Колпаковая печь

 

Изобретение относится к металлургической теплотехнике, в частности к колпаковым печам для термообработки металла в рулонах. Цель изобретения - ускорение процесса охлаждения садки. Цель достигается тем, что печь снабжена установленным на нижнем торце охлаждающей трубы полым усеченным конусом со сплошным большим основанием и размещенным вертикально внутри охлаждающей трубы воздуховодом, проходящим через большее основание конуса. В меньшем основании конуса и в его конической части равномерно по окружности выполнены отверстия в виде сопел Лаваля, соединяющие полость конуса с полостью, образованной охлаждающей и тупиковой трубками. При этом площадь поперечного сечения воздуховода составляет 1,5-2,0 суммарной площади отверстий на выходе из сопел Лаваля. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (! !) (s!)s С 21 D 9/673

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1342931 (21) 4621565/02 (22) 17.10.88

;46) 30,05,91, Бюл. М 20 (71) Днепропетровский металлургический институт (72)А, Ф. Б рыле в, И. Н, Щве цов и Ю. И, Усенко (53) 621.783.245(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1342931, кл, С 21 0 9/673, 1986. (54) КОЛПАКОВАЯ ПЕЧЬ (57) Изобретение относится к металлургической теплотехнике, s частности к колпаковым печам для термообработки металла в рулонах. Цель изобретения — ускорение

Изобретение относится к металлургии, а более конкретно к колпаковым печам для термообработки металла в рулонах.

Цель изобретения — ускорение процесса охлаждения садки.

На фиг. 1 изображена колпаковая печь с охлаждающей трубой, общий вид и разрез

А-А; на фиг, 2 — охлаждающая труба с полым конусом; на фиг, 3 — узел! на фиг. 1 и разрез

Б-Б, Кол паковая печь(фиг. 1) состоит из стенда 1, муфеля 2 с центральной тупиковой трубой 3, установленного на стенд охлаждающей трубы 4 (фиг. 2), размещаемой внутри тупиковой трубы, опирающейся на одну из боковых образующих тупиковой трубы и клиновидное смещающее устройство 5, приваренное под отводящим патрубком 6 и процесса охлаждения садки. Цель достигается тем, что печь снабжена установленным на нижнем торце охлаждающей трубы полым усеченным конусом со сплошным большим основанием и размещенным вертикально внутри охлаждающей трубы воздуховодом, проходящим через большее основание конуса. В меньшем основании конуса и в его конической части равномерно по окружности выполнены отверстия в виде сопел Лаваля, соединяющие полость конуса с полостью, образованной охлаждающей и тупиковой трубками, При этом площадь поперечного сечения воздуховода составляет

1,5 — 2,0 суммарной площади отверстий на выходе иэ сопел Лаваля. 3 ил, имеющее угол наклона направляющей грани к вертикальной оси трубы 40 — 60 .

Один из концов патрубка размещен во внутренней полости трубы, а другой выведен за пределы муфеля и соединен с по- мощью гибкого участка 7 с желобом 8,: размещенным в стенде и предназначенным для отвода охлаждающей воды, Во внутренней полости охлаждающей трубы размещен трубопровод 9 с форсункой

10, связанной с системой подачи охлаждающей воды.

В нижней части охлаждающей трубы выполнено подпружинивающее устройство

11 рессорного типа, обеспечивающее плотный контакт охлаждающей трубы с тупиковой трубой муфеля по всей их высоте, Величина свободного хода. подпружинивающего устройства равна разнице диаметров тупиковой и охлаждающей труб.

1652365

Падпружинивающее устройство включается в работу только в тех случаях, когда в результате перекоса муфеля наблюдается смещение центров тяжести муфеля и охлаждающей трубы, Нижняя часть охлаждающей трубы герметично перекрыта большим основанием 12 палого усеченного конуса 13 (фиг. 3), Внутренняя полость конуса через отверстие в большем основании и воэдуховад 14, размещенный во внутренней полости охлаждающей трубы параллельно ее оси, соединена с устройством принудительной подачи охлаждающего воздуха, а через отверстия 15, равномерна расположенные по длине окружности его конической боковой поверхности 16, и отверстие 17 е центре усеченного основания 18 — с кольцевой полостью, образованной наружной боковой поверхностью ахлаждаюшей трубы и внутренней боковой поверхностью тупиковой трубы муфеля.

ПлощадЬ проходного сечения воэдуховада, подводящего охлаждающий воздух., составляет 1,5 — 2,0 суммарной площади отверстий в сечении на выходе. Это позволяет снизить потери давления охлаждающего воздуха е системе его подвода, создать более высокое давление воздуха в полом конусе по сравнению с атмосферой кольцевого зазора с целью получения высоких скоростей истечения в кольцевой зазор ахлаждасощ го еозду :а

С целью уменьшения неравномерности охлаждения металла по BblcoTe GTDI1bI 19 сМстема подачи охлаждающего воздуха, вклю- чающая циркуляционный нагнетающий вентилятор„ компрессор или газодуеку и воэдуховод, выполнена таким образом, чтобы создать двух- рехкратное превышение давления в полом конусе над атмосферным давлением, что позволит обеспечи ь сверхзвуковые скорости истечения охлаждающего воздуха в кольцевой зазор, образованный охлаждающей и тупиковой трубами муфеля.

