Проходная печь

 

Изобретение касается устройств для малоокислительного нагрева и термообработки металла и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности. Цель изобретения - повышение экономичности. Проходная печь содержит камеры предварительного и окончательного нагревов с соплами для дожигания продуктов неполного сгорания и горелками, расположенными на продольных боковых стенах в одной горизонтальной плоскости в шахматном порядке, и размещенную вдоль оси печи вертикальную перегородку со сквозными каналами, соосными с осями сопл и горелок. Вертикальная перегородка выполнена с ленточными выступами по обеим сторонам вдоль всей длины перегородки на уровне нижнего и верхнего срезов каналов. Участки перегородки между каналами, ограниченные по высоте выступами , выполнены из элементов с сечением в горизонтальной плоскости в виде трапеций , примыкающих большим основанием к каналам, а каналы в направлении распространения факела выполнены в виде диффузоров . При этом угол основания трапеции равен 70-80 град., отношение высоты трапеции к ее основанию составляет 1,0-1.5, а угол раскрытия диффузора каналов 20-25 град. Конструкция позволяет повысить равномерность распределения температур по ширине рабочего пространства, снизить удельный расход топлива. 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ь ";ЫВдЗМ0 ур г -;.. р {,=дг.д . н

Ь - :;>Л.1С l ЕКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (21) 4764711/02 (22) 17.10.89 (46) 23.12,91. Бюл. ЬЬ 47 (71) Череповецкий сталепрокатный завод (72) P.À, Юдин, Б.П. Бардин, В.Н. Углов, В.Г.

t Смирнов,Ю.И.Онучин, П,Л. Брехт и Е,И.

Панин

{53) 621.783{088.8) (56) Чертеж ЛП ЦЗЧМ. — Л., %04989П

000000-00СБ. (54) ПРОХОДНАЯ ПЕЧЬ (57) Изобретение касается устройств для малоокислительного нагрева и термообработки металла и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности. Цель изобретения — повышение экономичности. Проходная печь содержит камеры предварительного и окончательного нагревов с соплами для дожигания продуктов неполного сгорания и горелками, расположенными на продольных боковых стенах в одной горизонтальной

Изобретение относится и устройствам для малоокислительного нагрева и термообработки металла, в частности проволоки, и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности.

Цель изобретения — повышение экономичности.

На фиг.1 представлена печь, продольный разрез; на фиг,2 — разрез А-А на фиг.1;

„„5U„„1700344 А1

v (51)5 F 27 В 9/20 плоскости в шахматном порядке, и размещенную вдоль оси печи вертикальную перегородку со сквозными каналами, соосными с осями сопл и горелок, Вертикальная перегородка выполнена с ленточными выступами по обеим сторонам вдоль всей длины перегородки на уровне нижнего и верхнего срезов каналов. Участки перегородки между каналами, ограниченные по высоте выступами, выполнены из элементов с сечением в горизонтальной плоскости в виде трапеций, примыкающих большим основанием к каналам, а каналы в направлении распространения факела выполнены в виде диффузоров. При этом угол основания трапеции равен 70 — 80 град., отношение высоты трапеции к ее основанию составляет 1,0-1,5, а угол раскрытия диффузора каналов 20 — 25 град. Конструкция позволяет повысить равномерность распределения температур flo ширине рабочего пространства, снизить удельный расход топлива. 4 ил. на фиг.3 — разрез Б — Б на фиг.1; на фиг.4— разрез В-В на фиг.1.

На фиг.4 также показаны линии токов теплоносителя (продуктов сгорания) при взаимодействии факелов горелок {или струй вторичного воздуха) с продольной перегородкой в режиме интенсивной циркуляции и перетока. продуктов сгорания в поперечные камеры, Печь содержит камеры предварительного 1 и окончательного 2 нагрева, воздуш1700344 ные сопла 3, горелки 4, разделительную перегородку 5 между камерами предварительного и окончательного нагрева с окном 6для прохода продуктов неполного сгорания. На поду печи выложены каналы 7, ограниченные выступами 8, необходимые для протягивания проволоки через печь. Начальный участок 9 камеры предварительного нагрева выполнен в виде изолированных один от другого и от окружающей среды каналов 10, ! которые соединены дымопроводом 11 с рекуператором 12.

