Система ускоренного охлаждения муфельных колпаковых печей

Союз Советск ниСоциалнстическииРеспублик ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУаа делан изабретеиий и аткрытий(72) Авторыизобретения 54) СИСТЕМА УСКОРЕННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МУФЕЗЬНЫХ КОЛПАКОВЫХ 11 Е ЧЕЙ Изобретение относится к устройст- вам для ускоренного охлаждения металла под муфелем колпаковых печей и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности.Известна колпаковая печь, оборудованная системой ускоренного охлаждения садки в атмосфере зацитного газа под муфелем печи. К таким системам относятся воздушные колпаки с вентиляторами, позволяющие сократить время охлаждения на 10-157, орошаемые водой и ребристые муфели, сокращаюцие время охлаждения при 45-507., водоохлаждаемые конвекторные кольца и другие 13Однако применение таких систем охлаждения ограничено сравнительно небольшим сроком службы охлаждающих труб, подверженныхв процессе откига сильным термическим ударам.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система охлаждения защитного газ с вынесенным иэ рабочего пространства теплообменником, содержащая холодильник, вентилятор для осуществления принудительной циркуляции эацитного газа между подмуфельным пространством печи и холодильником, фильтры охлаждающей воды и охлаждаемого газа, систему водяных и газовых трубопроводов, вентили и дроссельные клапаны; одна такая система обслуживает один стенд колпаковой печи 123.К недостаткам такой системы относятся тяжелые условия работы, заключаюциеся в прерывистом графикеработы и высокой температуре циркулирующего газа на входе в холодильник, что приводит к большим термическим напряжениям в холодильникев начале процесса охлаждения и выходу его из строя малый коэффициентиспользования системы, простаивающей в периоды нагрева и выдержки90009 металла под колпаком, в начале процесса охлаждения садки, а также во время загрузки и разгрузки стенда а также невозможность интенсифицировать процессы нагрева и охлаждения садки, а также сократить удельный расход энергии на нагрев металла за счет осуществления массо- обмена газовыми средами между нагреваемой и охлаждаемыми садками.Цель изобретения - ускорение процессов нагрева и охлаждения металла в колпаковых печах и сокращение удельного расхода энергии на его нагрев. 1Указанная цель достигается тем, что известная система ускоренного охла дения муфельных печей колпаковых печей, содержащая трубопроводы, дроссельные клапаны, циркуляционный вентилятор, холодильник, вход которого связан трубопроводами через дроссельные клапаны с подмуфельным пространством, а выход - через циркуляционный вентилятор - с трубопроводами устройства подвода защитного газа и выхлопные патрубки, снабжена смесителем, вход которого связан трубопроводами через дроссельные клапаны с подмуфельными простран-ствами нескольких печей, а выход - с холодильником, и дополнительным вентилятором, вход которого связан с выходом смесителя через холодильник, а выход - трубопроводами через35 дроссельные клапаны - с устройством подвода защитного газа. Кроме того, на входе и выходе устройства подвода защитного газа установлены температурные датчики, а на каждом выхлорном патрубке установлен газо- анализатор.Использование одной системы для охлаждения нескольких стендов колпаковых печей обеспечивает непрерыв 43 ный график работы холодильника и циркуляционного вентилятора практически при неизменных и более низких, чем при работе с одним стендом, температурах, что позволяетЗО избежать тепловых ударов и термических напряжений, повысить срок службы охлаждающего оборудования.Оборудование системы дополнительным вентилятором и обводными каналами с дроссельными клапанами позволяет за счет использования тепла охлаждаемого металла сократить продолжительность процесса нагрева ме 6 4талла и расход энергии, а за счет Жижения температуры газа на входев холодильник уменьшить продолжительность процесса охлаждения садки,повысить срок службы и улучшить условия эксплуатации холодильника защитного газа.С целью определения оптимальногодля всей системы времени работыконтура циркуляции, организованногодополнительным вентилятором, на подходящих к стендам и отводящих трубопроводах предусмотрены температурные датчики. Сигналом на отключениедополнительного контура циркуляции является превышение температурыгаза на выходе из печи над температурой газа на ее входе,На выхлопном патрубке стенда сцелью экономии защитного газа пригарантированном качестве поверхности отожженного металла предусмотрена установка газоанализатора, попоказаниям которого автоматическизакрывается дроссельный клапан на,выхлопном 1 патрубке.На чертеже представлена системаускоренного охлаждения под муфелемколпаковых печей.Система включает смеситель 1,вход которого связан трубопроводамичерез дроссельные клапаны 2-4 с выходяцими из подмуфельных пространствстендов А, В и С патрубками, а выход - через холодильник 5 защитногогаза, вентилятор Б и дроссельныеклапаны 7-9 - с входящими в подму-.фельные пространства стендов патрубками.