Методическая печь

 

1. МЕТОдаЧЕСКАЯ ПЕЧЬ, содержащая методическую, верхние и нижние сварочные и томильную зоны с горелками , свод, под, выполненный в томильной зоне сплошным, а в остальных зонах - из глиссажных труб, участки загрузки и выгрузки, при этом во второй нижней и верхней сварочных зонах горелки установлены под углом к поду, отличающаяся тем, что, с целью повышения К1Щ печи за счет повышения эффективности использования топлива, в верхней первой сварочной и томильной зонах горелки установлены в боковых стенках встречно. 2.Печь по п, 1,, отличающаяся тем, что угол установки горелки второй нижней сварочной зоны составляет 7-10°, а расстояние по нормали от оси горелки на уровне среза сопла до продольной оси глиссажных труб составляет 2-3 диаметра С. сопла горелки. сл 3.Печь по п. 1, отличающаяся тем, что в своде методической зоны установлены дополнительные горелки. 4.Печь по п. 3, отличающаяся тем, что дополнительные горелки вьтолнены скоростными.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (511 F 27 В 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3500403/22-02 (22) 18.10.82 (46) 23.03.84. Бюл. № 11 (72) В.А. Кривандин, П.Г. Краснокутский, В.Я. Лютьп, Г.М. Подоляко, В.Д. Ольяк и С.М. Фрадкин (71) Запорожский ордена "Знак Почета" машиностроительньп институт им. В.Я. Чубаря (53) 621.783.233(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 - 237183, кл. С 21 D 9/70, 1973.

2. Нагрев слябов. Перевод с англ.

Н.П. Николаевой и H.A. Мельник. М., "Металлургия", 1977, с. 85-97, рис. 4. (54)(57) 1. МЕТОДИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ, содержацая методическую, верхние и нижние сварочные и томильную зоны с горелками, свод, под, выполненный в томильной зоне сплошным, а в остальных зонах — из глиссажных труб, участки загрузки и выгрузки, при этом во

„„Я0„„1081399 A второй нижней и верхней сварочных зонах горелки установлены под углом к поду, отличающаяся тем, что, с целью повьппения КПД печи за счет повышения эффективности использования топлива, в верхнеи первой сварочной и томильной зонах горелки установлены в боковых стенках встречно.

2. Печь по п. 1, о т л и ч а ю ц а я с я тем, что угол установки горелки второй нижней сварочной зоны составляет 7-10, а расстояние о по нормали от оси горелки на уровне среза сопла до продольной оси глиссажных труб составляет 2-3 диаметра сопла горелки.

3. Печь по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что в своде методи- ческой зоны установлены дополнительные горелки.

4. Печь по и. 3, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что дополнительные горелки выполнены скоростными.

1 10813

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к нагревательным печам с методическим режимом нагрева, и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, автомобильной и ряде других отраслей промышленности.

Известна методическая печь, содержащая горелки, монолитный под, выполненный с водоохлаждаемыми трубами и толкатель. Топливо сжигается нри помощи горелок, установленных в торцовых стенах печи и направленных под углом к поверхности нагреваемого металла (1 3.

Однако в данной печи вследствие инжектирующего действия продуктов сгорания в томильную зону подсасывается холодный воздух через окно выдачи, а в методической зоне — через окно загрузки наблюдается выбивание продуктов сгорания. При этом снижается коэффициент использования топлива в печи, а также затрудняется управление процессом горения.

Кроме того, так как газогорелочные устройства в нижней сварочной зоне установлены под углом к поверхности нагреваемого металла, происходит горение газа непосредственно на поверхности опорных и глиссажных труб, что приводит к их разрушению.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является методическая печь, содержащая методическую, верхние и нижние сварочные З5 и томильную зоны с горелками в торцовых стенках, свод, под, выполненный в томильной зоне сплошным, а в остальных зонах — из глиссажных труб, участки загрузхи и выгрузки, при 4О этом во второй нижней и верхней сварочных зонах горелки установлены под углом 5 к поду, а торцовая стенка о методической зоны выполнена со скосом (2 ). 45

Недостатком известной печи является сложность управления. тепловым режимом в рабочем пространстве, вследствие чего имеет место низкий коэффициент использования топлива в 50 печи. Расположение горелок в торцовых стенках в направлении окна загрузки приводит к неравномерному распределению давления продуктов сгорания по длине рабочего пространства.55

Последнее уменьшает равномерность нагрева как поверхности кладки, так и металла и в конечном итоге снижа99 2 ет эффективность использования топлива в печи.

В известной печи в нижней сварочной зоне горелки установлены под yrо лом 5 к поду. Однако установка горелок под таким углом на уровне пода приводит к увеличению подсосов воздуха через окна, предназначенные для очистки . пода от окалины, что снижает и равномерность, и интенсивность нагрева кладки пода и металла.

Для исключения подсосов воздуха и выбивания продуктов сгорания применяют газовые и паровоздушные завесы, специальные каналы, соединенные с боровами печи для отвода подсасываемого воздуха, перегородки и низкие пережимы для увеличения сопротивления на пути движения продуктов сгорания. Однако, как показывают результаты исследований, применение указанных мер малоэффективно.

Целью изобретения является повышение КПД печи за счет повышения эффективности использования топлива.

Поставленная цель достигается тем, что в методической печи, содержащей методическую, верхние и нижние сварочные и томильную зоны с горелками, свод, под, выполненный в томильной зоне сплошным, а в остальных зонах — из глиссажных труб, участки загрузки и выгрузки, при этом во второй нижней и верхней сварочных зонах горелки установлены под углом к поду, в верхней первой сварочной и томильной зонах горелки установлены в боковых стенах встречно.

