НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ СЕКЦИОННАЯ ПЕЧЬ СКОРОСТНОГО НАГРЕВА

Полезная модель относится к нагревательным печам для нагрева заготовок и может быть использована в металлургической промышленности.
Известна нагревательная печь конструкции Ленгипромеза [1].
На данной печи горелки использованы плоскопламенными, рекуператоры выполнены металлические, петлевые. Горелки работают только на природном газе.
Недостатком таких печей является низкая производительность и высокий расход топлива, стойкость печи не более 1-го года.
Известна нагревательная печь с шагающим подом для нагрева металлических изделий, содержащая корпус, свод, шагающий под с подвижными и неподвижными балками, футерованные сварочные и томильные зоны с горелками и соплами, размещенными в своде, сводовые перегородки, установленные между сварочной и томильной зонами с торцевыми горелками, размещенными под углом к горизонту для формирования газового потока [2].
Недостатком таких нагревательных печей является повышенный расход топлива из-за неравномерного распределения поля давления по рабочему пространству печи.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является секционная нагревательная печь, используемая в шаропрокатном цехе на Нижнетагильском металлургическом комбинате [3].
В известной конструкции печи каждая зона имеет автономную систему дымоудаления из печи, т.е. из каждой зоны печи дымовые газы удаляются самостоятельно. Рабочее пространство печи имеет слабо развитую рабочую поверхность и объем в виду незначительного поперечного сечения, что не позволяет обеспечить полное сжигание газовоздушной смеси в рабочем пространстве. Неполное сгорание газовоздушной смеси в рабочем пространстве ведет к выведению тепла в дымовой тракт, которое выбрасывается без пользы в дымовой боров, оказывая отрицательное влияние на футеровку дымопроводов, выполненную из шамота-легковеса.
Кроме того, ремонт верхнего строения печи очень сложен и трудоемок. Верхнее строение имеет низкую стойкость, т.к. температура отходящих газов очень высокая.
Техническим результатом полезной модели является уменьшение удельного расхода топлива, повышение производительности печей и повышение их стойкости.
Технический результат достигается тем, что печь, содержащая корпус, под, нагревательные элементы, футерованные секции нагрева с горелками, размещенными в боковых стенах и дымоотводящий тракт, при этом свод печи выполнен подвесным с использованием стандартных огнеупоров и не имеет проемов для дымоудаления, а в промежутках между зонами устанавливают пережимы в виде огнеупорных перегородок на всю ширину печи, горелки использованы скоростными и располагают их в шахматном порядке с обеих сторон печи выше и ниже уровня нагреваемых заготовок.
На фиг.1 показана предлагаемая нагревательная печь скоростного нагрева.
Нагревательная печь состоит из корпуса 1, сплошного свода 2, пода 3, горелок скоростного типа 4 и пережимов 5, которые установлены в рабочем пространстве. Заготовки транспортируются по печи с помощью печного рольганга, трехручьевые ролики которого расположены в тамбурах под углом 82° к продольной оси печи с шагом 1170 мм. Печь состоит из 25 секций, которые разделены на 4-е самостоятельно регулируемые зоны. Продукты сгорания удаляются из рабочего пространства печи последовательно из зон выдачи в сторону зон посада, где расположен короб дымосборника с врезным в него дымопадом 6 и связанным с ним дымовым боровом 7. Для отсечки одной из 2-х печей от дымового борова устанавливают шиберы 8.
Нагревательная секционная печь скоростного нагрева предназначена для нагрева круглых заготовок перед прокаткой на шаропрокатном стане, скорость транспортировки заготовок 1,2-5,5 м/мин..
Каждая секция печи представляет собой металлический кожух, футерованный изнутри слоем высокоглиноземистого шамота и слоем из шамотного легковеса.
