Печь для нагрева изделий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл.з С 21 О 1/44 Р 27 В Э/00 С 21 О 9/663 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий) 1 ЯЯЯг,е "-а 4 атаа, Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени инстиэлектросварки им. Е,О,Патона(54) ПЕЧЬ ДЛЯ НАГРЕВА ИЗДЕЛИИ 2 Изобретение относится к конструкциям нагревательных печей и может быть использовано для нагрева бунтов, цилиндров и заготовок тороидальной формы под дальнейшую обработку давлением, а также для светлого отжига рулонов ленты в металлургии и машиностроении.Известны газовые кольцевые печи с вращающимся подом 1.Недостатками этих печей являются потери тепла и связанная с этим потребность.вповторйом нагреве объема.Для светлого отжига рулонов ленты используют колпаковые печи с передачей тепла от дымовых газов внутреннему муфелю, а от него нагреваемомуметаллу 2Такая ступенчатая теплопередача характеризуется низкой эффективностью.Наиболее близким к изобретению является печь для нагрева в жидком шлаке слитков перед прокаткой, содержащая рабочую камеру, кольцевой йод, горелку с соплом3).25Недостатком данной печи является низкая интенсивность нагрева за счет слабого перемешивания шлака.Цель изобретения - интенсификация процесса нагрева за счет лучшего пв- З 0 ремешивания нагревающей среды и обеспечения безопасных условий труда.Поставленная цель достигается тем, что в печи для нагрева изделий, содержащей корпус с крышкой, рабочую камеру, кольцевой под и горелки с соплами, горелки установлены в боковой стенке пода с соплами, выходящими внутрь рабочей камеры п 8 д углом 20-50 о к горизонталн и год углом 3-25 к касательной пода.Кроме того, корпус печи в верхней части по периметру снабжен козырьком, направленным к центру печи.На фиг. 1 изображена печь, вертикальный разрез; на фиг. 2 - то же, горизонтальный разрез; на фиг. 3 печь для нагрева цилиндров и отжига рулонов ленты.Печь для нагрева изделий содержит корпус 1 с рабочей камерой 2 цилиндрической формы, заполненной нагрева тельной средой 3 (например, жидким шлаком), с кольцевым подом 4, рабочая камера 2 в верхней части имеет защитный козырек 5, нагреваемое изделие 6 (например, бунты, тороиды,стопы рулонов). В боковой стенке 7 установлены горелки 8 в количестве не менее двух, при этом горелки расположе 95 б 579ны под углом 20-50 к горизонтали и тангенциально под углом 3-25 к касательной пода. В рабочем состоянии печь заполнена нагревательной средой 3 до уровня 9 и накрыта съемной крышкой 10. 5Печь работает следующим образом.Включают. водяное охлаждение сопел 11 горелок 8, выходящих в рабочую камеру 2. Затем, разжигают горелки 8. После этого, открыв крышку 10, в 1 О камеру 2 заливают жидкий шлак 3 до уровня налива 9, с помощью автоматики поднимают расходы горючего газа и воздуха до необходимых номиналов и разогревают шлак 3 до рабочих темпе ратур. Далее бунт б с помощью клещевого захвата помещают тельфером в рабочую камеру 2 печи и закрывают крышку 10. Начинается процесс разогрева бунта. В процессе нагрева горелками шлака 3 он начинает двигать ся по кругу, подгоняемый истекающими из сопел 11 горелок 8 факелами, Горелки 8 установлены под углом к го, -Оризонтали 20-50 . При таком расположении горелок расплаву передается наибольшее количество движения. При угле наклона горелок 8 меньшем 20 факел покидает расплав, не успев передать ему всю кинетическую энергию, а при угле наклона горелок 8 большем 50 О струи факела перемешивают шлак 3 больше в вертикальном направлении, чем в горизонтальном, что замедляет круговое движение всей массы шлака,Одновременно горелки 8 располагаются в стенке 7 тангенциально подоуглом 3-25 к касательной. Такое размещение горелок способствует наилучшему перемешиванию шлака в горизон-тальной плоскости и придает ему на-, 40 ибольшее вращение. Если угол наклона горелок 8 к касательной меньше 3 , то факельные струи могут разру шать стенку 7. Если же угол наклона горелок 8 в горизонтальной плоскос ти больше 25 ,то вращающееся воздействие факельных струй на шлак 3 снижается. Возбуждаемые в шлаковой ванне циркуляционные потоки обеспечивают тщательное перемешивание распла ва, тем самым усредняя температуру по его объему и интенсифицируя теплопередачу между шлаком 3 и нагреваемым изделием б, За счет того, что угол наклона горелок 8 обеспечивает передачу кинетической энергии струй шлаку 3 в области, достаточно удаленной от поверхности ванны, брызгообразование при продувке невелико; Центробежнйе силы относят брызги к боковым стенкам, Разогрев бунт б до тем ператур пластической деформации (обычно 1100-1200 С), его вынимают из печи, Перед этим, дляудобства захвата бунта клещами, бунт делают видимым,. опуская шлак 3 в центральной части рабо бей камеры 2. С этой целью увеличивают расходы горючего газа и воздуха, вращающее воздействие факельных струй на шлак 3 возрастает, шлак