Отверстия полого конуса выполнены в виде сопел Лаваля, что позволяет реализовать избыточное давление в резервуаре для достижения сверхзвуковых скоростей истечения охлаждающего воздуха в кольцевой зазор.

Колпаковая печь работает следующим образом.

После окончания процессов нагрева и выдержки рулонов металла нагревательный колпак снимают и переносят на другой стенд. Через 20-30 мин во внутреннюю поласть тупиковой трубы 3 муфеля 2 опускают охлаждающую трубу 4 до упора направляю5

3О

45 щей грани смещающего клиновидного устройства 5 в верхнюю часть тупиковой трубы

3 муфеля 2. В полость охлаждающей трубы

4 вводят трубопровод 9, подключенный к системе подачи охлаждающей воды, Гибкий прорезиненный участок 7 патрубка отвода охлаждающей воды опускают е желоб 8 стенда 1, соединенного со сливом воды, Вада поступает в трубопровод 9 через форсунку 10 в охлаждающую трубу 4, отбирает теплоту от ее стенок и через патрубок 6, гибкий участок 7 патрубка и желоб 8 удаляется в систему слива воды, Одновременно с подачей охлаждающей воды в охлаждающую трубу 4 воэдуховод 14 присоединяется к устройству принудительной подачи охлаждающего воздуха. Охлаждающий воздух поступает в полый конус 13, откуда через отверстие 17 в усеченном нижнем основании 18 и отверстия 15 в боковой конической его части 16 поступает с высокой скоростью е кольцевую полость. образованную внутренней боковой поверхностью центральной трубы 3 и наружной боковой поверхностью охлаждающей трубы 4, отбирает тепло от нагретой трубы 3, частью унося его в окружающую печь атмосферу, а частью отдавая его поверхности охлаждающей трубы 4, усиливая эффективность процесса теплообмена между охлаждающимся металлом 19 и охлаждающей водой центрального холодильника 4.

Относительное увеличение проходного сечения еоэдуховода 14, создание 2 — 3-кратного давления в полом конусе 13 по сравнению с атмосферным в кольцевом зазоре и выполнение отверстий 15 и 17 е виде сопел

Лаваля позволяют обеспечивать истечение охлаждающего воздуха в нижнюю часть внутренней полости центральной трубы, усиливая процесс охлаждения отстающей при охлаждении нижней части садки.

Применение охлаждающей трубы описанной конструкции позволяет на 3-5 ч (511 7) сократить продолжительность охлаждения ме алла под муфелем колпаковых печей как за счет непосредственного отбора теплоты от трубы муфеля и переноса его в окружающее печь пространство охлаждающим воздухом, так и за счет повышения эффективности теплообмена в радиальном направлении кольцевого зазора, образованного центральной трубой муфеля и охлаждающей трубой. Движущийся турбулентный поток охлаждающего воздуха одновременно увеличивает интенсивность теплопередачи по длине окружности центральной трубы муфеля и охлаждающей трубы, увеличивая интенсивность отбора теплоты от садки. Выравнивание темпера1652365 турного поля по высоте при охлаждении садки за счет применения сверхзвуковых скоростей истечения охлаждающего воздуха в нижней части центральной трубы муфеля позволяет также сократить и родолжител ьн ость охлажден ия металла, повысив равномерность его охлаждения, равномерность механических свойств и качество готовой продукции.

Возможен вариант использования предлагаемого устройства, заключающийся в том, что вначале садка охлаждается только воздухом, а через 12 ч — совместным действием воздуха и воды. За счет более позднего подключения системы водяного охлаждения уменьшается опасность разрушения муфеля при аварийном просачивании охлаждающей воды на муфель и в подмуфельное пространство..

Формула изобретения

Колпаковая печь по авт. св. М 1342931, отличающаяся тем, что, с целью ускорения процесса охлаждения садки, 5 печь снабжена установленным на нижнем торце охлаждающей трубы полым усеченным конусом со сплошным большим основанием и размещенным вертикально внутри охлаждающей трубы воздуховодом, прохо10 дящим через большее основание конуса, при атом в меньшем основании конуса и в его конической части равномерно по окружности выполнены отверстия в виде сопел

Лаваля, соединяющие полость конуса с по15 лостью, образованной охлаждающей трубой и тупиковой трубой, при атом площадь поперечного сечения воздуховода cocTBBllAет 1,5 — 2,0 суммарной площади отверстий на выходе из сопел Лаваля.

Составитель В. Смирнов

Редактор Л. Веселовская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О. Ципле

Заказ 1748 Тираж 400 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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