Рециркуляционная печь

 

РЕЦИРКУЛЯЦИОННАЯ ПЕЧЬ, содержащая футерованную,рабочую камеру с низкои высокотемпературными зонами , окнами загрузки и выгрузки и размещенными внутри нее промежуточными стенками, имеющими окна и образующими с футеровкой боковых стен рециркуляционные каналы, расположенные вдоль рабочей камеры, горелки и инжекторы с аоплами для подачи воздуха, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса теплообмена, инжекторы установлены со стороны окна загрузки в рециркуляционных каналах на уровне пода и направлены соплами в сторону окна выгрузки, а окна в промежуточных стенках выполнены в виде чередуго1цихся отверстий промяугольного сечения и вертикальных щелей, при этом высота щелей равна высоте рециркуляционных каналов , а наиболее удаленная от инжекторов пара щелевых окон выполнена с наклоном под острым углом к продольной оси печи и с направлени (Л ем в сторону высокотемпературной зоны рабочей камеры.

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

4(51) С 21 D 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМФСВИДЕТЕЛЬСТВЪГ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3635206/22-02 (22) 17.08. 83 (46) 30.06,85. Бюл. N - 24 (72) В.П. Панфилов, А. В. Пожарский, В.А.Сальников и А.Г.Зеньковский (53) 621.783..2(088.8) (56)1.Авторское свидетельство СССР

Ф 603679, кл. С 21 D 9/00, 1978. 2, Авторское свидетельство СССР

Ф 909510. кл. F 27 В 3/00, 1982. (54)(57) РЕЦИРКУЛЯЦИОННАЯ ПЕЧЬ, содер. жащая футерованную,рабочую камеру с низко- и высокотемпературными зонами, окнами загрузки и выгрузки и размещенными внутри нее промежуточными стенками, имеющими окна и образующими с футеровкой боковых стен рециркуляционные каналы, расположенные вдоль рабочей камеры, горелки и инжекторы с аоплами для подачи воздуха, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса теплообмена, инжекторы установлены со стороны окна загрузки в рециркуляционных каналах на уровне пода и направлены соплами в сторону окна выгрузки, а окна в промежуточных стенках выполнены в виде чередующихся отверстий промяугольного сечения и вертикальных щелей, при зтом высота щелей равна высоте рециркуляционных каналов, а наиболее удаленная от инжекторов пара щелевых окон выполнена с наклоном под острым углом к продольной оси печи и с направлением в сторону высокотемпературной зоны рабочей камеры.

1164294

Изобретение относится к нагревательным устройствам и может быть испальзовано в металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности. 5

Известна рецилкуляционная термическая печь, содержащая футеровочную рабочую камеру с размещенными внутри промежуточными стенками, имеющими окна и образующими с футеров- 10 кой боковых стен рециркуляционные каналы, проходящие вдоль рабочей камеры и горелки . В известной печи окна в промежуточных стенках расположены ярусами и. выполнены переменного 15 сечения. Перфорация стенок увеличивает их излучение эа счет повышения температуры поверхности, что способствует повышению эффективности нагрева (I) .

Однако циркуляция дымовых газов в камере нагрева проходит только за счет перепада давлений по высоте камеры, поэтому кратность. циркуляции мала, что снижает интенсивность теп- 25 лообмена, Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является рециркуляционная печь, содержащая футеро- 30 ванную рабочую камеру с низко- и высокотемпературными зонами, окнами загрузки и выгрузки и размещенными внутри нее промежуточными стенками, имеющими окна и образующими с футеровкой боковых стен рециркуляционные каналы, . расположенные вдоль рабочей камеры, горелки и инжекторы с соплами для подачи воздуха (2) .

Окна в промежуточной стенке выпол- 40 иены на уровне пода рабочей камеры, В известной печи установка инжекторов создает разрежение и спо собствует эжекцни дымовых газов из рабочей камеры. через окна промежуточ-45 ной стенки, что увеличивает кратность циркуляции в рабочем пространстве и интенсифицирует процесс теплообмена. Дымовые газы нагнетают инжектором под свод, создавая поперечную циркуляций в рабочей камере.

Однако поперечная циркуляция осуществляет возврат дымовых газов отдельными струями и не позволяет 55 добиться равномерного распределения скоростей и температуры потоков по длине рабочей камеры и по всему ее объему, а значит, постоянной кратности циркуляции.

Кроме того, разрежение, создаваемое инжекторами, приводит к падению давления в пристеночном слое промежуточной стенки и на поду, за счет чего дымовые газа отсасываются через окна промежуточной стенки. Это снижает объем циркулирующих газов в рабочем пространстве, уменьшает кратность циркуляции, а следовательно, интенсивность теплообмена.

Таким образом, интенсивность теплообмена в известной рециркуляционной печи недостаточна, Целью изобретения является интенсификация процесса теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в рециркуляционной печи, содержащей футерованную рабочую камеру с низко и высокотемпературными зонами, окнами загрузки и выгрузки и размещенными внутри нее промежуточными стенками, имеющими окна и образующими с футеровкой боковых стен рециркуляционные каналы, расположенные вдоль рабочей камеры, горелки и инжекторы с соплами для подачи воздуха, инжекторы установлены со. стороны окна загрузки в рециркуляционных каналах на уровне пода и направлены соплами в сторону окна выгрузки, а окна в промежуточных стенках выполнены в виде чередую— шихся отверстий прямоугольного сечения и вертикальных щелей, при этом высота щелей Равна высоте рециркуляционных каналов, а наиболее удаленная от инжекторов пара щелевых окон выполнена с наклоном под острым углом к продольной оси печи и с направлением в сторону высокотемпературной эоны рабочей камеры.

На фиг.1 схематично изображена предложенная печь, разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Рециокуляционная печь содержит рабочую камеру, состоящую иэ двух зон: высокотемпературной 1 и ниэкотемпературной 2. В высокотемпературной зоне с торца 3 печи установлены горелки 4, причем размеры этой зоны по высоте и ширине больше, чем ниэкотемперат,>ной зоны.

В рабочей камере по всей длинее ее низкотемпературной зоны размещены промежуточные стенки 5, образующие. 11б4294 с футеровкой боковых стен б рециркуляционные каналы 7.

Вблизи загрузочного торца 8 печи в рециркуляционных каналах на уровне пода 9 установлены сопла инжекторов 10 с направлением струй вдоль каналов 7 навстречу окну выгрузки, т.е. в сторону высокотемпературной зоны. Каждая промежуточная стенка 5 имеет окна, которые выполнены в виде 10 чередующихся отверстий 11 прямо угольного сечения и вертикальных щелей 12 ° На стык высокотемпературной и низкотемпературной зон, т, е. в месте, наиболее удаленном от сопел ин- !5 жекторов 10, расположены вертикальные щели 13, выполненные с наклоном к продольной осн печи и с направлением в сторону высокотемператуной зоны Рабочей камеры.Высотащелей 12 и 13 рав- 20 на высоте каналов 7.

Напротив сопел инжекторов 10 расположены окна 14 прямоугольного сечения, равные высоте канала 7 и служащие дымоотводящими окнами. 25

Предложенная печь работает следующим образом.

Нагреваемый металл (не показан) загружают .е печь с торца 8 низкотемпературной зоны 2 и проталкивают вдоль всей. рабочей камеры печи через обе зоны навстречу основному потоку греющих газов. Выдача нагретого металла осуществляется в конце высокотемпературной зоны 1. Факел горелок 4 об" разует основной поток греющих газов, который проходит вдоль рабочей камеры печи навстречу металпу, нагревает его и отсасывается через дымоотводящие окна 14 промежуточных стенок 5 в ре 4р циркуляционные каналы 7. Затем отработанные газы соплами (струями) инжекторов 10 нагнетают вдоль каналов 7 и через щели 12 и отверстия 11 промежуточных стенок 5 подают в низкотем- 4> пературную зону 2 струями, перпендикулярными к продольной оси печи. Через щели 13 струями, наклонными к продольной оси печи, отработанные газы подают B высокотемпературную зону 1 печи. Возврат отработанных газов создает постоянную циркуляцию в обеих зонах и интенсифицирует теплообмен.

