Камерная печь

) 2 сс)4 Р 27 В 3/О 1 ОСУДДРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 70/22-02.86. Бюлтут газаорока, Аский, М.А Р 6 АН УССР Е.Еринов Пашисто 65,411(088.8) ское свидетель кл. Г 27 В 9/2 б, 1979.ие и обезуглер од ред. А.И.В ургия, 1972,во СССР жива ащенко с. 202 стали. / М.: Металл рис. 89. 54)(57) КАМЕРНАЯ ПЕЧЬ для нагрева термообработки металла, содержащая абочую камеру, ограниченную сводом,(21) 3774 (22) 25.0 (46) 15,0 (71) Инст (72) БС. В.Е.Никол и В.Д,Бру (53) 621. (56) Авто 9 877288, С 21 0 9/Окисле боковыми стенами и подом из огнеупорной кладки с вертикальными и горизонтальными желобами соответственно навертикальных и горизонтальных участках кладки и с дымоотводящими каналами в боковых стенах, расположенными ниже уровня пода и соединеннымис желобами, гаэогорелочные устройства, размещенные в своде, о т л ич а к щ а я с я тем, что, с цельюповышения КПД печи за счет сниженияэнергозатрат на ведение процесса,вертикальные желоба на боковых сте"нах и входы в дымоотводящие каналывыполнены в шахматном порядке, приэтом расстояние между вертикальнымижелобами составпяет 1,6-3,3 шириныжелоба, а общая площадь желобов0,4-0,5 общей площади боковых стен.40 45 Изобретение относится к металпургической теплотехнике и может быть использовано в нагревательных и термических печах заводов металлургиии машиностроения,Целью изобретения является повышение КПД печи за счет снижения энергозатрат на ведение процесса,Размещение желобов в стенкахи поду, соединенных между собой ис противолежащими выходами дымоотводящих каналов, в шахматном порядкепозволяет организовать направленноедвижение раскаленных продуктов сгорания топлива по этим желобам. Такая схема организации отопления камерной печи интенсифицирует лучистый теплообмен, что при заданном температурном уровне в рабочем пространстве позволяет снизить энергозатраты на ведение нагрева металла (экономия топлива) и повысить КПД печи в целом.На фиг, 1 изображена печь., поперечный разрез; на фиг2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Ы-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - 5 - про фили температур в поперечном сечении камеры в зависимости от расхода газа В, где х - удаление от приемной поверхности; х - удаление от клад/ки, в которую вмонтирована горелка; В (м /ч) составляет: 9,83 (фиг. 4 а);20,73 (фиг. 46); 25,24 (фиг. 5 а);35,34 (фиг. 56); 40,8 (фиг. 5 в); на фиг, 6 - влияние отношения 0 площади поверхности стен, занятой углублениями, к площади самих стен на результирующую теплоотдачу ЯКамерная печь состоит из каркаса 1 печи, внутри обмурованного огнеупорным кирпичом, образукщим рабочую камеру печи, ограниченную сводом 2 с установленным в нем горелочным устройствог 3, боковыми стенами 4 и подом 5, В боковых стенах 4 по всей высоте рабочей камеры выполнены вертикальные желоба 6 прямоугольного сечения. В поду 5 печи выполнены горизонтальные желоба 7 прямоугольного сечения, при этом шаг их расположения вдвое меньше шага расположений желобов в боковых с генах. Поперечные желоба 7, расположенные в поду, соединены с желобами 6, расположенными в боковых стенах, и перекрыты сверху по площади пода теплопроводными плитами, образующими сплошной рабочий под 8 печи,5 10 15 20 25 30 35 Теппопроводные плиты размещены вплотную к боковым стенам 4 печи.В боковых стенах рабочей камеры ниже уровня оснований горизонтальных желобов 7 расположены дымоотборы 9, оси которых параллельны желобам 7, соединенным с входами в дымоотводящие каналы (дымоотборы) 9. Желоба 6 и дь 1 моотборы 9 одной боковой стены рабочей камеры смещены относительно желобов и дымоотборов противоположной с равным шагом, т.е. расположены в шахматном порядке. Вертикальные желоба 6 выполнены с шагом 1,6-3,3 их ширины, площадь стен, занятая желобами, составляет 0,4-0,5. Ниже дымоотборов 9 в боковых стенах расположены боковые дымоотводящие каналы 10, соединяющие между собой дымоотборы 9. В кладке под желобами 7 вдоль продольной оси печи (параллельно боковым стенам) размещен основной дымоотводящий канал 11, с которым поперечными дымовыми каналами 12 связаны боковые дымоотводящие каналы 10. В одном из торцов печи расположено загрузочно-разгрузочное окно 13, над которым подвижно укреплена заслонка 14. Исследованиями установлено, что на выходе из плоскопламенной горелки слой газов у стенки имеет температуру, на 100-ЗООК превосходящую темпера. туру в основном газовом объеме (фиг.4 и 5). Уменьшая перемешивание пристеночного слоя с основньгм газовым объемом, удается сохранить более высокую температуру газов вдоль всей поверхности кладки по сравнению с температурой основного газового объема.