Подподовая топка и узел подключения ее к печи

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 17.08.76 (2 ) 2397075/22-02с присоединением заявки РЙно делам нэееретеннй н енрытнй(71) Заявитель Челябинский металлургический заводИзобретение относится к отопитель-ным устройствам термических и нагревательных печей металлургической и металлообрабатывающей промышленности,Известна конструкция подподовой топ 5 ки и узел подключения ее к печи, представляющая собой топку с вертикальным каналом, по ширине равным горизонтальному топочному каналу, т.е. узел подключения является вертикальным продолжением горизонтального топочного канала 1).Известна подподовая топка и узел. подключения ее к печи, содержащая горизонтальный топочный канал и расположенный у торцовой стенки топки вертикальный прямоугольный канал, соединяю-. щий топку с рабочим пространством печи 21.Недостатком этих устройств является 20 то, что теплоноситель (т,е. продукты горения) выходит в рабочее пространство отдельными потоками, в результате чего металл, находящийся в печи, греется преимущественно вблизи этих потоков, амежду ними отстает в нагреве, т.е, наблюдается картина.полосчатого нагрева,Цель изобретения - повышение равномерности и скорости нагрева садки за счет создания сплошного потока теплоносителя, равномерно смывающего садку.Цель достигается тем, что стороны вертикального канала в сечении составляют соответственно 0,20-0,40 и 1,8- 3,2 ширины горизонтального канала.На фиг. 1 показана топка, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1; на фиг. 4 - поля скоростей в горизонтальном сечении вертикального канала, при а=0,25; в=1,6; на фиг, 5 - то же, при а=0,25; в=0,8; на фиг. 6 - то же, при а=1,1; в=0,8.Узел подключепя к подподовой топки 1, состоит из горелки 2, вертцкальпых каналов 3, рабочего пространства лечи 4, рециркуляционного канала 5.15 Устройство работает следующим образо м.Поток течлопосителя (продуктов горения), ударяясь о стенку вертикальногоканала, растекается по ней во все стороны, кроме низа. Горизонтальные составляющие растекающегося потока, встречаясь с боковыми стенками каналов, поворачивают вверх и выходят в печноепространство,1 ОВ результате теплоноситель выходитв рабочее пространство печи широкимпотоком. Между вертикальными каналамисоседних топок остается только тонкаяперемычка. Потоки из соседних топоксмыкаются вскоре после выхода из вертикальных каналов и двигаются в рабочем пространстве печи единым потоком,равномерно нагревая металл.Узел подключения топки к рабочемупространству печи может быть применен,например, в рециркуляционной камернойпечи для отжига проката. Такая печьимеет длину рабочего пространства 7/10 мширину 2,5-3,0 м. Средний расход природного газа 200 нм/ч. Минимальныйрасход газа 40 нм /ч. Для создания рециркуляции продуктов горения необходимо обеспечить дальнобойность струи продуктов горения, образуемой горелкой, не30менее 5-6 м, Такую струю образуетдвухпроводная горелка с соплом диаметром 50-60 мм. Минимальный регулируемый расход газа через нее при давлениивоздуха 600-800 мм вод.ст. (79,835106,4 кН/М ) 10 нмЗ/ч.,Следовательно, печь должна бытьоборудована не более чем четырьмягорелками и таким же количеством подподовых топокШирина подподовой камеры в такойпечи определяется углом раскрытия факела и обычно составлчет 600-700 мм.Общая ширина канала, подключающего45топку к рабочему пространству, для печидлиной 10000 мм согласно предлагаемойконструкции складывается из ширины топки и двух каналов ширины в, т.е. 700+2 в.Принимая в=1,1 от ширины топки, тогдаобщая ширина канала равна 700+2 ф 1,1 700=2240 мм.Суммарная ширина каналов четырехтопок 8960 мм, Тогда расстояние междуканалами, подключающими топку к рабочему пространству печи, можно сделатьне более 100 мм.Для печи длиной,7000 мм параметр,в составляет 0,65 от ширины топки,т,е, 455 мм; общая ширина канала, подключающего топку, - 1600 мм, 4 - х каналов - 6400 мм, т.е. тоже обеспечиваетсл малое расстояние между соседними каналами.Параметр а для данных каналов при длине печи 10000 мм - 0,30, т.е.700 х 0,30=210 мм; для печи длиной 7000 мм - 0,40, т.е. 700 х 0,40=280 мм.Отношения размеров каналов к ширине, указанные в заявке, являются оптимальными и получень 1 в результате экспериментальных исследований, Увеличение размера в сверх предложенной величины ведет к разделению потока теплоносителя после удара о торцовую стенку топки на три струи: одна по центру вертикального канала и две по краям (см. фиг. 4). Такал неравномерность потока теплоносителя проводит к неравномерности нагрева садки, Уменьшение размера в сверх предложенного приводит к появлению промежутков между потоками соседних топокУвеличение размера д сверх предложенного приводит к тому, что крал потока, увеличиваясь по тогнцине, приближаются к садке, что неизбежно приводит к перегреву последней вблизи этих участков (см. фиг, 6), Уменьшение размера а сверх предложенного приводит к увеличению потерь энергии потока на местных сопротивлениях (сужение) и к уменьшению количества движения теплоносителя, вносимого в рабочее пространство печи. Это в свою очередь приводит к замедлению нагрева садки.В результате изменения конфигурации и расположения каналов, подключающих топки к рабочему пространству печи, значительно повьпнается равномерность нагрева металла по длине печи, что приводит к резкому улучшению качества термообработки, сокращает время нагрева садки и, как следствие, экономится топливо, уменьшается обезуглероиенный слой на металле и увеличивается производительность печи.Формула изобретенияПодподовая толка и узел подключения ее к печи, содержащая горизонтальный топочный канал и расположенный у торцовой стенки топки вертикальный прямоугольный канал, соединяющий топку с рабочим пространством печи, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью708124 5повышения равномерности и скорости нагрева садки, стороны вертикального канала в сечении составляют соответственно 0,20-0,40 и 1,8-3,2 ширины горизонтального канала.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Кривандин В. А. и Марков Б, Л, Металлургические печи. М., Металлургия", 1967, с. 474, р. 29. 5 2. Справочник конструктора печейпрокатного производства. Т. 2. М., Металлургия", 1970, с. 875, р. ХХХ 1-40,д. 4/5 Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проекты 8466/32 Тираж,671 ЦНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, Раушск одписноеа СССРий