Способ утилизации защитного газа при термообработке металла в отделении колпаковых печей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 7/00 С 21 Р 1/7 51) 4 Г БРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ эводственное "ЮВЭцергочер ернявскии,анов,8) одство и прп -атмосфер,М,; ство СССР7/00, 1983,ТНОГО ГАЗ В ОТДЕЛЕизаци ти к испольотходящегоВысокот м- отехническ экономияедующей Изобретение относится к способамутилизации защитного газа, в частности к использованию печного водорода,отходящего от колпаковых печей привысокотемпературном отжиге электротехнических сталей, и может быть применено в металлургической и машиностроительной промьнцленности,Цель изобретения - экономия энергоресурсов. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ(54) СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ЗАЩ ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ МЕТАЛЛА НИИ КОЛПАКОВЫХ ПЕЧЕЙ (57) Способ относится к защитного газа, в частно зованию печного водорода от колпаковых печей при пературном отжиге электр сталей, Цель изобретения энергоресурсов. Нагрев п зон 922 в колпаковой печи ца ь.цаьгг прц достижении предыдущей печью, цэ которой отбирают отработанный цо ород, темпе" ратуры 1050 С, что поэв,ляет отбират., водород, це цмеющцц врепцых примесей, и обеспечить повторное использование максимального количества водорода (расход водорода н процессе нагрева и выдержки максцмад 1 цый) н течение всего периода нагрева последующей печи, Печной водород используется при нагреве послецующей печи ньпэе 1050 С и до 1200 С, при выдержке 1200 С, а также прц охлаждении вплотьрдо 250 - 150 С, При достижении температуры нагрева последующей печи 850 С начинают добавлять в нее свежий водород, поскольку предыдущая печь переходит на стадию охлаждепя и снижения расхода свежего водорода, Компремирование отработанного водорода перед подачей в последующую печь до 60-150 кгс/м обеспечивает интенсивное перемешивацие и сокращение времени цикла обработки и повышение ее качества, 1 э.п.ф-лы, 1 ил,Нагрев последующей колпаковой печи начинают при достижении печью, иэ которой отбирают отработанный водород, температуры 1050" С, Это совмещение обеспечивает отбор печного водорода, не имеющего нредцых примесей; использование максимального количества (л 60 м /ч) печного водорода, отбираемого иэ печи, в течение всего периода нагрева последующейц 1, г., теисие максимально воз -можцого 1 эремеци ( 40 ч), а следовательно, максимальную зкономию энергоресурсов в течение одного цикла тер 5мообработки,оПри нагреве печи ниже 1050 С отбираемый печой водород содержит вредные примеси (СО, СО, НО, СН), образующиеся при разложении гидратаокиси магния и возгонке углеводородсодержащих компонентов, не удаленныхс поверхности металла (полосы) приобезжиривации,оПри нагреве печи выше 1050 С (до 151200 С) и при охлаждении от 1200 Сдо 150 С отбираемый печной водородне годержит вредных примесей и поэ -тому его можно повторно использоватьлри нагреве стали в последующей колпаковой печиОтсутствие вредных примесей в указанном интервале температур объясняется полцым удалением из печногообъема продуктов разложения гидрата 25окиси магния ц возгонкой углеводородов смазки,При температуре ниже 150 С металлне окисляется после распаковки печии, следовательно, отпадает цеобходимость в использовании водорода впечи.Эта температура является оптимальной для прекращения отбора и подачиводорода и обеспечивает сокращениецикла отжига и отсутствие окисленияметалла,Защитный газ в колпаковой печи,начиная с 1050 С и ца период выдержкии охлаждения до 150 С, содержит 40100 об.