Методическая печь

(51)5 Р 27 В 9/22 АНИЕ ИЗОБРЕТЕ П сследовательскиргии Гончаров, В.Г. РыКияшко и А,В. Пет ство СССР22, 1982. тся повышеготовок, сниГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬЗТЙПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕХЕЛЬСТВУ(71) Донецкий научноинститут черной металл(56) Авторское свидетелМ 1057759, кл. Е 27 В 9/ Изобретение относится к металлургии, а именно к области нагрева металла перед прокаткой, и может быть использовано в нагревательных печах прокатного производства,Известна нагревательная печь, содержащая верхние и нижние камеры с горелками и огнеупорными перегородками, разделяющими рабочее пространство на зоны, вертикальный дымоотводящий канал и балки для перемещения металла,Недостатком печиявляется то, что каждую зону продукты сгорания покидают с достаточно высокой температурой и дальнейшая утилизация их тепла в пределах рабочего пространства печи не предусматривается.Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является нагревательная печь, содержащая рабочую камеру с зонами верхнегои нижнего нагрева, пере- жиМы и перегородки между зонами, верти 2(57) Сущность изобретения; методическая печь содержит рабочую камеру с зонами верхнего и нижнего нагрева, вертикальный дымоотводящий канал с частичным перекрытием его аркой. Перекрытие дымоотводящего канала выполнено в виде размещенных в двух ярусах арок с промежутками между ними для прохода дыма, Арки одного яруса расположены над (под) промежутками другого, а проходное сечение промежутков со стороны рабочего пространства составляет 1,05-1,1 площади промежутков со стороны дымоотводящего канала, 2 ил,Ьв кальный дымоотводящий канал с установленной над(под) ним аркой и перегородкой с отверстиями. Такая конструкция позволяет увеличить степень использования тепла дымовых газов непосредственно в рабочем пространстве печи за счет разогрева дополнительной поверхности арки и передачи от нее тепла излучением на поверхность нагреваемого меалла,Однако и в этой конструкции на участке дымоотводящего канала; не закрытого яркой, резко снижается теплоотдача излучением от кладки. Кроме того, арку необходимо выполнять, как правило, вдоль большей стороны сечения дымоотводящего канала, Например, в печи для нагрева заготовок длиной 10 м и расстояние между опорами арки, одной из которых является разделительная стенка на осипечи,"составит Свцше 5 м Целью изобретения явлие равномерности нагреважение расхода топлива и угара металла при ния в направлении поверхности нагреваеувеличении степени утилизации тепла ды- мого металла, Поскольку поверхностьмовцх газов в пределах рабочего простран- арок выполняет функцию промежуточноства печи. го теплообменника, интенсифицируетсяПоставленная цель достигается тем, что 5 теплоотдача от газов к поверхности нагрев методической печи, содержащей рабочую ваемого металла. Снижение температурыкамеру с зонами верхнего и нижнего нагре- дымовых газов на участке арочного перева, вертикальный дымоотводящий канал с крытия составляет 60 - 120 С, а среднемасограничивающим его сечение перекрытием, совая температура металла на этом участкеперекрытие выполнено в виде размещен дополнительно увеличивается на 40-60 С,ных в двух ярусах поперечных ярок, причем Это позволяет уменьшить тепловые нагрузарки в каждом ярусе установлены с зазором ки и температуру в последующих зонах и,одна относительно другой с перекрытием как следствие, снизить расход топлива изазоров одного яруса арками другого яруса, угар металла,апроходное сечение зазоров междуарками 15 На фиг, 1 показан профиль части метосо стороны рабочего пространства состав- дической печи со стороны окна выдачи; наляет 1,05-1,1 площади зазоров со стороныфиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1,дымоотводящего канала, Печь включает в себя эоны верхнего 1 и8 предложенной печи обеспечивается нижнего 2 обогрева, вертикальный дымоот.более равномерное распределение дымо водящий канал 3, установленные в нем аркивых газов в рабочем пространстве методи со стороны рабочего пространства печи ической зоны и по сечению дымоотводящего арки 5 со стороны дымоотводящего канала,канала, за счет чего уменьшаются подсосы глиссажные трубы 6, по которым перемещаатмосферного воздуха со стороны посада ющися нагреваемюе заготовки 7, которыезаготовок; увеличивается температура 25 поступают в печь через окно посада,кладки в методической зоне и дыма перед Печь работает следующим образом,дымоотводящим каналом, вследствие теп- Дымовые газы иэ зон 1 и 2 направляют- .лообмена между дымовыми газами, кладкой ся к дымоотводящему каналу 3, Перед переарок и нагревательным металлом увеличи-городками первого ярусаарок 4 потоквается степень утилизации тепла дымовых 30 дымовых гачов разделяется на отдельныегазовв рабочемпространствепечи,которое потоки, которые направляются в зазорыизлучением с поверхности арок передается между арками 4. Поскольку происходит тор-,непосредственно нагреваемому металлу можение потока арками яруса, увеличиваетувеличение в 1,05-1,10 проходного се- ся давление газов под сводом методическойчения зазоров для прохода дымовых газов в 35 зоны до 10-15 Па, а на уровне металла разярусе со стороны рабочего пространства, а режение уменьшается до нуля с пульсациязначит, соответствующее увеличение по- . ми до +2 Па, За счет этого прекращаютсяверхности арок другого яруса, перекрываю- подсосы атмосферного воздуха через окнощих эти промежутки, обеспечивает посада, увеличивается температура кладкиперекрытие всего сечения канала поверхно в методической зоне. Одновременно простью с максимальной интенсивностью излу- исходит разогрев поверхностей. арок 4, обчения в направлении нагреваемого ращенных к нагреваемой заготовке 7.