Таблица №1
Характеристика печи
Длина печи, мм
34692
Поперечное сечение, рабочее пространство, мм
700×700
Тепловая мощность (Ккал/час)
14×10
Производительность (т/час)
18,8
Топливо
коксовый газ, возможно использование природного газа
Заготовка (мм): диаметр, мм
80-125
длина, мм
3000-6000
вес, кг
400-500
Материал
Углеродистые марки стали
Рекуператор
один на две печи
Температура нагрева воздуха
до 400°С
Тип горелочных устройств
скоростные
Удельный расход топлива, кГ ут/т
133
3
3
На печах установлены горелки скоростного типа производительностью 20-85 нм/час. Горелки расположены в шахматном порядке с обеих сторон печи выше и ниже уровня нагреваемых заготовок. Печи отапливаются коксовым газом с теплотворной способностью до 4000 ккал/нм, а также возможно использование чистого природного газа.
Продукты сгорания удаляются из рабочего пространства последовательно из зон выдачи в сторону зон посада, где расположен короб дымосборника с врезанным в него дымопадом зоны №1, проходное сечение которого соответствует поперечному сечению борова для бесперебойного перемещения продуктов сгорания по печи. Свод печи выполнен подвесным с использованием стандартных огнеупоров марок 88, 89, 90, 91.
Такая конструкция печи позволяет иметь регулирование температуры полностью на всю зону, так как работа горелочных устройств объединена одним общим рабочим пространством зоны печи. Для поддержания давления в рабочем пространстве и обеспечения стабильного гидравлического режима между зонами на водоохлаждаемых балках устанавливают пережимы, выполненные в виде огнеупорных перегородок на всю ширину печи.
Технический результат предлагаемой конструкции печи достигается за счет:
1. Изменения конструкции печного пространства, т.е. организации дымоотвода от зоны выдачи с последовательной передачей продуктов горения через все рабочее пространство печи в зону посада и передачи в дымосборник, а затем в дымовой боров.
Это позволит существенно повысить использование тепла дымовых газов.
2. Замена горелок на скоростные обеспечивает повышение интенсивности нагрева заготовок, в том числе и за счет повышения температуры в зоне до 1300°С, а следовательно и увеличения радиационной составляющей кладки печи.
3. Установка пережимов между зонами обеспечивает стабильный гидравлический режим печи во время работы.
4. Свод печи обеспечивает хорошую плотность конструкции, снижает теплопотери. Такая конструкция позволяет иметь качественное регулирование температуры полностью на всю зону и исключить влияние горелок при неправильной настройке на работу зоны.
5. Новая конструкция рабочего пространства проста и ремонтнопригодна, стойкость печи не менее 2-х лет.
Изобретение является новым, т.к. не известно аналогов из отечественных и зарубежных источников информации.
В связи с тем, что в заявляемой конструкции увеличивается температура в рабочей по сравнению с прототипом, это обеспечивает и более интенсивный нагрев металлических изделий по всему сечению.
Положительный эффект от использования заявляемой конструкции печи будет получен за счет появления нового технического решения, заключающегося в том, что тепловая энергия дымовых газов при новой системе дымоудаления используется более эффективно.
Анализ данных тепловой работы секционной печи в сравнении с прототипом показал, что установка подвесного свода и сводовых пережимов позволила улучшить технико-экономические показатели работы печи.
Заявляемая полезная модель по сравнению с известными техническими решениями обладает следующими преимуществами:
- за счет более полного использования тепла дымовых газов, повышения температуры в зонах, увеличения радиационной составляющей достигается экономия топлива на 7%;
- за счет повышения интенсивности нагрева заготовок производительность печи увеличивается на 10%;
- снижаются расходы на содержание, межремонтный срок возрастает не менее, чем до 2-х лет;
- значительно уменьшается материалоемкость за счет отказа от автономного дымоудаления, т.е. демонтируются 12 дымоотводов (в сравнении с прототипом);
- улучшаются условия эксплуатации печи и санитарно-гинетические условия для обслуживающего персонала за счет уменьшения тепловыделений в производственные помещения и снижения выбросов СО в атмосферу.
Опытное опробование методической печи в условиях ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат" подтверждает промышленную применимость полезной модели.
Использованная литература
1. Металлургические печи. Атлас. М. Металлургия, 1987.
2. П - 2114185, С 21 Д 9\00, F 27 В 13\ 00, опубл. в бюлл. №18, 27.06.1998
3. Технический паспорт секционной печи, МЧМ СССР, Черметэнерго, ВНИИМТ, 1965