Способ термообработки изделий в горизонтальной печи


 

C21D1/34 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2494155:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве мелких изделий машиностроения под закалку, нормализацию, отпуск и цементацию. Способ термообработки изделий в горизонтальной печи включает нагрев мелких изделий при их перемещении вдоль методической и огневой секций печи с помощью шнекового механизма, при этом нагрев в огневой секции, примыкающей к зоне выгрузки изделий, осуществляют с помощью системы мелких факелов с эффектом поверхностного горения на корпусе шнекового механизма, образованных путем взаимодействия потока газа, подаваемого параллельно стенкам корпуса шнекового механизма, и потока воздуха, подаваемого перпендикулярно стенкам корпуса шнекового механизма, а нагрев в методической секции, примыкающей к зоне загрузки изделий, осуществляют с помощью подачи на поверхность шнекового механизма высокоскоростного потока продуктов сгорания, образующихся в огневой секции, что обеспечивает повышение энергоэффективности за счет значительного сокращения подачи избыточного воздуха в методическую зону, увеличение температурного напора при высоких скоростях струй продуктов сгорания, натекающих в методическую зону печи, и увеличение коэффициента использования топлива в связи с повышенной теплоотдачей в ней при малых коэффициентах избытка воздуха и снижение выбросов оксида углерода, догорающего в буферной зоне методической секции.

 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве мелких изделий машиностроения под закалку, нормализацию, отпуск и цементацию.

Известен способ термообработки изделий в печи (JP 2007192471, опубл. 11.09.2001), в котором проводят перемещения нагреваемых изделий внутри вращающейся горизонтальной печи с помощью шнекового устройства.

К недостаткам этого способа относятся низкие плотности тепловых потоков к нагреваемому материалу и связанный с этим невысокий коэффициент использования топлива.

Прототипом предложенного изобретения является способ нагрева изделий в печи (RU 2251579, опубл. 10.05.2005), в котором предусмотрен воздушно-факельный нагрев изделий с помощью газовоздушной смеси, при этом факелы расположены перпендикулярно поверхности изделий.

К недостаткам этого способа относятся: существенное снижение плотности теплового потока на выходе из рабочей камеры из-за разбавления продуктов сгорания, поступающих из зоны горения, воздушными струями, атакующими нагреваемую поверхность и снижающими при этом температурный напор; а также существенные потери теплоты с уходящими газами в связи с разбавлением избыточным воздухом и возможность при переходных режимах «замораживания» непрореагировавшего оксида углерода струями холодного воздуха.

В предложенном изобретении достигается технический результат, заключающийся в повышении энергоэффективности способа за счет значительного сокращения подачи избыточного воздуха в методическую зону, увеличении температурного напора при высоких скоростях струй продуктов сгорания, натекающих на нагреваемую поверхность методической зоны печи, и значительное увеличение коэффициента использования топлива в связи с повышенной теплоотдачей в методической зоне при малых коэффициентах избытка воздуха, а также существенное снижение выбросов оксида углерода, догорающего в буферной зоне методической секции. Кроме того, обеспечивается возможность интенсивного нагрева изделий в огневой секции за счет обеспечения равномерного прогрева изделий до пластического состояния при их перемешивании шнековым механизмом в методической секции.

Указанный технический результат достигается следующим образом.

В способе термообработки изделий проводят нагрев изделий при их перемещении вдоль методической и огневой секций печи с помощью шнекового механизма.

При этом нагрев в области огневой секции, примыкающей к зоне выгрузки изделий, проводят с помощью системы мелких факелов с эффектом поверхностного горения на корпусе шнекового механизма.

Систему мелких факелов образуют путем взаимодействия потока газа, подаваемого параллельно стенкам корпуса шнекового механизма, и потока воздуха, подаваемого перпендикулярно стенкам корпуса шнекового механизма.

Нагрев в области методической секции, примыкающей к зоне загрузки изделий, проводят с помощью подачи на поверхность шнекового механизма высокоскоростного потока продуктов сгорания, образующихся в огневой секции.

Способ по предложенному изобретению осуществляется следующим образом.

Через зону загрузки изделий в шнековый механизм, которым снабжена печь, загружаются нагреваемые изделия и с помощью шнека транспортируются вдоль корпуса печи.

В огневой секции печи поток газа, поступающий из системы подачи потока газа и движущийся параллельно поверхности корпуса шнекового механизма, взаимодействует с воздушными струями потока воздуха, поступающего из системы подачи потока воздуха и движущийся перпендикулярно поверхности корпуса печи.

При взаимодействии этих потоков образуется система мелких факелов с эффектом поверхностного горения на корпусе шнекового механизма.

Отработанные дымовые газы из огневой секции поступают в методическую секцию, в которой горячие дымовые газы с большой скоростью направляются на поверхность шнекового механизма. Таким образом достигается существенное повышение теплоотдачи от дымовых газов к нагреваемой поверхности шнекового механизма и повышение коэффициента использования топлива за счет эффективного использования дымовых газов в методической секции при коэффициенте избытка воздуха порядка единицы.

