КОЛПАКОВАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОТЖИГА МЕТАЛЛА В РУЛОНАХ

Предлагаемая полезная модель относится к черной металлургии, в частности, к устройствам для термической обработки рулонов анизотропной электротехнической стали.
Известна колпаковая печь для высокотемпературной термической обработки рулонов по книге Гусовского В.Л. «Современные нагревательные и термические печи», УДК 662.9 (083), «Машиностроение», Москва, 2001 г., стр.198-200, рис.5.7 (в). Исходя из описания и рисунка колпаковая печь содержит нагревательный колпак, футерованный стенд, рулоны, накрытые муфелем с образованием песочного затвора с помощью сыпучего материала.
Недостатком известного технического решения является низкая производительность колпаковой печи из-за термической обработки рулонов, расположенных в один ярус.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом), по мнению авторов, является колпаковая печь для термической обработки рулонов анизотропной электротехнической стали по материалам информационного листка Липецкого ЦНТИ №48-009-11 от 06.09.2011 г., УДК 621.771. Из материалов информационного листка следует, что колпаковая печь для высокотемпературного отжига металла в рулонах, содержит нагревательный колпак, футерованный стенд, опорные диски для несущих стоек, стопы рулонов, каждая из которых накрыта муфелем и герметизирующий затвор из сыпучего материала.
Недостатком известного технического решения является следующее. В процессе эксплуатации колпаковой печи при высокотемпературном отжиге, температура в подколпаковом и подмуфельном пространствах достигает значения около 1200°C. При длительном (около 50 часов) высокотемпературном воздействии, а затем при ускоренном охлаждении подколапакового пространства (вместе с рулонами), частицы сыпучего материала проникают в связующую смесь между огнеупорными кирпичами. Это приводит к разрушению связующего материала, короблению и разрушению футеровки стенда, и как следствие - снижение эксплуатационной надежности печи.
Задача, на осуществление которой направлено техническое решение - повышение эксплуатационной надежности печи. При этом достигается получение такого технического результата, как снижение эксплуатационных затрат.
Вышеуказанные недостатки исключаются тем, что колпаковая печь для высокотемпературного отжига металла в рулонах, содержащая нагревательный колпак, футерованный стенд, опорные кольца для несущих стоек с дисками, стопы рулонов, каждая из которых накрыта муфелем и герметизирующий затвор из сыпучего материала, снабжена, по меньшей мере одним, установленным на стенде, поддоном, причем опорное кольцо размещено на последнем с возможностью образования полости между внутренней поверхностью поддона и образующей опорного кольца, при этом сыпучий материал расположен в упомянутой полости.
Сопоставительный анализ предложенного технического решения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного своим конструктивным выполнением, а именно, введением в конструкцию печи, по меньшей мере, одного поддона и его размещением на стенде. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию полезной модели «Новизна».
Так как предлагаемая полезная модель может быть использована в промышленности, а проведение испытаний опытного образца уже показали положительные результаты, следовательно, данное техническое решение соответствует критерию полезной модели «Промышленная применимость».
Сравнительный анализ предложенного решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями не позволил выявить существенные признаки, присущие заявленному решению. Отсюда следует, что заявленная совокупность существенных отличий обеспечивает получение упомянутого выше технического результата.
Предложенное техническое решение будет понятно из следующего описания и приложенных к нему чертежей:
На фиг.1 - схематически изображена предлагаемая колпаковая печь;
На фиг.2 - изображен I фиг.1;
На фиг.3 - изображен разрез Α-A фиг 1.
Колпаковая печь для высокотемпературного отжига металла в рулонах, содержит нагревательный колпак 1, футерованный стенд 2, опорные кольца 3 для несущих стоек 4 с дисками 5 и стопы рулонов 6. Каждая из стоп 6 накрыта муфелем 7 с образованием герметизирующего затвора из сыпучего материала 8 (песка). Колпаковая печь снабжена по меньшей мере одним, установленным на стенде 2, поддоном 9, причем опорное кольцо 3 размещено на последнем с возможностью образования полости -В- между внутренней поверхностью 10 поддона 9 и образующей 11 опорного кольца 3. А сыпучий материал 8 расположен в упомянутой полости -В-.
Колпаковая печь для высокотемпературного отжига металла в рулонах работает следующим образом.
На футерованный стенд 2 устанавливают, по меньшей мере, один поддон 9, на который укладывают опорное кольцо 3, с размещенными на нем электронагревательными элементами. Образовавшуюся между внутренней поверхностью 10 поддона 9 и образующей 11 опорного кольца 3 полость -В- заполняют сыпучим материалом 8. Затем монтируют несущие стойки 4 с дисками 5, с последующей загрузкой на них рулонов 6. Стопу рулонов 6 укрывают муфелем 7, создают герметизирующий (песочный) затвор подмуфельного пространства в зоне опорной поверхности муфеля 7 и поддона 9 с помощью сыпучего материала 8. После этого муфели 5 накрывают электронагревательным колпаком 1, подсоединяют энергоносители и приступают к проведению высокотемпературного отжига.
Введение в конструкцию колпаковой печи, по меньшей мере одного, установленного на стенде, поддона с возможностью образования кольцевой полости с последующим ее заполнением сыпучим материалом (песком), предотвращает попадание сыпучего материала на поверхность стенда в период проведения высокотемпературного отжига рулонов. Тем самым, становится невозможным проникновение частиц сыпучего материала в связующую смесь между огнеупорными кирпичами с последующим их разрушением, следствием чего является повышение эксплуатационной надежности стенда. Уменьшается расход огнеупорного материала на ремонт и восстановление разрушенного рабочего слоя огнеупоров, снижается объем строительных работ и как следствие - снижение эксплуатационных затрат.
Пример.
В производстве трансформаторной стали ОАО «НЛМК» на одной из колпаковых печей конструкции фирмы «LOI» (Германия), предназначенных для высокотемпературного отжига рулонов анизотропной электротехнической стали, были проведены испытания макета предложенного технического решения. Отжигу подвергались три стопы по два рулона в каждой: диаметр рулона - 1450 мм, высота - 1030 мм, толщина полосы - 0,23÷0,30 мм, масса - 9т. Во время высокотемпературного отжига постоянно контролировалось избыточное давление в отжигательной камере, которое составляло 1,5÷3,5 µбар. Заданная температура поддерживалась до достижения требуемой температуры сердцевины рулонов. При достижении температуры в отжигательной камере в пределах 1200°С и выдержке 24 часа, выключались электронагреватели нагревательного колпака и стендовой зоны, включалось устройство ускоренного охлаждения, размещенное на нагревательном колпаке.
Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволяет предотвратить проникновение частиц сыпучего материала в соединительные швы блоков огнеупорного материала в зонах взаимодействия опорных поверхностей муфелей и стенда, следствием чего является повышение эксплуатационной надежности стенда. Вместе с этим увеличивается и долговечность опорных колец.
Отсюда можно сделать вывод, что задача, на решение которой направлено техническое решение - выполняется, при этом достигается получение вышеуказанного технического результата.