Способ безокислительного нагрева металла и нагревательная печь для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 0 9100 КОМИТЕ ОТНРЫТ ГОСУД АРСТВЕННЫИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР РЕТ Н ЬСТВУ Бюл. У 13ехнической плофиэи Е,ФилипчВ.И.Бут(088.8)идетельст7 0 17/00 о СССР 1975. ГО БАГРЕ ПЕЧЬ ЕЛЬЛЬНА(57лур к а име метал еа и нос теи камеру 1, имический ватель 4,5, дымоход Изобрететельным устеплотехник ев ние относится к н тройствам металлур и и может быть ис ическольэокой а меаме с термо- оэдухопоа послещем агре- установлен ратуры свойст а прогающийй устройпечь длямого способа. ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Институт тки АН УССР(56) Авторское сУ 589450, кл. Р СПОСОБ БЕЗОКИСЛИТ НЕТАЛЛА И НАГРЕВАТЕЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относитсяической теплотехнике,зокислительному нагревчах. Цегь изобретениятехнологических возмог вано на заводах металлургичес и машиностроительной промышленности для безокислительного нагрева металла.Цель изобретения - расширение технологических возможностей, интенсификация способа и повышение КПД печи путем повьиэения темпенагрева и восстановительных в защитной атмосферы.На чертеже. показанаосуществления предлагае способа и устроиства и повышение интенсивности процесса и КПД печи путем повышения температурного режима и восстановительных свойств атмосферы. Сущность изобретения заключается в последовательном размещении элементов топливосжигающего устройства - камеры сгорания, термохимического реактора (ТХР).и воэдухоподогревателя, соединение выхода ТХР с камерой нагрева, а выхода ее - с камерой сгорания. Сжигание отработанного конвертированного газа с широким диапаэоном позволяет повысить температурный режим обработки и получить конвертированный защитный гаэ с высокими восстановительными Е свойствами. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. Печь включает рабочую камеру 2 сгорания, термох реактор 3, воздухоподогре топливосжигающий агрегат 6 и смеситель 7Рабочая камера 1 для н талла соединена на выходе 2 сгорания,.которая вмест химическим реактором 3 и догревателем 4 установле довательно .в топливосжигаю гате 5, на выходе которог дымоход 6 с патрубком отб дуктов сгорания. Топливос агрегат 5 представляет со51015 20 25 30 35 40 45 50 ство для получения тепловой энергии и защитной атмосферы, а также утилизации тепла путем подогрева воздуха. Термохимический реактор 3 на входе соединен со смесителем 7, а на выходе - с рабочей камерой 1.Смеситель 7 соединяется патруб" ,ком с дымоходом 6 топливосжигающего агрегата, Выход воздухоподогревателя 4 соединен с входом камеры 2 сгорания,Печь работает следующим образом.Природный газ смешивают в смесителе 7 с продуктами сгорания, отбираемыми из дымохода 6, и нагревают в термохимическом реакторе 3, входящем в состав топливосжигающего агрегата 5, до температуры конверсии.Далее конвертированный газ охлаждается в рабочей камере 1, отдавая тепло на нагрев металла, после чего сжигается в камере 2 сгорания в воздухе, подогретом в воздухоподогревателе 4.В термохимическом реакторе производится конверсия газа по реакции при условии полного сжигания конвертированного газа.СН + 1/3 СО + 2/3 НО .- 4/3 СО + 8/3 И,.В этом случае н рабочую камеру подается конвертированный газ в составе 4/ЗСО + 8/ЗН, что обеспечивает высокие восстановительный свойства защитной атмосферы.П р и м е р. Реализация способа на лабораторном стенде "Корт-М".Модель состоит из камеры нагревательного устройства с горелкой для подачи природного газа и воздуха в устройство и термохимического теп." лообменника для конверсии природного газа с продуктами сгорания.Горелочное устройство типа труба в трубе обеспечивает расход природного газа 4-5 мм /ч. Конструкция горелки обеспечивает устойчивую работу установки в широком диапазоне коэффициентов избытка окислителей (Ф = 0,41,0). Рабочую камеру выполняют в виде прямоугольного канала 2502501000 мм, выкладывают высоко. , глиноземистым легковесом и герметически обшивают стальными листами. Камера нагрева с целью унификации выполнена аналогично рабочей камере со встроенщим термохимическим реактором, конструктивно состоящим из 10 секций трубчатых подогревателей,с 7 теплообменными трубами в каждойсекции. Стенд оснащен приборами теплового контроля и газоанализаторами типа,ТХПЗ и "Газохром".Природный газ в термохимическийреактор (ТХР), подают через эжектор,который одновременно эжектирует продукты сгорания из дымохода нагревательного устройства,Полученную конвертированную смесьиз ТХР затем подают в рабочую камерунагревательной печи и далее выбрасывают (часть подают на рециркуляцию),Результаты испытаний предстанлены в таблице,С увеличением о 6 наблюдается наряду с понышением температуры в рабочей камере также повышение восстановительных свойств защитной атмосферы, а при М , близком единице,температура в рабочей камере достигает 1200 К , а в защитной атмосферепрактически полностью отсутствуютсоставляющие, вступающие в окислительную реакцыо с металлом нагреваемых заготовок,Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает широкий диапазонтемпературного режима в рабочей камере 8001200 К, а также позволяетполучить защитный газ с высокимивосстановительными свойствами (отмалоокислительной до восстановительной). Формула изобретения 1. Способ беэокислнтельного нагрева металла, включающий смещение природного газа с продуктами сгорания, нагрев смеси до температуры конверсии, и нагрев воздуха теплотой продуктов сгорания, и сжигание конвертированного газа, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, нагрев металла производят конвертированным газом, а сжигание его осущестнляют после подогрева металла. 2. Нагревательная печь для безокислительного нагрева металла, содержащая рабочую камеру, топливосжигающнй агрегат, включающий камеру сгорания, термохимический реактор1555379 6ватель размещены последовательно,вход рабочей камеры соединен с выходом термохимического реактора,5а выход рабочей камеры соединен свходом камеры сгорания. и воздухоподогреватель, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения КПД, в топливосжигающем агрегате камера сгорания, термохимический реактор и воздухоподогреТ в рабочей Обьемные доли, Х И СН СОе Н О СО Н 3,491,740,76О, 326О,5 Составитель Т.Наумовач Техред И.Ходанич Корректор С.Шевк едактор Н,Р Заказ 539 Тираж ВНИИПИ Государственного коми 113035, Иосисно ытиям при ГКНТ СССР 4/5 тета по изобретениям и о ва, Ж, Рауаская наб.,дствеино-издател омбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 1 Про 0,5 0,7 0,8 0,95 1,05 800 900 1000 2 ОО 22, 034 22,036 22,037 22,038 22, 038 2,36 1,97 0,78 0,18 0,04 585 1, 05 10, 99 3 42 4 25 16 9 1,32 8,75 20,99 0,39 10,89 22,79 Оэ 12 11 е 4 2314