Вдоль оси печи выполнена вертикальная перегородка 13 с каналами в виде диффузоров 14 в направлении распространения факелов. Ось диффузоров соосна осям горелок и сопл. Продольная перегородка имеет ленточные выступы 15, размещенные вдоль всей перегородки горизонтально с обеих ее сторон над и под каналами, Участки между каждой парой каналов, ограниченные по высоте ленточными выступами, образуют газодинамические полости, в которых часть потока теплоносителя совершает разворот на 180О, Элементы с сечением в виде трапеции имеют угол Ру большего основания 70-80 отношение высоты трапеции h к ее основанию составляет

1-1,5, а угол раскрытия диффузора каналов а 20-25 (фиг.4).

Печь работает следующим образом.

Проволоку последовательно протягивают по каналам 7 через начальный участок 9 камеры 1 предварительного нагрева, эту камеру и камеру 2 окончательного нагрева.

Природный газ сжигают в горелках 4 камеры окончательного нагрева с коэффициентами расхода воздуха 0,5-0,6. Продукты неполного сгорания из камеры 2 через окно

6 разделительной перегородки 5 направляют противотоком в камеру 1 предварительного нагрева. Здесь их дожигают, подавая через сопла 3 вторичный воздух. Суммарные коэффициенты воздуха поддерживают близкими к стехиометрическим значениям.

На начальном участке 9 камеры 1 предварительный нагрев проводят в атмосфере уходящих продуктов полного сгорания топлива до температуры не более 650 С, а в камере

2 завершают нагрев до 900-950 С в восстановительной атмосфере продуктов неполного сгорания, что позволяет обеспечить малоокислительную термообработку проволоки.

Из начального участка 9 охлажденные продукты полного сгорания направляют через дымопровод 11 в рекуператор 12, что позволяет повысить КПД печи.

Равномерность нагрева проволоки по ширине печи регулируют потоками продуктов сгорания через вертикальную продольную перегородку 13. Элементы 16 этой перегородки выполнены в виде трапеций и в горизонтальном сечении имеют угол у-основания в пределах 70-80О. При их выполнении с углом меньшим 70 газодинамическая полость имеет значительную глубину, и поток продуктов сгорания не в полной мере омывает поверхность перегородки, что снижает ее прогрев и излучающую способность. Если угол у основания превышает 80, то глубина полостей уменьшается, и поток при повороте испытывает большое трение о кладку перегородки, что приводит к снижению интенсивности циркуляции по указанным на фиг.4 направлениям.

Отношение высоты трапеции h элемента 16 к большему ее основанию Ь выполнено в пределах 1,0-1,5. Эти размеры дополняют обоснованные выше углы и влияют вместе с ними на формирование газодинамических полостей, определяя их глубину, длину и степень циркуляции в них теплоносителя.

Если соотношение трапеций выполнено менее 1,0, то поток продуктов сгорания полностью не омывает элементы перегородки, обрываясь от ее поверхности при повороте на 180О, а если соотношение размеров превышает 1,5, то резко возрастает трение потоков о поверхность элементов перегородки.

В направлении распространения факелов каналы перегородки выполнены в виде диффузоров с углом раскрытия а 20-25О.

Этот диапазон обусловлен тем, что при угле раскрытия менее 20О факел из-за дополнительного подпора при прохождении через диффузор испытывает повышенное газодинамическое сопротивление, что приводит к снижению эффективности перетоков продуктов сгорания между поперечными камерами печи, а при угле раскрытия более 25 поток продуктов сгорания отрывается от стенок диффузора. При этом в кольцевой зоне между струями потока и поверхностью диффузора возникают завихрения, что также приводит к увеличению сопротивления прохождению струйного горящего потока от горелок через диффуэоры перегородок и снижению интенсивности циркуляции теплоносителя между левой и правой частями печи.

Формула изобретения

Проходная печь, преимущественно для малоокислительного нагрева проволоки, содержащая камеры предварительного и окончательного нагрева с размещенными

1700344 поочередно на боковых стенах горелками и соплами для дожигания продуктов неполного горения, размещенную вдоль продольной оси печи вертикальную перегородку со сквозными каналами, соосными осями горелок и сопл, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, вертикальная перегородка по всей длине с обеих сторон выполнена с горизонтальными выступами, ограничивающими сверху и снизу сквозные каналы, причем эти каналы выполнены в виде диффузоров с углом раскрытия

20-25, с чередованием направления раскрытия в противоположные стороны, а участки перегородки между диффуэорами

5 выполнены в горизонтальном сечении в виде встречно расположенных трапеций с углом при основании трапеций 70 — 80, и отношением высоты трапеции к ее основанию 1,0 — 1,5;

1700344

Редактор Г.Гербер

Заказ 4458 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уа.Гагарина, 101

l6

7б

Составитель Н.Асеева

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Q,Êóíäðèê