Отжиговая печь

/00 Т СССРТНРЫТИИ ИСАНИЕ ВТОРСКОМУ С ОБРЕТЕН с ТЕПЬСТ с стекздат,4 ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ(72) В.Г.Аббакумов, А.Г.Белогрудов, С.И.Вельсин, Ю.Л.Голод, А.А.Куликов, Г,А.Тараканчиков и А.К.Балашов (71) Всесоюзный институт огнеупоров и Казахский завод алюмосиликатных иэделий "Казогнеупор"(56) 1. Сиваш В. Г., Кузнецова Е.А. Использование вторичных энергетических ресурсов на туннельных печах, -"Огнеупоры", 196, У 12, с. 18.2. Галдина Н.М., Черника Л.Л Электроплавленные огнеупоры для ловаренных печей, М., Стройтехи 1975 (прототип). 801150460(54) (57) 1. ОТЖИГОВАЯ ПЕЧЬ, содержащая последовательно размещенные узел загрузки, высокотемпературную зону и зону охлаждения с подвижным подом, системы подачи топлива и окислителя, систему отвода продуктов горения, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества изделий и снижения их себестоимости, печь выполнена с зоной подогрева пода, расположенной перед высокотемпературной зоной, а узел загрузки - в виде проема в своде, снабженного подвижной крышкой.1150460 2. Печь по п.1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что зона подогрева пода выполнена в виде туннеля с канализированным подом и регулирующими отверстиями,3, Печь по п.1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что она снабжена упИзобретение относится к металлургии и строительной промьппленности иможет быть использовано для термообработки плавленолитых огнеупоров.Известны туннельные печи с подвижным подом, содержащие систему подачи топлива и окислителя, системуотвода продуктов горения 1 .Под с установленной на нем садкойизделий после узла загрузки поступает,10в форкамеру, которая служит для герметизации печного пространства такимобразом, что в момент открывания печной двери дверь форкамеры закрыта,что затрудняет проникновение волн сжа"15тия в печное пространство. ДалеЕ подвместе с садкой поступают при температуре окружающей среды на вход печи.Продвигаясь к высокотемпературной зо"не выдержки, они нагреваются по заданному режиму. После зоны выдержкиони попадают в зону охлаждения и потом на узел выгрузки. Такие печи немогут реализовать необходимый режим, отжига плавленолитых изделий, так 25как из технологических соображенийони должны за максимально короткийсрок попадать в зону печи с температурой порядка 1500 С,оНаиболее близкой по технической ЗОсущности и достигаемому результатук изобретению является туннельнаяпечь отжига бакоровых изделий, имеющая систему подачи топлива и окислителя (топливом служит природный газ),систему отвода продуктов горения,выполненную в виде дымовых каналов.Высокотемпературная зона расположена в головной части печи и отделяется от окружающей среды и зоны охлаждения водоохлаждаемыми шиберами.Узлы загрузки и выгрузки расположенысоответственно в начале (перед высокотемпературной зоной) и в конце пелотнительным устройством, размещенным перед зоной подогрева.4. Печь по п.1, о т л и.ч а ю - щ а я с я тем, что она снабжена регулирующим шибером в системе отвода продуктов сгорания для перемещения нулевого давления к месту загрузки. чи и выполнены в виде. кран-балок. Подвижный под выполнен в виде состава вагонеток со сплошной футеровкой. Загрузка печи осуществляется следующим образом: вагонетка устанавливает. ся перед шибером высокотемпературной зоны; изделия, освобожденные от литейной формы, по одному устанавливаются на вагонетку (процесс длится более 30 мин), поднимаются шиберы, и вагонетка проталкивается в высоко- температурную зону (одновременно с этим соответственно одна вагонетка выталкивается из высокотемпературной зоны); оба шибера опускаются 21 .В этой туннельной печи операция загрузки осуществляется при температуре окружающей Среды и длится достаточно долгое время, что вызывает большие температурные напряжения как в изделиях, так и в футеровке вагонеток, особенно при их попадании в высокотемпературную зону. Это, в свою очередь, быстро приводит футеровку в негодность, а в изделиях появляются трещины и сколы, За время загрузки в изделиях формируется структура наиболее ответственной части - рабочей поверхности. Известно, что чем интенсивнее телообмен, тем быстрее при прочих равных условиях "нарастает" твердая корка, Кроме того, пористость меньше там, где скорость "нарастания" корки меньше. Такая загрузка способствует формированию рабочей части изделий с повышенной дористостью (то же можно сказать и о других показателях