Установка сопел инжекторов в боковых рециркуляционных каналах на уров- не пода вблизи загрузочного торца приближает уровень избыточного давления к поду, исключая подсос холодного воздуха из атмосферы цеха в эту зону через загрузочный проем в торце печи. Установка сопел инжекторов с направлением вдоль каналов навстречу основному потоку греющих газов (в сторону высокотемпературной зоны) позволяет инжектировать отработанные газы вдоль каналов, откуда осуществить их наддув через прямоугольные малые отверстия и щели промежуточных стенок в низкотемпературную и высокотемпературную зоны рабочей камеры.. Выходящие через отверстия и щели промежуточных стенок струи создают во всей высоте низкотемпературной зоны аэродинамический затвор и повышают давление в высокотемпературной зоне печи. Аэродинамический затвор препятствует выходу основного потока греющих газов из высокотемпературной зоны, возвращает часть его к факелам, горелок, наполняет весь объем зоны циркуляционными потоками и увеличивает кратность циркуляции.

Выполнение окон промежуточных стенок в виде чередующихся отверстий прямоугольного сечения и вертикальных щелей, высота которых равна высоте каналов, а также выполнение наиболее удаленной от сопел инжекторов пары встречно расположенных щелей с наклоном к продольной оси печи и с направлением в сторону высокотемпературной эоны рабочей. камеры позволяет осуществить более рассредоточенный возврат отработанных газов по высоте и длине низкотемпературной зоны и достигнуть более равномерного распределения температуры по длине эоны.и интенсифицировать процесс теплообмена. При этом возврат газов. струями через вертикальные щели, расположенные перпендикулярно к продольной оси печи, создает аэродинамический затвор, а возврат газов мелкими струями в промежутках между этими щелями (через от. верстия малого сечения) создает условия для более равномерного смешения с основным потоком греющих газов. Возврат отработанных газов через вертикальные щели, выполненные с наклоном к продольной оси печи и с направлением в сторону высокотемпературной зоны, способствует встрече струй в начале высокотемпературной зоны и создает дополни1164294

10 5 7

1У Фиг.2

Составитель В.Бербенев

Редактор Т. Колб Техред Т.Маточка Корректор И.Эрдейи

Заказ 4157/25 Тираж 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 тельный аэродинамический затвор и кроме увеличения объема (sa счет возврата отработанных газов) обеспечивает увеличение циркуляции газов ocHOBH0FO греющего потока к горелкам, что и при повышении давления в зоне создает дополнительное увеличение кратности циркуляции. Аэродинамический затвор и повышение давления в высокотемпературной зоны приводят также к .-,повышению температуры в зоне за счет исключения подсосов холодного воздуха из атмосферы цеха через открываемый проем, например, при выдаче нагретого металла из печи.

Кроме того, изменяя давление в соплах инжекторов, можно изменять объемы инжектируемых отработанных газов и скоростные напоры струй, о выходящих через окна промежуточных стенок, а следовательно, сдвигать основной аэродинамический затвор по длине низкотемпературной зоны, укорачивая и удлиняя зону высокотемпературного нагрева, изменять температуру, кратность цир5 куляции и интенсивность теплообмена.

Наряду с этим, такое конструктивное выполнение позволяет работать печи в малоокислительном режиме нагрева при холостом ходе печи и уменьшении производительности по массе, т.е. с неполным горением топ" лива в высокотемпературной зоне с дожиганием продуктов неполного сгорания в ниэкотемпературной зоне при различной длине высокотемпературного нагрева.

Использование предложенной рециркуляционной печи в кузнеч.ных нагревательных печах позволит интенсифицировать теплообмен путем увеличения кратности циркуляции и получить качественный нагрев металла при меньших расходах топлива.