Печь для термообработки изделий


 

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 2496885:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический 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. Печь для термообработки изделий содержит шнековый механизм для транспортировки нагреваемых изделий, включающий цилиндрический корпус с размещенным в нем шнеком, коаксиально шнековому механизму установлено струйно-факельное нагревательное устройство, разделенное на методическую и огневую секции, герметизированная методическая секция примыкает к зоне загрузки изделий и содержит изолированный цилиндрический корпус и установленную коаксиально ему перфорированную жаровую трубу, а огневая секция примыкает к зоне выгрузки изделий, при этом в торце корпуса огневой секции установлены система подачи потока газа параллельно стенкам корпуса шнекового механизма и система подачи потока воздуха перпендикулярно стенкам корпуса шнекового механизма, причем методическая и огневая секции сообщены каналом подачи продуктов сгорания из огневой секции в методическую секцию, что обеспечивает повышение энергоэффективности за счет сокращения подачи избыточного воздуха в методическую зону, увеличение температурного напора при высоких скоростях струй продуктов сгорания в методической зоне, увеличение коэффициента использования топлива и снижение выбросов оксида углерода.

 

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.

Известна печь для термообработки изделий (JP 2007192471, опубл. 11.09.2001), которая содержит шнековое устройство для перемещения нагреваемых изделий внутри вращающейся горизонтальной печи.

К недостаткам этого устройства относится низкие плотности тепловых потоков к нагреваемому материалу и, связанный с этим, невысокий коэффициент использования топлива.

Прототипом предложенного изобретения является печь для термообработки изделий (RU 2251579, опубл. 10.05.2005), в которой предусмотрен воздушно-факельный нагрев изделий с помощью газовоздушной смеси, при этом факелы расположены перпендикулярно поверхности изделий.

К недостаткам этого устройства 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 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.

Печь для термообработки изделий содержит шнековый механизм для транспортировки нагреваемых изделий, включающий цилиндрический корпус с размещенным в нем шнеком. Коаксиально шнековому механизму установлено струйно-факельное нагревательное устройство, разделенное методическую и огневую секции.

Герметизированная методическая секция примыкает к зоне загрузки изделий и содержит изолированный цилиндрический корпус и установленную коаксиально ему перфорированную жаровую трубу.

Огневая секция примыкает к зоне выгрузки изделий. В торце цилиндрического корпуса огневой секции установлены система подачи потока газа параллельно стенкам корпуса шнекового механизма и система подачи потока воздуха перпендикулярно стенкам корпуса шнекового механизма.

Корпуса методической и огневой секций соединены каналом подачи продуктов сгорания из огневой секции в методическую секцию.

Изобретение поясняется чертежом, где схематически показана конструкция печи для термообработки изделий по предложенному изобретению.

На чертеже изображены шнековый механизм, включающий цилиндрический корпус 1 и шнек 2, методическая секция 3, зона 4 загрузки изделий, огневая секция 5, зона 6 выгрузки изделий, система 7 подачи потока газа, система 8 подачи потока воздуха, система 9 мелких факелов, канал 10 подачи продуктов сгорания, корпус 11 секции 3, перфорированная жаровая труба 12, потоки 13 горячих продуктов сгорания.

Работа печи для нагрева изделий осуществляется следующим образом.

Через зону 4 в шнековый механизм загружаются нагреваемые изделия и с помощью шнека 2 транспортируются вдоль корпуса 1.

В огневой секции 5 поток газа, подаваемый из кольцевого коллектора системы 7 и движущийся параллельно поверхности корпуса 1 шнекового механизма, при взаимодействии с воздушными струями потока воздуха, подаваемого системой 8 перпендикулярно поверхности корпуса 1, образуют систему 9 мелких факелов с эффектом поверхностного горения на корпусе 1. 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. Отработанные дымовые газы из огневой секции 5 через канал 10 поступают в пространство, образованное в методической секции 3 изолированным цилиндрическим корпусом 11 и перфорированной жаровой трубой 12.

Через отверстия трубы 12 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.

Шнековая печь с методической секцией является высокоэффективным тепловым агрегатом 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.

Печь для термообработки изделий, содержащая шнековый механизм для транспортировки нагреваемых мелких изделий, включающий цилиндрический корпус с размещенным в нем шнеком, и установленное коаксиально шнековому механизму струйно-факельное нагревательное устройство, разделенное на герметизированные методическую секцию, примыкающую к зоне загрузки изделий и содержащую изолированный цилиндрический корпус с установленной коаксиально ему перфорированной жаровой трубой, и огневую секцию, примыкающую к зоне выгрузки изделий, при этом в торце корпуса огневой секции установлены система подачи потока газа параллельно стенкам корпуса шнекового механизма и система подачи потока воздуха перпендикулярно стенкам корпуса шнекового механизма, причем методическая и огневая секции сообщены каналом для подачи продуктов сгорания из огневой секции в методическую секцию.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в туннельных печах при термообработке сложных садок, например, из керамических изделий. .

Изобретение относится к обжигу керамических плиток и может быть использовано в производстве строительных материалов . .

Изобретение относится к промышленной печи, преимущественно к вакуумной многокамерной электропечи.Цель изобретения - расширение технологических возможнрстей за счет создания оптимальных условий охлаждения.

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

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. .

Группа изобретений относится к области термической обработки головки рельсов в охлаждающей ванне. Охлаждающая ванна содержит по меньшей мере один продольный отсек (1), включающий центральную емкость (31) для погружения в нее обрабатываемой головки рельса, подающий коллектор (2) для подачи текучей среды, две вторичные емкости (32), расположенные по бокам от центральной емкости (31) для сбора охлаждающей текучей среды, когда она переливается через верхний край первичной центральной емкости (31). Вдоль вторичных емкостей (32) установлены сливные трубы (12), расположенные таким образом, чтобы каждая пара соответствующих сливных труб (12) была соединена с поперечной трубой (13), установленной под дном отсека (1) и соединенной, в свою очередь, с перепускным контуром охлаждающей текучей среды, при этом на сливных трубах (12) над вторичными емкостями (32) установлены регулируемые по высоте удерживающие элементы (16), которые образуют сквозное отверстие для головки рельса, причем по меньшей мере один удерживающий элемент (16) из каждой их пары выполнен с возможностью поворота вокруг штыря (17). Технический результат заключается в обеспечении стабильного и в среднем равномерного потока охлаждающей текучей среды, контактирующей с погруженной головкой рельса, по всей длине ванны при непрерывном обмене текучей среды, в результате чего оптимизируется скорость охлаждения головки рельса. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх