Способ безокислительного нагрева металла и нагревательная печь для его осуществления

 

Изобретение относится к металлургической теплотехники, а именно к безокислительному нагреву металла в печах. Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа и устройства и повышение интенсивности процесса и КПД печи путем повышения температурного режима и восстановительных свойств атмосферы. Сущность изобретения заключается в последовательном размещении элементов топливосжигающего устройства - камеры сгорания, термохимического реактора (ТХР) и воздухоподогревателя, соединение выхода ТХР с камерой нагрева, а выхода ее - с камерой сгорания. Сжигание отработанного конвертированного газа с широким диапазоном позволяет повысить температурный режим обработки и получить конвертированный защитный газ с высокими восстановительными свойствами. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<,9 Я0

Р1) С 21 D 9 00

0ПИСЛНИК ИЗОБЕКТЬНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Печь включает рабочую камеру 1, камеру 2 сгорания, термохимический реактор 3, воздухоподогреватель 4, топливосжигающий агрегат 5, дымоход

6 и смеситель 7 °

Рабочая камера 1 для нагрева ме, талла соединена на выходе с камерой

2 сгорания,.которая вместе с термохимическим реактором 3 и воэдухоподогревателем 4 установлена последовательно .в топливосжигающем агрегате 5, на выходе которого установлен дымоход 6 с патрубком отбора продуктов сгорания. Топливосжигающий агрегат 5 представляет собой устройГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР

1 (21) 4309582/23-02 (22) 22.09.87 (46) 07.04.90. Бюл. Я 13 (71) Институт технической теплофиэики АН УССР (72} В.Г.Носач, В.Е.Филипчук, В.В.Дидковский и В.И.Бут (53) 621.783.231 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 589450, кл. F 27 D 17/00, 1975. (54) СПОСОБ БЕЗОКИСЛИТЕЛЬНОГО НАГРЕВА МЕТАЛЛА И НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к металлургической теплотехнике, а именно к безокислительному нагреву металла в печах. Цегь изобретения — расширение технологических возможностей

Изобретение относится к нагревательным устройствам металлургической теплотехники и может быть использовано на заводах металлургической и машиностроительной промышленности для безокислительного нагрева металла.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей, интенсификация способа и повышение КПД печи путем повьиэения температуры нагрева и восстановительных свойств защитной атмосферы.

На чертеже. показана печь для осуществления предлагаемого способа.

2 способа и устройства и повышение интенсивности процесса и КПД печи путем повышения температурного режима и восстановительных свойств атмосферы. Сущность изобретения заключается в последовательном размещении элементов топливосжигающего устройства — камеры сгорания, термохимического реактора (ТХР).и воэдухоподогревателя, соединение выхода

ТХР с камерой нагрева, а выхода ее— с камерой сгорания. Сжигание отработанного конвертированного газа с широким диапаэоном позволяет повысить температурный режим обработки и получить конвертированный защитный гаэ с высокими восстановительными свойствами. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1555379

40

55 ство для получения тепловой энергии и защитной атмосферы, а также утилизации тепла путем подогрева воздуха.

Термохимический реактор 3 на входе соединен со смесителем 7, а на выходе — с рабочей камерой 1.

Смеситель 7 соединяется патруб,ком с дымоходом 6 топливосжигающего агрегата, Выход воздухоподогревателя

4 соединен с входом камеры 2 сгорания, Печь работает следующим образом.

Природный газ смешивают в смесителе 7 с продуктами сгорания, отбираемыми из дымохода 6, и нагревают в термохимическом реакторе 3, входящем в состав топливосжигающего агрегата 5, до температуры конверсии.

Далее конвертированный газ охлаждается в рабочей камере 1, отдавая тепло на нагрев металла, после чего сжигается в камере 2 сгорания в воздухе, подогретом в воэдухоподогревателе 4.

В термохимическом реакторе производится конверсия газа по реакции при условии полного сжигания конвертированного газа.

СН + 1/3 СО + 2/3 Н 0

4/3 Со + 8/3 Н .

В этом случае н рабочую камеру подается конвертированный газ в составе 4/ЗСО + 8/ЗН, что обеспечивает высокие восстановительный свойства защитной атмосферы.

Пример. Реализация способа на лабораторном стенде "Корт-И".

Модель состоит из камеры нагревательного устройства с горелкой для подачи природного газа и воздуха в устройство и термохимического теп.лообменника для конверсии природного газа с продуктами сгорания.

Горелочное устройство типа труба в трубе обеспечивает расход природного газа 4-5 мм /ч. Конструкция горелки обеспечивает устойчивую работу установки в широком диапазоне коэффициентов избытка окислителей (Ф = 0,4...1,0). Рабочую камеру выполняют в виде прямоугольного канала

250>250>1000 мм, выкладывают высоко- ., глиноземистым легковесом и герметически обшивают стальными листами.

Камера нагрева с целью унификации выполнена аналогично рабочей камере со встроенным термохимическим реактором, конструктивно состоящим из

10 секций трубчатых подогревателей, с 7 теплообменными трубами в каждой секции.

Стенд оснащен приборами теплового контроля и газоанализаторами типа, ТХПЗ и "Газохром-3101".

Природный газ в термохимический реактор (TXP) подают через эжектор, который одновременно зжектирует прое. дукты сгорания из дымохода нагревательного устройства.

Полученную конвертированную смесь из ТХР затем подают в рабочую камеру нагревательной печи и далее выбрасывают (часть подают на рециркуляцию).

Результаты испытаний предстанлены в таблице, С увеличением oG наблюдается наряду с понышением температуры в рабочей камере также повышение восстановительных свойств защитной атмосферы, а при М, близком единице, температура в рабочей камере достигает 1200 К, а в защитной атмосфере практически полностью отсутствуют составляющие, вступающие в окислительную реакцию с металлом нагреваемых заготовок..

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает широкий диапазон температурного режима в рабочей камере 800...1200 К, а также позволяет получить защитный газ с высокими восстановительными свойствами (от малоокислительной до восстановительной).

Формула изобретения

1. Способ беэокислнтельного нагрева металла, включающий смещение природного газа с продуктами сгорания, нагрев смеси до температуры конверсии, и нагрев воздуха теплотой продуктов сгорания, и сжигание конвертированного газа, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения КПД, нагрев металла производят конвертированным газом, а сжигание

его осущестнляют после подогрева металла.

2. Нагревательная печь для безокислительного нагрева металла, содержащая рабочую камеру, топливосжигающнй агрегат, включающий камеру сгорания, термохимический реактор

1555379 6 ватель размещены последовательно, вход рабочей камеры соединен с выходом термохимического реактора, 5 а выход рабочей камеры соединен с входом камеры сгорания. и воздухоподогреватель, о т л и— чающа я с я тем, что, с целью повышения КПД, в топливосжигающем агрегате камера сгорания, термохимический реактор и воздухоподогреT a рабочей Обьемные доли, Х

Nà СНо СОе Н О СО Н

3,49

1,74

0,76

О, 326

О,!5

Составитель Т.Наумова

Редактор Н.Рогулич Техред N.Ходанич Корректор С.Шевкун

Заказ 539 Тираж 5!О Подп ис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101

0,5

097

0,8

0,95

1,05

1000 ! тоо

22, 034

22,036

22, 037

22, 038

22, 038

2,36

1,97

0,78

0,18

0,04

585 1 05 !О 99

3 42 4 25 16 9

1,32 8,75 20,99

0,39 10 89 22,79

0,12 11,4 23,4