Система косвенного радиационного нагрева металла

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1749 б 79 А 1 19) 7 О 19/00 Р 1 1 Й" ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМИ ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГИВЬ У," 1ЩЦ ,Ы,:Р(71) Всесоюзный научно-исследовательскийи проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров и Уральскийполитехнический институт им. С.М,Кирова(56) Лисиенко В ГВолков В.В., ФетисовБ,А. и Хухарев Н,И, Использование природного газа при сводовом отоплении нагревательных печей (опыт ПНТЗ). ОбзорВНИИЭгазпром, М. 1977, с.55.(54) СИСТЕМА КОСВЕННОГО РАДИАЦИОННОГО НАГРЕВА МЕТАЛЛА(57) Изобретение относится к металлургической теплотехнике и может использоваться в нагревательных и термических печах.Система косвенного радиационного нагреИзобретение относится к печной теплотехнике, преимущественно, металлургической и может использоваться в нагревательных и термических печах для интенсификации нагрева металла,Целью изобретения является интенсификация нагрева металла за счет непрерывного регулирования длин факелов,На чертеже приведена схема предлагаемой системы косвенного радиационного нагрева металла.Изобретение осуществляется следующим образом.На печи 1 установлены двухпроводные горелки 2 с регулируемой длиной факела с ва металла содержит горелки 2 с регулируемой длиной факела, подключенные к коллекторам 3 и 4 длиннофакельной и короткофакельной ступеней, на которых установлены поворотные заслонки 8 и 9, тяги 10 и 11 и исполнительный механизм 14. На оси исполнительного механизма 14 установлены два дисковых кулачка 12 и 13 с криволинейными поверхностями скольжения, обеспечивающих через тяги 10 и 11 непрерывное перемещение поворотных заслонок 8 и 9, Поверхность скольжения кулачков 12 и 13 выполнена криволинейной в виде лекала или овала и сумма радиусов кривизны поверхностей скольжения кулачков в точке касания тяг при вращении кулачков постоянна, При этом длина факелов горелок благодаря перераспределен лю топлива между ступенями изменяется непрерывно от минимального до максимального значения и наоборот. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. направлением факелов горелок 3 на свод печи. Горелки 2 подсоединены кдвум коллекторам короткофакельной 3 и длиннофакельной 4 ступеней. Коллекторы 3 и 4 с помощью подводов 5 и 6 соответственно подсоединены к общему печному коллектору 7, по которому подается топливо. На подводах 5 и 6 установлены поворотные заслонки 8 и 9 соответственно, с помощью которых перераспределяется расход топлива между ступенями горелок 3. Поворотные заслонки 8 и 9 с помощью тяг 10 и 11 соответственно и кулачков 12 и 13 соответственно соединены с исполнительным механизмом 14, на оси которого расположе50 55 ны кулачки 12 и 13, выполненные в виде лекал, у которых сумма радиусов кривизны поверхностей скольжения в точке касания тяг 10 и 11 постоянна.Система работает следующим образом. Газ из общего газового коллектора 7 поступает к коллекторам короткофакельной 3 и длиннофакельной 4 ступеней и далее подается к горелкам 2. Поворотные заслонки 8 и 9, установленные на подводах 5 и 6 к коллекторам, непрерывно вращаются, перераспределяя топливо между коллекторами короткофакельной 3 и длиннофакельной 4 ступеней. Кулачки 12 и 13 вращаются на оси исполнительного механизма 14 таким образом, что при перемещении тяги 10 по криволинейной поверхности скольжения одного кулачка 12 плечо между осью исполнительного механизма и точкой касания тяги 10 с кулачком 12 уменьшается, вто время как у другого кулачка 13 это плечо увеличивается, сумма радиусов кривизны поверхностей скольжения кулачков 12 и 13 при этом остается постоянной. Благодаря различным условиям перемешивания топлива с окислителем в горелке 2 происходит непрерывное изменение длины факелов от максимального (заслонка 9 на подводе 6 к длиннофакельному коллектору 4 полностью открыта, а на подводе 5 к короткофакельному коллектору 3 заслонка 8 полностью закрыта) до минимального (заслонка 8 открыта, а заслонка 9 закрыта). В промежутки между этими моментами заслонки 8 и 9 открыты частично и топливо подается в обе ступеньки горелок 2. При этом длина факелов имеет промежуточную длину между минимальным и максимальным значениями.