начинает вращаться быстрее, при этом уровень шлака 3 в центральной части камеры 2 понижается, а на периферии - поднимается. Возросшие центробежные силы поднимают уровень шлаковой ванны на периферии настолько, что шлак 3 мог бы вылиться из камеры 2. Этому препятствует наличие в печи отражательного козырька 5. Для предотвращения перегрева шлаковой ванны при увеличении расходов газовой смеси через погружные горелки 8 соотношение горючего газа и воздуха в смеси регулируют, уменьшая, соответственно, количество в ней горючей смеси и увеличивая - воздуха. Процесс нагрева безокислительный: от окисления металл защищен шлаковой ванной, при оголении от шлаа верхней части бунта (при интенсиикации продувки) пленка шлака толщиной 0,3-0,5 мм защищает металл от окисления его печными газами, а впоследствии - кислородом атмосферы, Чтобы вынуть изделие б из печи, снимают крышку 10, берут бунт (это удобно делать, так как бунт наблюдается визуально) клещевым захватом, и тельфером извлекают из рабочей камеры 2. Перед загрузкой следующего бунта расходы горючей смеси уменьшают (при этом уровень шлака снижается до начального) и цикл нагрева изделия повторяют. В процессе нагрева изделий количество шлака 3 в печи уменьшается, в связи с некоторым уносом шлака с иэделиями, поэтому периодически добавляют шлак в печь. После нагрева партии изделий либо сливают шлак из печи через шлаковую летку (не показана), либо ставят печь на подогрев, снижая расход горючей смеси. Отключают печь после слива шлака, перекрывая газ и воздух горелки. Помимо бунтов в,печи можно разогревать другие изделия тороидальной формыВ случае использования печи для светлого отжига рулонов ленты отличия в эксплуатации состоят в том, что загрузку и разгрузку печи проводят не с помощью клещево(1 захвата, а с помощью устройства, например, состоящего из вертикального стержня с верхним кольцом и, по крайней мере, трех захватовлая, закрепленных на нижней части стержня. Лапы-захваты устройства, расположенные в период нагрева металла под стопой рулонов б, позволяют шлаковому расплаву 3 свободно проникать снизу внутрь стопы. Поскольку в период обработки шлак 3 покрывает стопу рулонов б сверху, то отжигаемое изделие хорошо,омывается шлаковым расплавом, тем самым интенсифицируя теплопередачу ко всей поверхности металла при усиленном перемешивании шлаковой ванны, Для светлого отжига рулонов ленты применяют специальный легкоплавкий шлак с температурой плавления много ниже, чем для нагрева иэделий под обработку давлением. Нагревают металл с максимально позволяемой скоростью. Извлекают иэ печи рулоны после достижения ими 650-750 С, пос".о ледующей выдержки при фиксированной максимальной температуре и охлаждения в шлаке до 480-50 У С. Регулируют тепловой режим. печи изменением расхода горючей смеси. В конце процесса печного отжига увеличивают кратковременные расходы горючего газа и (особенно) воздуха на горелках 8, раскручивают сильнее шлак 3, оголяют колъцо разгрузочного устройства, цепляют за него и вынимают из печи нагреваемое иэделие. По отношению к колпаковым печам, предназначенным для отжига металла, предлагаемая печь более экономична, так как безокислительный нагрев в шлаковой ванне характеризуется тем, что теплопереда- ча осуществляется непосредственно от защитной среды (шлака) к металлу, а защитная среда является одновременно и нагревающей.В предлагаемой печи факелы погружения используются для нагрева. шлака, а также для раскручивания, перемешивания шлаковой ванйы. Преимуществами предложенной печи для нагрева изделий являются стабильная и достаточно высокая скорость нагрева в ней иэделий, достижение безокислительности нагрева, обеспечение безопасных уславий труда в период загрузки и выгруз ки изделий.,Формула изобретения1 О 1. Печь для нагрева иэделий, содержащая корпус с крышкой, рабочую камеру, кольцевой под и горелку с соплом,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью интенсификации процесса наг.т.рева за счет лучшего перемешиваниянагревающей среды, горелки установлены в боковой стенке пода с соплами,выходящими внутрь рабочей камеры подуглом 20-50 к горизонтали и подоуглом 3-25 к касательной пода.2. Печь по п. 1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с целью обеспечения безопасных условий труда впериод загрузки и выгрузки изделий,.корпус в верхней части печи по периметру снабжен козырьком направленным к центру печи.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 620777, кл. С 27 В 13/00, 1978.2. Кривандин В,А., Марков Б.Л.Металлургические печи. М., 1977,с. 397-401.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2942570/22-02,кл, С 21 0 9/70, 1980.М. Зубко Г Решетник Коррек 3 исное 4,5 ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная Фи Составител Редактор Г. Гербер Техред А.Аз 6522/б Тираж 587 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений