Нагревательная печь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоввтсиикСоциалмстичесиикРеспублик оц 900086(51)М. Кл,Р 27 В 3(02 с присоединением заявки,1 й -Ркударотеаиай коиитвт СССР ло делам изобрвтвикй и открытийгазовоздушнстенках, отде Изобретение относится к металлургии, вчастности к печам для нагрева теплотехнически массивных изделий из титановых и жаропрочных сплавов под дальнейшую обработкудавлением,Известно устройство, в котором сжиганиетоплива осуществляют в слое,.заполненномшарами, равномерно размещенными в мелкодисперсном слое огнеупорного материала 111.Однако такое выполнение слоя не обеспечивает равномерное тепловыделение по еговысоте, так как выгорание топлива в основном заканчивается в нижней его части, Этоявляется причиной неравномерной теьвтературы по высоте излучающих экранов, отделяющих камеры предварительного сжигания согнеупорной засыпкой от рабочего пространства печи,близкой к предлагаемой является ная печь, содержащая камеры пред о сгорания с соплами для подачи ой смеси, выполненные в боковы ленные от рабочего пространства излучающими экранами и заполненные засып.кой из огнеупорного материала 2).Недостатком такой конструкции являетсяневозможность обеспечения равномерногонагрева изделий в печи, так как засыпка носит неупорядоченный характер, что не обеспечивает равномерное тепловыделение по высотеслоя, из-за выгорания топлива в его нижнейчасти.Цель изобретения - обеспечение равномерной температуры по излучающей поверхностиэкранов нагревательной печи.Поставленная цель достигается тем, что впечи, содержащей рабочую камеру, излучающиеэкраны и камеры предварительного сгораниятоплива с соплами подачи газовоэдушнойсмеси и с засыпкой из огнеупорного материа.ла, которые отделены от рабочей камерыизлучающими экранами, засыпка выполненаиэ нескольких слоев: ингибиторного с высотой (5 - 5,5)д и порозностью 0,195 - 0,205,нейтрального с высотой (12 - 12,5)д и порозностью 0,395 - 0,405 и каталитического с высотой (3 - 3,5)д и пороэностью 0,595-0,605,5 11 Э 36 33 М ЗЭ 40 43 30 3 9000где д - диаметр сопел, подающих газовоз.душную смесь в засыпку.На чертеже представлена конструкция пред.лзгаемой нагревательной печи,Печь содержит рабочую камеру 1, боковыестены 2 с камерами 3 предварительногосгорания, выполненными огнеупорной засыпкой 4, выполненной из нескольких слоев сизменяющейся по высоте порозностью и ма.териалом наполнителя, сопел 5, подающихгорячую смесь в засыпку, карборундовых излучающих экранов б, отделяющих камерыпредварительного сгорания от рабочей камерыи свода 7.Печь работает следующим образом.Подготовленная газовоздушная смесь черезряд сопел 5, расположенных в боковых сте.нахс определенным шагом, подается вкамеры 3 предварительного сгорания, где го.рит в огнеупорной засыпке 4. Выделяющеесятепло передается карборундовым излучающимэкраном б, Продукты полного сгорания изкамер 3 подаются встречными потоками настильно ча свод 7, Потоки встречаются вцентре свода и циркулируют в вертикальнойплоскости. Огнеупорная засыпка на высоте(5 - 5,5)д выполнена из ингибиторного материала, например хромомагнезита, с порозностью 0,195 - 0,205, затем на высоте (12 -11,5) д - из нейтрального материала, напримервысокоглинозема, с порозностью 0,395 - 0,405,и на высоте (3 - 3,5)д - из каталитическогоматериала, например никель-глинозема(ГИАП) с порозностью 0,595 - 0,605, гдед - диаметр сопел, подающих горячую смесь.При сжигании газообразного топлива полное выгорание газа (90%) с имеющей местона практике при неупорядоченной укладкепорозностью порядка 0,6 происходит в пределах высоты слоя около 5 - бд. что приводитк чрезмерному разогреву нижней части панели.