Используемая система нагрева обладает высоким коэффициентом теплоотдачи к нагреваемой поверхности. При этом теплота отработанных продуктов горения эффективно используется в методической секции, существенно повышая коэффициент использования топлива. Применение шнекового механизма позволяет эффективно использовать печь как для нагрева, так и для термообработки, в том числе и химико-термической, например, при подаче вместе с изделиями твердого карбюризатора, равномерно перемешиваемого шнековым механизмом

Способ термообработки изделий, предложенный в изобретении, является высокоэффективной технологией, используемой для нагрева изделий, и позволяет проводить безокислительный нагрев и химико-термическую обработку изделий с использованием различных сред.

Использование струйно-факельного нагрева с эффектом поверхностного горения в огневой секции и последующего струйного нагрева продуктами сгорания в методической секции позволяет существенно повысить коэффициент использования топлива, снизив тепловые выбросы.

Многостадийное сжигание топлива путем многоструйной подачи воздуха в огневой секции существенно снижает концентрацию оксидов азота в дымовых газах, а догорание оксида углерода в буферной зоне методической секции приводит его концентрацию в продуктах сгорания практически к нулю, что приводит к значительному снижению вредных выбросов.

Способ термообработки изделий в горизонтальной печи, включающий нагрев мелких изделий при их перемещении вдоль методической и огневой секций печи с помощью шнекового механизма, при этом нагрев в огневой секции, примыкающей к зоне выгрузки изделий, осуществляют с помощью системы факелов с эффектом поверхностного горения на корпусе шнекового механизма, образованных путем взаимодействия потока газа, подаваемого параллельно стенкам корпуса шнекового механизма, и потока воздуха, подаваемого перпендикулярно стенкам корпуса шнекового механизма, а нагрев в методической секции, примыкающей к зоне загрузки изделий, осуществляют с помощью подачи на поверхность шнекового механизма высокоскоростного потока продуктов сгорания, образующихся в огневой секции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к отражательной печи для переплава алюминиевого лома. .

Изобретение относится к отражательной печи для переплава алюминиевого лома. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к миксерам-печам с электромагнитными перемешивателями для расплавления и выдерживания расплава металла, в частности алюминия.

Изобретение относится к отражательной печи для переплава алюминиевых ломов. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к плавильному оборудованию, а именно к конструктивным элементам плазменно-дуговых и электронно-лучевых печей с холодным подом для получения слитков из высокореакционных металлов и сплавов.

Изобретение относится к отражательной печи для переплава алюминиевых ломов. .

Изобретение относится к производству жидкого металла в черной и цветной металлургии, в частности, может быть использовано для производства титановых сплавов в вакуумных плавильных печах с холодным подом и независимыми источниками нагрева.

Изобретение относится к способу теплообмена для предварительного нагрева газа горения, поступающего в пламенную печь, испускающую горячие топочные газы. .

Изобретение относится к отражательной печи для переплава алюминиевых ломов. .

Изобретение относится к отражательной печи для переплава алюминиевых ломов. .

Изобретение относится к области обработки поверхности изделий из высокоуглеродистых легированных сплавов концентрированными потоками энергии. Для улучшения эксплуатационных характеристик изделий за счет уменьшения напряженного состояния в результате значительного снижения протяженности границы раздела между основным материалом изделий и зонами обработки поверхности на изделие локально воздействуют сфокусированным импульсным электронным лучом с плотностью мощности 104-105 Вт/см2, диаметром луча на поверхности 0,5-2 мм и длительностью импульса 1-30 миллисекунд, формируя на поверхности изделия модифицированные зоны с дискретным точечным распределением заданной геометрии, затем изделие подвергают термической обработке при температуре 600-1100°C и времени выдержки 30-60 минут.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термомагнитной обработке магнитомягких материалов. Для улучшения магнитных характеристик холоднокатаной рулонной анизотропной электротехнической стали осуществляют высокотемпературный отжиг, выдержку, охлаждение до комнатной температуры и обработку в знакопеременном магнитном поле.

Изобретение относится к способу восстановления поверхности непрерывно-литого сляба (1), в частности из стали, перед его прокаткой и устройству для его осуществления.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к термической обработке колец подшипников качения, которые эксплуатируются на железнодорожном транспорте, и может быть использовано в подшипниковой промышленности при производстве деталей подшипников, в частности внешних колец.

Изобретение относится к металлургии и может использоваться при термической обработке изделий типа штоков. .

Изобретение относится к металлургии и может использоваться при термической обработке изделий типа штоков. .

Изобретение относится к металлургии и может использоваться при термической обработке изделий типа штоков. .

Изобретение относится к области металлургии. .

Изобретение относится к области металлургии. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к охлаждающим устройствам при горячей прокатке стальной полосы. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке магнитотвердых сплавов на основе системы Fe-Cr-Co, которые применяются в приборостроении, релейной технике, электромашиностроении, медицине, автомобильной промышленности и т.д. Для повышения коэрцитивной силы изделий из Fe-Cr-Co сплавов осуществляют термическую обработку изделий, включающую гомогенизацию, закалку, термомагнитную обработку и многоступенчатый отпуск, при этом перед проведением термомагнитной обработки дополнительно проводят нагрев и выдержку с обеспечением выделения сигма-фазы. 1 табл.
Наверх