качества). Кроме того, в изделиях формируются при интенсивном теплообмене большие остаточные напряжения,которые негативно влияют на эксплуатационные свойства, Помимо этого,шибер, отделяющий высокотемператур3 11504ную зону от окружающей среды, пропус,кает большой поток тепла и атмосферного воздуха, что создает неоднородность температурного поля внутри высокотемпературной зоны, которая также является причиной появления остаточных напряжений в изделиях и создает дополнительные тепловые потери,которые требуют компенсации. Дискретное проталкивание состава вагонетокна длину одной вагонетки приводит кпоявлению в изделиях больших термонапряжений. Во время открывания шибера, проталкивания вагонетки и закрывания шибера однородность температурного поля в высокотемпературной зоненарушается за счет лучистого потокаиз печи и подсоса атмосферного воздуха через открытое сечение печи,чтонарушает режим отжига (идеальным стехнологической точки зрения является режим, при котором температура вовсей высокотемпературной зоне посто"янна), особенно велик отрицательныйвклад подсоса атмосферного воздуха.К тому же шиберы, отделяющие высокотемпературную зону, подвергаются воздействию высоких температур, что вызывает необходимость их водяного охлаждения. Такое техническое решениеЗОявляется ненадежным - шиберы частовыходят из строя.Цель изобретения - повышение качества изделий и снижение их себестоимости,Поставленная цель достигаетсятем, что отжиговая печь, содержащаяпоследовательно размещенные узел загрузки, высокотемпературную зону изону охлаждения с подвижным подомсистемы подачи топлива и окислителя,систему отвода продуктов горения,выполнена с зоной подогрева пода, расположенной перед высокотемпературнойзоной, а узел загрузки - в виде прое.ма в своде, снабженного подвижной :крьппкой.Зона подогрева пода выполнена ввиде туннеля с канализированным подоми регулирунзцимн отверстиями.При этом печь снабжена уплотнительным устройством, размещенным перед зоной подогрева,Кроме того, печь снабжена регулирующим шибером в системе отвода продуктов сгорания для перемещения нулевого давления к месту загрузки.Узел загрузки, расположенный вначале высокотемпературной зоны, ко 60 4торый выполнен в виде проема, снабженного подвижной крьппкой, позволяет сократить до минимума время интенсивного теплообмена изделия с формой и окружающей средой, что в свою очередь положительно влияет на микроструктуру рабочей части изделий (понижается пористость и пр,) и не дает возможности сформироваться сколько- нибудь значительным остаточным напряжениям и временным напряжениям, могущим привести к появлению брака в иэделиях.Зона подогрева пода состоит иэ туннеля с подвижным канализированным подом, причем высота туннеля такова,что значительная часть отводимого потока продуктов горения движется по каналам пода, куда она попадает через входные отверстия, расположенные на поверхности пода, Такая конструкция позволяет: подогреть под по заданному режиму (исключающему появление опасных термонапряжений) за максимально короткое время, тем самым сократить длину зоны подогрева пода до минимума, повысить, в конечном счете, производительность печи и .увеличить межремонтный период эксплуатации печи; создать однородное температурное поле в высокотемпературной зоне.Туннель зоны подогрева пода содержит регулирующие отверстия, уп-равляющие режимом подогрева пода. Они выполнены, например, в своде и могут работать в трех режимах: через отверстия осуществляются отбор продуктов горения, через отверстия осуществляется вдув холодного воздуха; комбинация первых двух режимов. Регулирующие отверстия позволяют эффективно выводить зону подогрева пода на требуемые параметры работы при запуске печи и при смене режимов работы.Уплотнительное устройство, расположенное перед зоной подогрева пода, при необходимости легко снимается и выполнено, например, в виде натянутой на ролики по принципу транспортера ленты, которая прижимается к поду и движение которой по вращающимся роликам происходит эа счет силы трения. Такое устройство закрывает входные отверстия каналов части пода, находящейся перед зоной подогрева пода, и уменьшает подсос в систему отвода продуктов горения атмосферного воздуха, что позволяет. тов горения; узел 14 загрузки выЭсократить энергоэатраты в системе от- полненный в виде проема 15, снабженвода продуктов горения. ного подвижной крышкой 16 с гидрозаузел загрузки снабжен устройством твором манипУлятоРа