В предлагаемой печи выбранная порозность0,195-0,205 приводит к переносу горения всредний и верхний слой. Нижний слой разогревается только за счет тепла, переданного отверхних слоев, теплопроводностью и частичноизлучением от граничного между нижним исредним слоем промежуточного ряда зерен,Материал-ингибитор предотвращает горениегаза внутри слоя несмотря на его разогревПри высоте слоя менее 5 д нагрев шаровнижнего слоя приводит к разогреву соответственно газовоздушной смеси в смесителе,Это, в свою очередь, вызывает проскок пламени внутрь смесителя, и наступает болееранее выгорание газовоздушной смеси и по- Нследующих слоях в связи с предварительнымнагревом смеси в смесителе. При высотенижнего слоя более 5,5 д не обеспечивается его достаточный прогрев, наблюдается охлаждение нижних рядов слоя и не обеспечивается необходимая степень накала нижней частипанели.Материал гранул второго слоя, например,глинозем, является нейтральным к процессугорения.Высота второго слоя принята равной (12 -12,5)д при порозности 0,395 - 0,405. При указанном значении порозности в слое поддерживается устойчивое горение, и оно частичновыносится в верхний слой. При высоте слояменее 126, горение с большей мере переносит.ся в верхний слой. В результате этого наблюдается перегрев верхней части панели ипоявляются продукты неполного сгораниянад торцом верхнего слоя форкамеры. Привысоте второго подслоя более 12,5 д, горениезавершается, в основном, в пределах этогослоя, При этом отмечается его сильный перегрев, что приводит к локальному разогревупанели в средней части,Высота третьего слоя принята равной (3 -3,5)д, Материал слоя обладает каталитическими свойствами, Порозность равна 0,595 -0,605, что обеспечивает благоприятные условиядля полного выгорания газа и равномерногоразогрева зерен. шаров.Несмогря на то, что торец наполнителяизлучает около 30% тепла, интенсивное горе.ние газовоздушной смеси в каталитическомслое обеспечивает интенсивный теплопереноск панели благодаря высокому значению (при.мерно 120 Вт/мф) коэффициента эффективной теллопроводности. Это позволяет поддерживать необходимую степень разогрева панели в верхней части, При уменьшении высотыслоя до значений менее Зд, над торцом фор.камеры отмечаются продукты неполногосгорания газа, и верхняя часть панели охлаждается. При увеличении высоты верхнего слояболее 3,5 д второй разогревается, в нем ин.тенсифицируется горение и теплоотвод к панели, Панель становится раскаленной в среднейчасти,Таким образом, предлагаемая конструкцияобеспечивает достижение высокой равномерности распределения температуры во всемобъеме печи и позволяет выдержать основныетребования технологии нагрева титановых ижаропрочных сплавов.Формула изобретенияНагревательная печь, содержащая рабочую камеру, излучающие экраны и камеры предварительного сгорания топлива с соплами подачи газовоздушной смеси и с засыпкойИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Нф 374377,кл. С 21 О 9/00, 1971.2, Равич М. Б. поверхностное горение, М.Л.Изд.-во АН СССР, 1946, с. 17, рис. 5. Составитель В, Смирнов . Техред З.Фанта Корректор С. Шекмар Редактор Т. Киселева Тираж 641 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д, 4/5 Заказ 12160/56 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 900086 4 из огнеупорного материала, которые отделены тического с высотой (3 - 3,5)д и порозностьв от рабочей камеры излучающими экранами, 0,595 - 0,605, где д - диаметр сопел. о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью обеспечения равномерной температурыпо излучающей поверхности экранов, засыпкавыполнена из нескольких слоев: ингибиторного с выс,той (5 - 5,5)д и порозностью0,195 - 0,205, нейтрального с высотой (12 -12,5)д и порозностью 0,395 - 0,405 и катали