металла, Кроме того, уменьшенное проход- Поскольку температура металла на этомное сечение во втором по ходу движения участке практически равна начальной темдымовых газов ярусе обеспечивает равенст пературе при посаде, идет интенсивное усво скоростей движения газов в каждом яру- воение тепла, излучаемого арками. Этосе, а значит, и минимальные потери напора приводит к снижению температуры поверхна местное сопротивление, . ности арок, что интенсифицирует теплоотТаким образом, установкой арок в двух . дачу от газов к поверхностям арок, а в целомярусах достигают равномерного распреде увеличивается интенсивность теплоотдачиления дымовых газов в объеме методиче- от газов к нагреваемому металлу. Далее,ской зоны и по сечению канала, чем проходя между зазорами арок 4, дымовыесущественно уменьшают подсосы атмос- газы встречаются с арками 5 второго яруса,ферного воздуха через окно посада загото- отдавая им тепло, которое излучением с повок, а значит, сохраняют высокий уровень 55 верхностей арок через зазоры между аркатемпературы дымовых газов на участке пе- ми 4 передается нагреваемому металлу.ред дымоотводящим каналом, Все сечение Череээаэоры междуарками 5 дымовые газыканала перекрыто арками, что существенно направляются в дымоотводящий канал 3.увеличивает теплоотводящую поверхность При этом на участке двух ярусов дымоотвос максимальной интенсивностью излуче- дящего канала температура дымовых газовснижается на 60-120 С, а среднемассовая нижним основанием арок первого яруса и температура нагреваемого металла допол- верхним основанием нижнего яруса составнительноувеличивается на 40 - 60 С. ляет 0,25 м, что обеспечивает проходноеВыбранное соотношение между про- сечение для дыма 4,5 м.. ходным сечением первого (по ходу газа) и 5 Уменьшение проходного сечения дцвторого ярусов 1,05 - 1,1 позволяет обеспе- моотводящего канала способствует увечить перекрытие арками второго. яруса - личению давления дцмовых газов в зазоров между арками первого яруса и со- методической зоне(под сводом зоны до 15- .хранить равенство скоростей дымовых 20 Па, на уровне металла до 0-5,0 Па) и газов в зазорах между арками. При темпе более равномерному распределению дцморатуре дымовых газов перед первым ярусом вых газов по сечению канала. За счет этого 900 - 950 Си снижении ее при проходе уча- устраняются подсосы воздуха в дцмоотвостка на 60 С объем дымовых газов эа счет дящий канал. Увеличивается на 120-150 С снижения температуры уменьшается перед температура кладки в. методической зоне и зазорами второго яруса в 1,05 раза, а при 15 дымоотводящем канале, что вместесувели-температуре 1050 - 1100 С и снижении ее на чением излучающей поверхности эа счет ус С объем газов уменьшается в 1,1 раз. тановки арок способствует снижению Проходное сечениедля дымовых газов меж- расхода топлива на 5 0-7,0. Увеличение ду арками ярусов составляет усредненйое температуры зэготовкйв"метьдйческой зозначение проходных сечений первого ивто не позволяет повысить равномерность ее рого ярусов. нагрева по сечению, отказаться отформироР качестве примера рассмотрим реали- ванных режимов нагрева и снизить темпезацию предложенного технического реше- ратурный уровень в сварочных зонах, что ния на методических нагревательных печах приводит к снижению "на 10-12 ь угара мекрупносортного стана, имеющего дьпчоот талла.вод в виде двух каналов сечением 3,0 х 3,0 мкаждый. Расход дымовых газов через каж- Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я дый канал при номинальных нагрузках со-Методическая печь, содержащая рабозставляет 30,0 тыс.м /ч, что соответствует их чую камеру с зонами верхнего и нижнего скорости 0,9 м/с Сечение каждого канала 30 нагрева, вертикальный дымоотводящий каперекрыли арками, расположив их в двух нал с ограничивающим"его сечейие пере- ярусах. В первом установили арку в центрЕ крытием, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с сечения шириной 0,6 м и на расстоянии целью повышения равномерности нагрева 0,48 м от нее по обе стороны установили заготовок, снижения расхода топлива и уга арки шириной 0,48 м, образующие со.стен ра металла при увеличении степени утиликами канала зазоры шириной 0,24 м. Во зации тепла дымовых газов в пределах втором ярусе установили четыре арки на- рабочего пространства печи, перекрытие против зазоров первого яруса (примыкаю- выполнено в виде размещенных в двух ярущие к боковым стенаМ канала ширинойсах поперечных арок, причем арки в каждом 0,25 м) и две напротив центральных зазоров 40 ярусе установлены с зазором одна относишириной 0,48 м. Отношение проходных се-тельно другой с перекрытием зазоров одночений верхнего яруса, площадь которого гоярусааркамидругогояруса,апроходноеравна 3,0 х (О;24+0,48+0,24) = 4,32 м 2, к про- сечение зазоров между арками со стороныходному сечению нижнего яруса, имеющего рабочего пространства составляет 1,05 - 1,1площадь 3,0 х(0,51+0,52+0,51) = 462 м, со площади зазоров со стороны дымоотводя 2. ставляет 4,62:4,32 = 1,07, Расстояние между щего канала.ГКНТ ССС изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 2756 ВНИИПИ Госуда Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5