загРУзки 17 и5перемещения нулевого давления к мес- устройства перемещения нулевого давту загрузки, которое выполнено, ка- ления 18; систему 19 регулированияпример, в виде управляющего шибера охлаждения, выполненную в виде отв системе отвода продуктов горения, верстий 20 с отводящими гаэоходамиПеред началом загрузки управляющий 1 О 21 (конструкцией предусматриваетсяшибер перекрывает, например, часть возможность подачи части отобранногосечения газохода системы отвода подогретого воздуха в горелки), снабпродуктов горения, что приводит к женными регулирующими шиберами 22;такому перераспределению давления в уплотнительное устройство 23, состояпечном пространстве по длине печи, щее из подвижной ленты 24 и вращаю 15что под крышкой узла загрузки дав- Шихся роликов 25. Печь заполнена изление равно атмосферному, Это позво- делиями 26. Зона подогрева пода 1ляет исключить подсос атмосферного состоит из туннеля 27 с регулирующивоздуха в высокотемпературную зону ми отверстиями 28, Система подачи(тем самым сокращаются тепловые поте топлива содержит горелки 29.20ри, требующие компенсации), а также Печь работает следующим образом.минимально исказить однородность Высокотемпературная зона 2 и зонатемпературного поля. охлаждения 3 заполняются отожженнымиЗона охлаждения снабжена системой изделиями 26. Печь выводится на тререгулирования охлажденияизделий, буемый тепловой режим работы, Это осувыполненной в виде отверстий с отво- ществляется за счет работы системыдящими гаэоходами, снабженными регу- подвода топлива 10, окислителя 11,лирующими шиберами. Регулировка Ре- системы 19 регулирования охлаждения.жима охлаждения предусматривается, После этого начинается загрузка печитак как загрузка печи изделиями мо" изделиями 26 либо освобожденными отжет быть на достаточно длительное литейной формы и прибыли, либо вместевремя прекращена (из-за остановки с ними (в зависимости от условийработы плавильной печи), и на этот производства). Загрузка может произсрок система регулирования позволит водиться как при движущемся, так исохранить требуемый тепловой режим при остановленном поде. Устройствомв печи. Такая конструкция печи поз" И перемещения нулевого давления 18 нуволяет поддерживать требуемый тепло- . левое давление в печном пространстве,вой режим в печном пространстве прак находящееся до начала загрузки в ратически без затрат энергии, только йоне расположения горелок 29, перемеза счет тепла, выделяемого изделия- щается к подвижной крышке 16, Последми, а топливо подводить только при40няя поднимается, манипулятор загрузвыводе печи на требуемый стационар- ки 17 опускает изделие 26 через проемный режим работы и в случае прекра в печное пространство и устанавлищения загрузки печи изделиями на вает на под 6. Подвижная крышка 16достаточно длительное время. опускается. Нулевое давление в печномНа чертеже представлена отжиговаяпространстве устройством. перемещенияпечь, вид сбоку, разрез. нулевого давления 18 сдвигается в раОтжиговая печь содержит последова. йон расположения горелок 29. При слетельно расположенные зону подогрева дующей загрузке операции повторяются.пода 1, высокотемпературную зону 2 На участке разгрузки 4 манипулятороми зону охлаждения 3, участок раз разгрузки 5 изделия 26 снимаются сгрузки 4 с манипулятором разгрузки пода 6,5, печной под 6, состоящий из футе- Предлагаемая отжиговая печь обесрованных вагонеток 7, выполненных с печивает режим отжига, позволяющийканалами 8 и входными отверстиями 9, получить структуру рабочей части иэсистему подвода топлива 10 и окис делий с низкой пористостью; получатьлителя 11, устройство герметизации иэделия без остаточных напряжений,выхода, выполненное в виде воздушной снизить процент брака, сократить расзавесы 12, систему 13 отвода продук ход топлива, сократить отводимые для7 1150460 8участка отжига производственные пло- личения срока службы плавленолитыхщади, сократить время отжига и тем изделий, снижения брака, сокращениясамым повысить производительность пе. расхода топлива, сокращения производ.чи, исключить тяжелый физический ственных площадей, Таким образом,труд рабочих, Экономический эффектулучшается качество и увеличиваетсяот внедрения в производство новой от- объем выпуска изделий за счет ростажиговой печи достигается за счет уве- производительности.Составитель Л.МацукРедактор Т.Колб Техред Т.Фанта Корректор Е.СирохманЗаказ 2089/29 Тираж 570 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4