Система также имеет дополнительный вентилятор 10, вход которого связан с выходом смесителя 1, а выход -трубопроводами через дроссельныеклапаны 11-13 с трубопроводами системы подвода в рабочие пространства печей защитного газа. Выхлопные патрубки стендов оборудованы дроссельными клапанными вентилями 14-16 и газоанализаторами 17-19. На подводяцих к рабочему про - странству стендах и отводящих патрубках установлены температурные датчики 20-22 и 23-25, соответственно. На трубопроводе подачи охлаждающей воды перед холодильником установлен водяной фильтр 26 и последовательно соединенные с ним дроссельная заслонка 27 и счетчик 285 1 О 15 20 25 35 40 45 50 55 расхода воды. Холодильник 5 оборудован манометром 29 для аварийного отключения подачи воды. Вход вентилятора 6 связан через дроссельную заслонку 30 с патрубком подвода газа.В случае обслуживания трех стендов, на одном из которых (стенд А, осуществляется нагрев садки, а на двух других (стенды В и С) - охлаждение, система работает следующим образом.Вентилятор 6, создавая раэряжение на выходе из холодильника 5, осуществляет циркуляцию защитного газа по замкнутому циклу: дроссельные клапаны 8 и 9, стенды В и С, клапаны 3 и 4, смеситель 1, холодильник 5, вентилятор 6. Вентили 15 и 16 на выхлопных патрубках закрыты. Циркулирующий газ, отбирая тепло у садки, отдает его водоохлаждаемым элементам холодильника.На стенде А в начале процесса нагрева клапан 14 на выхлопной трубе открыт, а клапаны 7 и 2 закрыты. Включают дополнительный вентилятор 1 О, который, отбирая часть нагретого в охлазщакцчихся садках газа, после смесителя 1, через открытый клапан 11, посылает его в подмуфельное пространство стенда А и далее через выхлопной патрубок - на свечу, Это происходит до тех пор, пока, следуя сигналу с газоаналиэатора 17 при отсутствии примесей в составе газа, клапан 14 закроется, а клапан 2 откроется. После этого гаэ циркулирует по контуру: дополнительный вентилятор 10, клапан 11, стенд А, клапан 2, смеситель . По сигналу датчиков температуры 20 и 23 при достижении температуры 1С клапаны 2 и 11 закрываются, клапан 7 открывается, дополнительный вентилятор 10 выключается.11 о окончании процессов нагрева и выдержки металла на стенде А открывается клапан 2, начинается процесс ускоренного охлаждения садки по контуру: вентилятор 6, клапан 7, стенд А, клапан 2, смеситель 1, холодильник 5. На стенде Б после окончания процесса охлаждения в начале процесса нагрева включается дополнительный вентилятор 10, закрываются клапаны 8 и 3, открываются клапа. ны 12 и 15 и далее, как было показано выше. Подпитка системы газом осуществляется централизованно через дроссельную заслонку 30.Охлаждающая вода непрерывно циркулирует по контуру, включающему: счетчик 28, дроссельную заслонку 27, фильтр 26, холодильник 5,.слив. Для аварийного отключения воды, в случае попадания ее в газовую магистраль предусмотрена установка манометра 29, по сигналу которого при резком повышении давления автоматически закроется заслонка 27.Расчеты показывают, что применение системы ускоренного охлаждения металла под муфелем колпаковых печей для работы с двумя и больше стендами и использование в них тепла охлаждаемой садки для предварительного нагрева другой циркулирующим защитным газом, минуя холодильник, позволяет не менее, чем на 107 сократить продолжительность нагрева металла, на 5-7 Ж снизить удельный расход энергии, повысить коэффициент использования и срок службы оборудования,для скоростного охлаждения садки колпаковых печей. Формула изобретения 1. Система ускоренного охлаждения муфельных колпаковых печей, содержащая трубопроводы, дроссельные клапаны, циркуляционный вентилятор, холодильник, вход которого связан трубопроводами через дроссельные клапаныс подмуфельным пространством, а вы,ход - через циркуляционный вентилятор - с трубопроводами устройства подвода защитного газа и выхлопные патрубки, о т л и ч а ю щ а - я с я тем, что, с целью ускорения процессов нагрева и охлаждения металла и сокращения удельного расхода энергии, система снабжена смесителем, вход которого связан трубопроводами через дроссельные клапаны с подмуфельными пространствами нескольких печей, а выход - с холодильником, и дополнительным вентилятором, вход которого связан с выходом смесителя через холодильник, а выход - трубопроводами через дроссельные клапаны - с устройством подвода защитного газа.2. Система по и. 1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью9 ООО 96 Сос тавнтель В. БербеневТехред Ж.Кастелевич Коррек ед ак Т.Киселе Стец Заказ 12161 7 Тираж 641ВНИИ 1 И Государственногопо делам изобретений113035, Москва, Ж, Р Подписномитета СССРкрытийкая наб д. 4/5 иал 11 Ш "11 атент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 регулирования времени работы контура циркуляции, на входе и выходеустройства подвода защитного 1 азаустановлены температурные датчики. 3 Система по п. 1, о т л и ч а ю а я щ с я тем, что, с целью регули ова у р вания количества отходящих газов на к Э аждом выхлопном патрубке установлен газоанализа аторИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Аптерман В.Н. Двейрин Е,Г.Тымчак В.М. Колпаковые печи, М.,% "Металлургия", 1965, с, 114-135.2. Системы ускоренного охлаждения рулонов стальной полосы. Экспрессинформация ЦНИИТЭИЧМ, сер. 13,