Дпя этой цели в стенах выполнены желоба, В результате горячие газы сепарируются в этих желобах и пристеночный газовый слой более эффективно разогревает кладку - источник теплоотдачи к приемным поверхностям,Кроме того, прямыми исследованиями доказано, что результирующая теплоотдача О зависит о шагамоксрасположения желобов и от площади поверхности стен, занимаемой желобами. Фиг. 6 иллюстрирует результаты проведенных исследований,При уменьшении шага между желобами в боковых стенах менее 1,6 ширины желоба возникают трудности при изготовлении кладки такой формы, при21. 6. 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 увеличении шага более 3,3 шириныжелоба начинается значительное снижение интенсивности излучения кладки,что вызывает снижение КПД печи.Уменьшение отношения площади, занимаемой желобами, к площади общейповерхности боковых стен ниже 0,4приводит к приближению интенсивностиизлучения к интенсивности обычныхгладких стен, а увеличение этогопараметра выше 0,5 приводит к усложнению конструкции и выполнения кладки стен,Печь работает следующим образом,Через загрузочно-разгрузочноеокно 13 подают в рабочее пространство заготовки, подлежащие нагревуи термообработке, которые размещаютна поверхности теплопроводных плитрабочего пода 5 печи. Теплопроводныеплиты предназначены для предотвращения износа и деформации поверхностей горизонтальных желобов, которым последние могут подвергатьсяв процессе эксплуатации печи. В процессе нагрева и термообработки заготовок заслонка 14 у загрузочно-разгрузочного окна 13 постоянно закрыта,Сжигание топлива осуществляетсяс помощью горелки 3, предпочтительно, плоскопламенной. При этом организуется разомкнутое веерообразное течение продуктов сгорания и безотрывное обтекание последними свода 2,Далее продукты сгорания безотрывноомывают поверхности боковых стен 4и желобов 6, продвигаются вдоль горизонтальных желобов 7 пода печи в сторону дымоотборов 9 и попадают в боковые дымоотводящие каналы 10. Приэтом продукты сгорания, которыепродвигаются вдоль поверхностейлевой (правой) стенки, попадаютв дымоотборы противоположной правой(левой) стенки.Перетекание продуктов сгоранияиз желобов 6 боковых стен в дымоотборы 9 одноименных стенок предупреждается благодаря плотному прилеганию плит рабочего пода 8 к поверхностям боковых стен рабочей камеры,Тем самым удается максимально утилизировать в пределах рабочего пространства печи тепловую энергиюпродуктов сгорания,Раскаленный свод и боковые стенырабочей камеры - основные источники передачи тепла излучением сверхук поверхности заготовок, Кроме того,за счет рециркуляции газов в рабочей камере над заготовками, вызванной работой плоскоплазменной горелки, обеспечивается конвективныйнагрев верхних поверхностей заготовок. Благодаря движению газов подтеплопроводными плитами вдоль желобов в сторону дымоотборов обеспечивается нагрев через теплопроводныеплиты заготовок с иэу,Смещение желобов 6 и дымоотборов 9одной боковой стены с равным шагомпо отношению к желобам и дымоотборам противоположной и рассредоточен.ное дымоудаление, которое при этомдостигается, позволяют обеспечитьмаксимальное омывание газами всехповерхностей, образующих рабочуюкамеру, включая те из них, которыерасположены под заготовками. Газыомывают поверхности горизонтальныхжелобов, что наряду с прямой конвекццей к теплопроводным плитамснизу вызывает лучистый переностепла к ним от газов и упомянутыхповерхностей. При этом плиты нагреваются и обеспечивают постоянный приток тепла к низу нагреваемых заготовок.Описанный характер движения продуктов сгорания в рабочем пространстве печи обеспечивает высокую равномерность и интенсивность подвода тепла к изделиям. Двухсторонний нагрев заготовок удается обеспечить при одностороннем отоплении печи, Это создает благоприятные условия для. качественной термообработки изделий, понижает расходы топлива на обогрев и, как следствие, повышает энергетический КПД печи. Из боковых дымовых коллекторов 10 через поперечные дымовые каналы 12 продукты сгорания попадают в основной дымоотводящий канал 11 и покидают печь. Благодаря разветвленной системе дымовых канагов в поду печи температура газов, покидающих печь, понижается, а эффективность использования топлива (энергетический КПД) повышается.2 а а ва чаа ааа а/ ая оз уФ ол цх оп очи аюФцз 1 Х Х,ю ар а ага 7 а г ау та,у Составитель В.Смирновактер И.Рыбченко Техред М.Пароцай Корректор В,Синиц з ЬЗ П о илиал ППП Патент", г.Ужгород, ул.Проектна ПИ Госо делаИоскв ираж 56 рственн зобрете Ж, Р сомитета СССРи открытийсая наб., д,