% Н прц влажности, соответоствующей точке росы (-20)-(-40) С,Печной газ ца выходе из такой же пеочи при нагреве до 1050 С содержит,об,%: СО 004 - 0,085; СО 0,050,65; СН 001 - 0,095; И 0,1 - 1,0;влажность соответствует точке росы(+40) - (-20) С; Н - остальное доо,100, Поэтому использование защитногогаза (печного водорода), сбрасываемого из печи в интервале температур1050-1200-150 С, для нагрева металлав послелующй колпаковой лечи до1200 С обеспечивает защиту поверхности металла от окисления,1 омпремнравацие печного водородаперед подачей в цсэследукацую печьв интерва ле давлений 60-150 кгс/мобеспечивает вправленное движение газон в колпаковой печи, надежное контактирование водорода с термообрабатываемым металлом и, тем самым, улучшает качество термообрабатываемого металла.При давлении водорода, подаваемо-, го в печь, ниже 60 кгс/м движение газа в печи замедляется, что увеличивает расход защитного газа на печь и уменьшает производительность печи.При давлении водорода, подаваемого в печь, выше 150 кгс/м нарушается герметичность уплотнений по периметру опорной части колпака, что приводит к утечке водорода из печи и необходимости увеличения его расхода на печь, к натеканию и подсосу кислорода воздуха во внутрь лечи, что вызывает окисление термообрабатываемого металла и образование взрывоопасной смеси внутри печи.Добавку свежего водорода к печному водороду, подаваемому в последующую колпаковую печь, производят при нагреве печи, начиная с температуры в ней 850 С,так как время нагреваопоследующей печи до 850 С практически равно времени нагрева печи, из которой отбирают печной водород отоЭ 1050 до 1200 С и выдержки при темоиературе 1200 С. При этом количество отбираемого печного водорода, подаваемого в последующую печь, составляет максимальное количество 60 м/ч для данного типа колпаковых печей. В период, когда в печи, из которой отбирают печной водород, начинается охлаждение, количество отбираемого печного водорода резко сокращается, т,е. при охлаждении в печь подают 10-15 м /ч водорода. Поэтому,оначиная с 850 С, в последующую колпаковую печь для нагрева подают смесь газов, состоящую из 10-15 м /ч печного водорода и 50-45 м /ч свежего водорода.Утилизация печного водорода обеспечит экономию энергоресурсов (электроэнергии, пара), материалов (катализатора, адсорбента, абсорбента, щелочей) и воды, необходимых для производства свежего газа.На чертеже изображена схема для осуществления способа утилизации защитного газа.На схеме обозначены две печи - печь 1 (предыдущая) и печь 2 (после30 Последовательное использование тягодутьевого устройства и эжектора в стадии подачи добавочного свежего водорода позволяет использовать печной водород, и тем самым, позволяет подавать в колпаковую печь газовую55 смесь, состоящую иэ печного и свежего водорода, подогретую до 150-200 С,Твмпература газовой смеси определяется по формуле дующая), которые снабжецы общим коллектором 3 подвода свежего водорода,Последний соединен с печью 1 трубопроводом 4, снабженным задвижкой 5,а с печью 2 - трубопроводом 6, снабженным задвижкой 7,Печь 1 снабжена трубопроводом 8для отвода водорода иэ объема печитановленным на нем регулирующим 10клапаном 9 и задвижкой 10, а печь 2 -трубопроводом 11 для отвода водородаиз объема печи с установленным нанем регулирующим клапаном 12 и задвижкой 13.15Печь 1 соединена с печью 2 линией, включающей трубопровод 14 всасываний (который соедицен с трубопроводом 8 между регулирующим клапаном9 и задвижкой 10) с установленнымина нем последовательно задвижками15 и 16, холодильником 17, тягодутьевым устройством 18 и трубопроводом19 нагнетания, который соединен спечью 2 двумя трубопроводами нагнетания, трубопроводом 20 с установленным на нем задвижкой 21 и трубопроводом 22, с установленными на немпоследовательно задвижкой 23, эжектором 24, задвижкой 25,Трубопровод 19 нагнетания соединен с трубопроводом 26 сбросной свечи и снабжен регулирующим клапаном27. Эжектор 24 соединен с трубопроводом 14 всасывания между задвижками15 и 16 трубопроводом 28 с установ 35ленным на нем задвижкой 29Коллектор 3 подвода свежего водорода соединен с трубопроводом 14всасывания между задвижкой 16 и холодильником 17 трубопроводом 30 с установленной на нем задвижкой 31.Тягодутьевое устройство 18 имеетбайпасный трубопровод 32 с задвижкой33, который соединяет трубопровод4519 нагнетания с трубопроводом 14 всасывания между задвижкой 16 и холодильником 17,Ч,С Чр Сгде Ч Ч - соответственно Объемысфсвежего и печного водорода, м/ч;соответственно темпера 1 ртуры свежего и печногоаводорода, С.Например, для Ч, = 50 м/ч, Чп10 мз/ч, Тс = 25 оС, , = 800 Симеемм = 166 С.Предлагаемый способ реализовалина двух колпаковых печах для высокотемпературного отжига рулонов электротехнической стали в атмосфере водорода, установленных в листопрокатном цехе,Перед проведением экспериментальных исследований начало стадии нагрева последующей колпаковой печи 2 совоместили с температурой 1050 С колпаковой печи 1, из которой отбиралипечнои водород.В первоначальный период на печах1 и 2, предварительно продутых азотом, запорные устройства и клапанызакрыты, газодувка не работает.В печь 1 после ее продувки азотоми включения электронагревателей (непоказаны) из коллектора 3 через, трубопровод 4 и задвижку 5 подавали60 м /ч свежего водорода.По мере заполнения печи свежимводородом в ней повьппалось давлениеи после достижения 40 кгс/м включали в работу регулирующий клапан 9,который сбрасывал печной водород через трубопровод 8 и задвижку 10 надожигание,Перед достижением 1050 С включалиэлектронагреватели печи 2, предварительно заполненной азотом, включалив работу тягодутьевое устройство 18,которое работапо на себя через байпасный трубопровод 32, задвижку 33и холодильник 17. Затем закрывали задвижку 10, открывали задвижки 15 и16, плавно прикрывали задвижку 33 ипечной водород из печи 1 по трубопроводу 14 отбирали тягодутьевым устройством 18 и подавали с давлением100 кгс/м по трубопроводу 19 насбросовую свечу через регулирукщийклапан 27 на дожигание.оПосле достиже ния 1050 С в печи 1открывали задвижку 21, и печной водород из печи 1 по трубопроводу 20 с(3 ;отором (.ежийоцо 1)о. сеИ(л(с)1пег 3 гоцоро;ом пе н ,;аслсымым эжекторм еред трубопровод(ЗЧЦ ГООПОРОДД В ттлй,печи 2 осуществлячи по тру.11 через ртгуттулцй клаацвжкуцл дожиглцие,воцород, отбирлемый изходящейся в это время С ( (1 1 И 1 Иб,т(р, т о,т(т ц 12 из г гц)й тт Е 1 тЛ(огггг 31 е (этот печной во;тород можно тгсцользозать цл колпаковых печах, :; х;н:(их (. в это время в стадии н.арв ) т тс т (зл ь л о в а 1 и е пр едл л г а е мо г о с и ос о( ОбссцЧгттО ПС)ЛуЧЕНГЕ ЗадаННЫХ (ой(т тезмообраблт 11,темого металцд: ( окрлщецис расхода свежего водо.) )тл цл 2 )80 мз на печь за цикт"ОО ч),1 рму:л из обретения 1, .пос(зб т)т загии защит(10э гад при тер (т)о 6 ратд:.гке металлы в отти поцци кзттггковых пе ей, включающий ( (бор защити(го газа из колпаковой (т чпроцес е обрдботкиподачу Д(,ЦИГЦОГО Гаэа т ПОСЛ(ДУГЦУЮ ПЕЧЬ ,:.т(тцо с цобдко( Свежего защитнот 1(л) тличлющийся глза цдчицлнт при температуре нагре 105( С 1: продолжают производить.1 О ( т(РЗ" ЕТ;Ь ЗЬГЕРжК 3 И ОХЛажДЕНИЯОдл;ест ж, гя температуры 250-150 С,злтем от 1 раемьгй здщитный газ компремируот и с давлением г 0-150 кгс/м 2полают в последупцую колпаковую печьОв пери(.д нагрева ее до 1200 С, адоб НКу СВЕжЕ О ЗащИтНОГО Гдэа В Этук:гковую (гечь начинают при доетижеОт( мперл; уры в печтг 850 С, причемк (честне вежего защитного газа111 ЦттЛУЕТСЛ ВОДОРОД е2. осе) по п. 1, о тл и ч а ю -и(,и с я тем, что в стадии подачиц бдвочцого свежего водорода в пос(егующую печь отобранные из печи вод(роп и добавляемый свежий водородкомремируют посредством тягодутьеного устройства и эжектора и подаютосмесь) нагретун до 150-200 С,т" и, что, с целью повышения экономичцг сти, отб и отабот;но(.о защитного1492204 равцов едактор А.Шишкина орре Подпис м но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Проиэводс Составитель К.НаумТехред М,Дидик Заказ 3863/43 Тирам 532 ВНИИПИ Государственного комитета по иэобрете 113035, Москва, Ж, Раушск