ПРОТЯЖНАЯ ПЕЧЬ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ СЕКЦИОННЫМ ПОДОМ

Полезная модель относится к металлургии железа, в частности, к печам непрерывного действия для мало- и безокислительного нагрева металлопродукции, например проволоки, и может быть использована на металлургических и машиностроительных заводах.
Известны печи (Патенты РФ: №1570311, опубл. 15.04.1994, №2139944, опубл. 20.10.1999, №64628, опубл. 10.07.2007), содержащие последовательно размещенные камеры предварительного нагрева, окончательного нагрева и выдержки металла при заданной температуре, разделенные по высоте на параллельные зоны высокотеплопроводным промежуточным подом, выполненным в виде секций, установленных на начальном участке камеры предварительного нагрева и полностью в камере окончательного нагрева с зазорами по длине печи. В конце камеры предварительного нагрева по ходу протяжки проволоки под промежуточным подом установлен рекуператор для нагрева первичного воздуха, подаваемого на горение. В боковых стенах камеры окончательного нагрева над промежуточным подом установлены горелки для неполного сжигания природного газа, а под ним - сопла для дожигания продуктов неполного сгорания вторичным воздухом.
Секции промежуточного пода этих печей имеют фасонную форму, например канального типа, и по всей длине выполнены из дорогостоящей жаростойкой стали, например марки Х23Н19С2Л, что технически оправдано только для камеры окончательного нагрева с наиболее высокими технологическими температурами. Для протяжных печей открытого малоокислительного нагрева проволоки количество каналов секций определяется количеством протягиваемых через печь ниток проволоки. В настоящее время цены на никель и хром существенно возросли, поэтому весьма актуальной является задача снижения стоимости промежуточного пода.
Наиболее близкой к предлагаемой является печь с промежуточным подом по патенту РФ №2210707, опубл. БИ №23, 20.08.03 г. (F27В 9/30, С21D 9/56, F27D 1/02). Эта печь отличается тем, что для удешевления и повышения стойкости промежуточный под выполнен комбинированным. В камерах предварительного нагрева и выдержки секции промежуточного пода изготовлены из стойкого к ударным нагрузкам материала, например жаростойкого чугуна марки ЧС 5Ш по ГОСТ 7769-82, а в камере окончательного нагрева - из высокотеплопроводной керамики, например карбида кремния, что позволяет существенно снизить стоимость промежуточного пода.
Промежуточный под прототипа выполнен канального типа, недостатком которого является неравномерное «смывание» нагреваемой проволоки продуктами сгорания природного газа, а это в свою очередь отрицательно сказывается на качестве проволоки.
В отличие от технического решения по патенту РФ №2210707 в предлагаемой полезной модели промежуточный под по всей длине и ширине печи выполнен из плоских карбидокремниевых секций, которые в отличие от секций фасонной формы изготавливают на поточных технологических линиях, что определяет их меньшую стоимость, причем весьма существенно, и позволяет устранить выше перечисленные негативные недостатки.
Относительно срока службы секций из карбида кремния следует отметить, что их жаростойкость и теплопроводность выше чем у жаростойких сталей. Кроме того, при плоском выполнении промежуточного пода обеспечивается более интенсивный конвективный теплообмен продуктов сгорания топлива и металлопродукции, что позволяет существенно повысить эффективность использования топлива и качество металлических изделий.
Протяжные термические печи заправляют с двух сторон: печи рекристаллизационного отжига, которые используются при производстве низкоуглеродистой проволоки, заправляются нитками проволоки со стороны выгрузки печи, а печи патентировочные, применяемые при производстве высокоуглеродистой проволоки в линиях патентирования, заправляют со стороны загрузки печи, т.к. к выходному торцу печи примыкают ванны с расплавами свинца или селитры. Заправка печи нитками проволоки нередко приводит к разрушению секций промежуточного пода этих участков печей. Замена секций требует остановки печей, что в свою очередь нарушает технологический процесс, создает дополнительные энергетические, материальные и трудовые затраты.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности использования топлива, качества металлопродукции и срока службы секций промежуточного пода при существенном снижении их стоимости.
