стойки.

Подвод охлаждающей среды осуществи ляется непосредственно в горизонтальную балку,а отвод ее - с противополож-ного конца балки.55

Для обеспечения одинаковых скоростей движения охлаждающей среды в кольцевом зазоре 7 и направляющей в виде

Движение охлаждающей среды на участке вертикальной стойки создается за счет эжекционного эффекта в районе диффузора, а также за счет разности плотностей среды в кольцевом зазоре и трубке.(в трубе 3 плотность среды меньшая, чем в кольцевом зазоре 7). трубы 3. а также уменьшения гидравлического сопротивления на участке вертикальной стойки внутренний диаметр направляющей трубы принимается равным d dx,/V, где d - внутренний диаметр стойки, а нижний конец направляющей находится на расстоянии от основания стойки, равном ее внутреннему диаметру. Угол раскрытия диффузора k принят в пределах 15-20, как оптимальный: достигается наибольший эжекционный эффект при наименьшем гидравлическом сопротивлении кольцевого зазора 7. Действительно, при углах меньших is эжекционный эффект .уменьшается одновременно с уменьшением сопротивления зазора 7, а при углах больших 20 увеличивается эжекционный эффект, но и увеличивается гидравлическое сопротивление диффузора.Ц. Верхний конец направляющей трубы 3 с диффузором Ц расположен концентрично в полости несущей балки (что способствует равномерному распределению охлаждающего потока по периметру балки) и отогнут от оси стойки на расстояние, равное 6-10 внутренних диаметров балки. Величина принятого интервала выбрана из условия стабилизации потока на данном участке. Охлаждение несущей конструкции для нагревательных печей осуществляется следующим образом. 8 случае работы установки на испарительном охлаждении циркулирующая охлаждающая среда поступает в несущую горизонтальную балку 1, где часть охлаждающей среды, двигаясь в горизонтальном направлении, проходит в кольцевой зазор 5 создавая за счет увеличения скорости эжекционный эффект. Другая часть потока поступает в вертикальную стойку 2, равномерно омывая ее. За счет перфорации отверстий 6 направляющей трубы 3 исключается застой паровых пузырей в кольцевом зазоре 7 вертикальной стойки 2, а также уменьшается снос этих пузырей вниз, улучшая тем самым качество работы устройства.