Угол горелок второй нижней сварочной зоны составляет 7-10 ; а расстояние по нормали от оси горелки на уровне среза сопла до продольнбй оси глиссажных труб составляет 23 диаметра сопла горелки.

В своде методической зоны установлены дополнительные горелки.

Дополнительные горелки выполнены скоростными..

Рассредоточенная подача топлива через боковые горелки по длине рабочего пространства первой сварочной и томильной зонах повышает тепловую мощность зон, что приводит к увеличению интенсивности и равномерности нагрева металла.

3 )081

11» фиг. ) изображен» методическ»я печь; на фиг. 2 — разрез А-Л на фиг. 1.

Печь содержит методическую зону 1 в своде которой установлены скоростные горелки 2, первую верхнюю сва5 рочную 3 и томильную 4 зоны, в которых горелки 5 установлены в боковых стенах встречно в горизонтальной плоскости перпендикулярно продольной оси печи, вторую верхнюю сварочную зону 6, оборудованную торцовыми горелками 7, и нижнюю сварочную зону 8, в которой установлены торцовые горелки 9, монолитный под 10, глиссажные

ll и опорные 12 трубы, свод 13, нагреваемые заготовки 14, загрузочное окно 15, окно 16 выдачи, наклонный свод 17.

Печь работает следующим образом.

Нагреваемые заготовки (слябы, блюмы) 14 перемещаются к загрузочному окну 15 с помощью рольганга и подаются в печь толкателем.(рольганг загрузки и толкатель не показа25 ны). Заготовки в печи лежат вплотную одна к другой, соприкасаясь боковыми гранями. При подаче в печь очередной заготовки из окна 16 выдачи на приемный рольганг (не показан) выдается заготовка, нагретая до заданной температуры.

При истечении газовых струй из сопл боковых горелок 5 в рабочем пространстве печи увеличивается со- З5 противление (подпор) продуктам сгорания, истекающим из торцовых горелок 7 во второй сварочной зоне 6.

Один подпор образован в первой сварочной зоне 3, второй — в томильной 4О зоне 4, вследствие. чего уменьшаются подсосы воздуха между томильной и первой сварочной зонами через боковые окна печи (боковые окна не показаны), улучшается равномерность 45 нагрева металла за счет выравнивания поля скоростей продуктов сгорания у поверхности заготовок. При этом в

1 рабочем пространстве печи при разC личных тепловых нагрузках легко под- 50 держивается постоянное давление и исключаются подсосы воздуха в томильную зону через окно 16 выдачи. Кроме того, повышается тепловая мощность второй сварочной зоны 6, вслед-55 ствие чего интенсифицируется процесс теплообмена в печи, сокращается время пребывания нагреваемого метал399 4 ла в зоне высоких температур, уменьшается окисление и обезуглероживание.

При изменении профиля свода первой сварочной зоны 3 за счет ликвидации пережима повышается долговечность печи. При этом увеличивается площадь свода 13, омываемого высокотемпературными продуктами сгорания, способствуя тем самым повышению его температуры и интенсификации теплообмена между кладкой свода и нагреваемым металлом.

В методической зоне выполнение свода наклонным под углом 40-45О к продольной оси глиссажных труб улучшает условия обтекания продуктами сгорания кладки свода в этой зоне, способствуя тем самым повышению температуры свода и интенсификации теплообмена в печи. При этом происходит снижение . динамического давления у наклонной части свода и, как следствие, уменьшение выбивания продуктов сгорания через окно 15 загрузки, что, в свою очередь, позволяет также увеличить коэффициент использования топлива.

При угле наклона свода у окна загрузки меньше 45 происходит выбио ванне продуктов сгорания через окно загрузки. Если угол больше 45, интенсивность выбивания уменьшается, но значительно ухудшаются условия омывания продуктами сгорания поверхности кладки свода, снижая тем самым его температуру.

Горелки 9 .в нижней второй сварочной 8 зоче установлены в торцовой стене по направлению продольной оси печи, причем расстояние по нормали между осью среза сопла и продольной осью глиссажной. трубы составляет 2-3 диаметра сопла горелки, а угол между продольной осью горелки и продольной осью глиссажной трубы — 7-10О. Именно при таком расположении горелок исключается взаимодействие газовых струй, истекающих из сопел, с поверхностью изоляционного слоя опорных и глиссажных труб. При этом повышается долговечность опорных и глиссажных труб, улучшаются условия эксплуатации печи. Кроме того, повышается температура кладки пода, интенсифицируется процесс теплообмена.

При .установке горелок в нижней второй сварсчной зоне на расстоянии по нормали между осью среза сопла

1081399

Составитель Г. Назарова

Редактор.П. Коссей Техред C.Håöå Корректор Ю. Макаренко

Тираж 578 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 1(-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1515/32

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 и продольной осью глиссажной трубы большем чем 3 диаметра сопла горелки взаимодействие газовых струй с поверхностью опорных и глиссажных труб исключается, но при этом снижается интенсивность нагрева нижней поверхности заготовок вследствие неравномерного нагрева кладки пода.

Если горелки установить выше указанного расстояния, будет происходить прогар изоляционного слоя опорпых и глиссажных труб из-за непосредственного сгорания газа на их поверхности. . При расположении горелок под углом меньше 7О или больше 10 уменьшается равномерность и интенсивность нагрева металла излучением от кладки, вследствие неравномерного смывания поверхности кладки пода продуктами сгорания.

Применение бокового отопления в сочетании с торцовым позволяет легко управлять процессом нагрева, варьируя расходом топлива в зависимости от температуры посада металла, и способствует интенсификации тепло-!

О обмена в рабочем пространстве, а также лучшему использованию топлива в печи, что в конечном итоге повышает экономичность работы печи в целом.

15 Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения составляет

250 тыс. руб. в год на одной печи средней производительности.