П р и м е р, Предложенная система косвенного радиационного нагрева металла была опробована на огневом стенде. Стенд представляет собой прямоугольную камеру, на торцовой стенке которой устанавливались две горелки 2 с регулируемой длиной факела типа ФСГ-Р. Оси горелок 2 направлялись на свод камеры так, чтобы факелы ддстилались на свод. Расход газа составлял 73 м /ч, тепловая нагрузка стенда равнялась 0,74 МВт. Изменение длины факелов достигались путем переключения подводов 5 и 6 к горелкам 2 с длиннофакельного на короткофакельный, По оси одной из головок 2 на расстоянии 0,5 м от среза горелочного камня в своде была установлена термопара, измеряющая температуру поверхности свода.Были проведены исследования по измерению температуры свода при существующей и предлагаемой системе отопления,5 10 15 20 25 30 35 40 45 При существующей системе отопления переход работы горелок с короткофакельного режима на длиннокафельный осуществлялся в течение 0,5 мин, т,е. длина факелов в это время изменялась от минимального до максимального значения. При максимальной длине факелбв заслонка на подводе к коллектору длиннофакельной ступени была полностью открыта, а на подводе к коротко- факельной - полностью закрыта. При этом происходил разогрев части свода, удаленной от горелок, в течение 2,5 мин и выдержка в течение 2,5 мин. В этом время охлаждалась часть свода, расположенная вблизи горелок в течение 5 мин. Затем вновь осуществлялось изменение длины факелов в течение 0,5 мин от максимального до минимального значения. Заслонка на подводе к коллектору длин нофакельной сту-. пени принимала закрытое положение, а на короткофакельной - открытое. Происходил разогрев и выдержка части свода, расположенной вблизи горелок и охлаждение удаленной от горелок части свода, т,е. горелки 5 мин работали в короткофакельном и 5 мин в длиннофакельном режимах, общая. продолжительность цикла изменения длины факелов составила 10 мин, Температура свода в точке измерения колебалась от 1080 до 1240 С,При предлагаемой системе отопления выдержка при постоянной длине факела исключалась и непрерывное увеличение длины факелов от минимального до максимального значения осуществлялось в течение 1 мин, затем осуществлялось непрерывное изменение длины факелов от максимального до минимального значения в течение 1 мин. Затем цикл повторялся, В этом случае поворотные заслонки находились в непрерывном движении от полностью открытого до полностью закрытого состояния при сохранении в любой момент времени постоянного проходного сечения обеих заслонок. Общая продолжительность цикла составила 2 мин. В этом случае температура поверхности свода, измеряемая термопарой, изменилась от 1180 до 1240 С. Используя экспериментальные данные и методику расчета, получено, что по сравнению с прототипом (он же базовый) повысилась средняя температура свода на 30 С и уменьшилась величина тепла через косвенную поверхность (свод) на 29 за счет снижения потерь тепла на аккумуляцию кладкой свода. Использование предлагаемого технического решения обеспечивает по сравнению с прототипом интенсификацию нагрева металла за счет уменьшения1749679 Составитель Г. Воронинаедактор М. Кузнецова Техред М.Моргентал Коррект унд по изо 35, Ра оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гага 10 потерь тепла через косвенную поверхность и повышение уровйя тепловых потоков, падающих на нагреваемый металл.Формула изобретения 1. Система косвенного радиационного нагрева металла, содержащая горелки с регулируемой длиной факела, подключенные к коллекторам длиннофакельной и коротко- факельной ступеней с установленными на них поворотными заслонками, соединенными с исполнительным механизмом посредствомтяг; отл и ч а ю ща я ся тем, что, с аказ 2586 Тираж ВНИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, целью интенсификации нагрева металла за счет непрерывного регулирования длин факелов, она снабжена установленными на оси исполнительного механизма двумя ку лачками, выполненными с криволинейнымиповерхностями скольжения, взаимодействующими с тягами, причем сумма радиусов кривизны поверхностей скольжения кулачков в точке касания тяг постоянна.10 2. Система по п.1, о т л и ч а ю щ.а я с ятем, что поверхность скольжения кулачка выполнена в виде лекала или овала. Подписноеениям и открытиям при ГКНТ СССкая наб., 4/5