Решение поставленной задачи достигается тем, что протяжная печь содержит футерованные, последовательно размещенные, камеру предварительного нагрева, камеру окончательного нагрева с установленными в ней соплами и горелками и камеру выдержки металла при заданной температуре, разделенные по высоте на параллельные зоны промежуточным подом, выполненным в виде секций, установленных на начальном участке камеры предварительного нагрева и полностью в камере окончательного нагрева с зазорами по длине печи. Согласно полезной модели промежуточный под печи по всей длине выполнен плоским, печь дополнительно снабжена открытыми заправочными каналами, которые расположены по боковым сторонам рабочего пространства печи и выполнены в боковой футеровке печи. Кроме того, заправочные каналы содержат огнеупорные ограничители, а высота каналов превышает их ширину.
На фиг.1 изображена предлагаемая печь с промежуточным секционным плоским подом, продольный разрез печи. На фиг.2 представлен поперечный разрез (А-А) фиг.1. Печь содержит последовательно размещенные камеру 1 предварительного нагрева, камеру 2 окончательного нагрева и камеру 3 выдержки. Печь по высоте разделена промежуточным плоским подом 4. Он выполнен из секций, установленных с зазорами по длине на начальном участке камеры 1 и полностью в камере 2. На остальных участках печи секции пода 4 установлены без зазоров. В конце камеры 1 перед камерой 2 под подом 4 установлен трубчатый радиационно-конвективный рекуператор 5 U-образной формы для нагрева первичного воздуха. В камере 2 над подом 4 по боковым сторонам печи установлены горелки 6 для неполного сжигания природного газа первичным воздухом, а под подом - сопла 7 для подачи вторичного воздуха на дожигание продуктов неполного сгорания. Сопла 7 установлены в шахматном порядке относительно горелок 6.
Промежуточный под 4 по всей длине печи полностью выполнен плоским, например из карбидокремниевых плит. По боковым сторонам рабочее пространство печи по всей длине ограничено двумя открытыми заправочными каналами 8, выполненными в боковой футеровке печи с постоянными размерами и формой. Каналы 8 содержат огнеупорные ограничители 9, утопленные в боковой футеровке печи, высота каналов превышает их ширину, что позволяет исключить проскакивание на секционный промежуточный плоский под печи заправочных шомполов, к которым приваривают нитки проволоки перед ее протяжкой через каналы 8. Протяжная печь также содержит дымовую трубу 10 для удаления продуктов полного сгорания топлива, снабженную заслонкой 11, регулирующей давление в рабочем пространстве печи. Нагреваемые изделия 12, например проволоку, после протяжки равномерно распределяют по ширине секционного плоского промежуточного пода.
При загрузке печи через заправочные каналы 8 с помощью шомполов индивидуально протягивают каждую нитку проволоки. После выхода нитки из печи ее перебрасывают через огнеупорные ограничители 9, а шомпол отсоединяют.
Наличие заправочных каналов по бокам печи исключает выход из строя хвостовых участков печи, что позволяет в качестве материала для промежуточного пода по всей длине печи использовать высокотеплопроводные карбидокремниевые секции. Промежуточный плоский под из карбида кремния в свою очередь улучшает качество атмосферы в печи, повышает скорость нагрева и качество обрабатываемой проволоки, и уменьшает расход природного газа.
Заправка печи проволокой через заправочные каналы позволяет увеличить срок службы секций промежуточного пода при существенном снижении их стоимости.
Следует отметить, что установка рекуператора 5 является обязательной, так как нагрев первичного воздуха подавляет образование сажистого углерода в продуктах неполного сгорания природного газа, что способствует улучшению качества их химического состава и, как следствие, поверхности проволоки, снизив ее окисление. В связи с этим рекуператор является не только энергетическим, но и технологическим узлом протяжной печи. Печь с секционным промежуточным плоским подом предполагается внедрить на агрегате горячего оцинкования №2 сталепроволочного цеха №1 Череповецкого завода ОАО «Северсталь - метиз».