Колпаковая печь

 

Изобретение может найти применение при производстве холоднокатаной стали в прокатных цехах, оснащенных колпаковыми печами для термической обработки плотносмотанных рулоно.в ленты полосы, в особенности широкополосной стали в стопах . Целью изобретения является увеличение производительности печи, сокращение удельного расхода топлива, повышение качества отжигаемого металла. Указанная цель достигается тем, что в колпаковой печи , содержащей нагревательный колпак, стенд, муфель, четыре конвекторных кольца , первое, третье и четвертое из которых, считая от стенда печи, выполнены с одинаковыми проходными каналами переменного сечения и крышку стопы рулонов, суммарная площадь средних сечений проходных каналов второго конвекторного кольца в 1,5-2,0 раза больше суммарной площади средних сечений проходных каналов первого , третьего и четвертого конвекторных колец в отдельности, а крышка выполнена в виде плоского кольца, площадь проходного сечения которого составляет 0,6-0,9 от суммарной площади средних сечений проходных каналов любого из конвекторных колец, кроме второго. 1 табл., 2 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ""„ .",.".;„ -, :.л .

К ПАТЕНТУ (21) 4917792/02 (22) 07.03,91 (46) 15.01.93. Бюл. N 2 (71) Магнитогорский металлургический комбинат им. В.И.Ленина (72) М.П.Мишин, М,Т.Зотова, Б.И.Смирнов, В.Д.Смирнов и Б.А.Басов (73) Магнитогорский металлургический комбинат им. В.И.Ленина (56) В.Н.Антерман. Колпаковые печи. М.:

Металлургия, 1965, с, 114. (54) КОЛПАКОВАЯ ПЕЧЬ (57) Изобретение может найти применение при производстве холоднокатаной стали в прокатных цехах, оснащенных колпаковыми печами для термической обработки плотносмотанных рулонов ленты полосы, в особенности широкополосной стали в стопах. Целью изобретения является увеличение производительности печи, сокращение

Изобретение относится к устройствам для термической обработки полосового проката и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности.

Известна кол паковая печь, содержащая стенд с циркуляционным вентилятором,муфель, нагревательный колпак, крышку в виде плоского диска и конвекторные кольца с одинаковыми циркуляционными каналами переменного сечения.

Недостатком известной колпаковой печи является низкая производительность и пониженное качество отожженного металла, что обусловлено неравномерностью температурного поля по объему садки из-за нерационального распределения теплового

„„5U„„1788981 А3 (я)ю С 21 D 9/663, 9/673, F 27 В 11/00 удельного расхода топлива, повышение качества отжигаемого металла. Указанная цель достигается тем, что в колпаковой печи, содержащей нагревательный колпак, стенд, муфель, четыре конвекторных кольца, первое, третье и четвертое из которых, считая от стенда печи, выполнены с одинаковыми проходными каналами переменного сечения и крышку стопы рулонов, суммарная площадь средних сечений проходных каналов второго конвекторного кольца в

1,5 — 2,0 раза больше суммарной площади средних сечений проходных каналов первого, третьего и четвертого конвекторных колец в отдельности, а крышка выполнена в виде плоского кольца, площадь проходного сечения которого составляет 0,6-0,9 от суммарной площади средних сечений проходных каналов любого из конвекторных колец, кроме второго. 1 табл., 2 ил. потока, поскольку верхняя часть муфеля не участвует в интенсивном конвективном теплообмене в период нагрева и охлаждения металла.

Цель изобретения — увеличение производительности колпаковой печи и повышение качества отжигаемого металла.

Поставленная цель достигается тем, что в колпаковой печи, содержащей стенд с циркуляционным вентилятором, муфель, нагре- () вательный колпак, четыре одинаковые конвекторные кольца с циркуляционными каналами переменного сечения и крышку стопы рулонов в виде плоского диска, второе, считая от стенда, конвекторное кольцо выполнено с суммарной площадью средних сечений циркуляционных каналов равной

1788981

20

40

55

1,5 — 2,0 суммарной площади средних сечений циркуляционных каналов первого, третьего и четвертого конвекторного кольца, крышка выполнена в виде кольца с площадью проходного сечения равной 0,6 — 0,9 суммарной площади средних сечений циркуляционных каналов первого, третьего или четвертого конвекторного кольца, Обозначим суммарную площадь средних сечений циркуляционных каналов второго, считая от стенда, конвекторного кольца Б,., первого Szz третьего „,и четвертого $,<.

Тогда согласно изобретению

2 :и — Soar — п — 1 5 2 0

S z 5 п 8u через Як обозначим площадь проходного сечения плоской крышки, выполненной в виде кольца, Тогда, согласно изобретению — — — 0,6 -0,9

Scour Ъ|ч

Суммарная площадь средних сечений циркуляционных каналов второго конвекторного кольца, считая от стенда, в 1,5 — 2,0 раза больше суммарной площади средних сечений циркуляционных каналов первого, третьего и четвертого конвекторных колец в отдел ьности

При отношении

Szz Ъш < 1,5 замедляется прогрев первого

- > к

Szis и второго рулонов снизу стопы, что приводит к ухудшению качества металла (большой разброс свойств по толщине намотки 2-х нижних рулонов), к снижению производительности печи и к повышенному расходу энергоносителей.

При величине упомянутого отношения больше 2,0 замедляется прогрев третьего и четвертого рулонов стопы, увеличивается неоавномерность нагрева по высоте стопы, что приводит к ухудшению качества металла, снижению производительности печи и повышению расхода энергоносителей (топлива).

Отношение площади проходного сечения крышки стопы рулонов к суммарной площади средних сечений циркуляционных каналов любого из конвекторных колец, кроме второго, составляет 0,6-0,9, При отношении, меньшем 0,6,уменьшается поток защитного газа, циркулирующего под муфелем в верхней части садки, что приводит к увеличению перепад температуры по высоте стопы, к ухудшению качества металла, к снижению производительности печи и увеличению расхода энергоносителей.

При отношении площади проходного сечения крышки стопы рулонов к суммарной площади средних сечений циркуляционных каналов любого из конвекторных колец,кроме второго, больше 0,9 происходит перераспределение потока циркулирующего защитного газа, большая часть его проходит через отверстие крышки и осевую полость стопы рулонов, уменьшается поток, проходящий через конвекторные кольца, что приводит к увеличению неоднородности нагрева по толщине намотки рулонов, ухудшению качества металла, снижению производительности печи, к увеличению расхода энергоносителей.

При изготовлении колпаковой печи с крышкой стопы рулонов в виде плоского диска и с конвекторными кольцами с одинаковой суммарной площадью средних сечений циркуляционных каналов, независимо от

25 положения конвекторного кольца в стопе по

В.Н,Антерману и др. "Колпаковые печи", М.

Металлургия, 1965, с,14, 114, выбранному в качестве прототипа и испытании такой печи получены следующие результаты: — разброс значения предела текучести (то,z по высоте стопы рулонов при отжиге стали 08Ю 500

МПа; — удельный расход условного топлива

50 кг/т; — производительность колпаковой печи по нагреву 1,80 т/ч.

Для обоснования заявленных пределов с точки зрения достижения цели были проведены эксперименты, В колпаковой печи использовали крышку заявленной конструкции и крышку выполненную по прототипу, Отжигали рулоны весом 23 тонны с шириной полосы

1250 мм.

При проведении экспериментов определяли равномерность температурного поля по высоте стопы и толщине намотки рулонов с помощью термопар, заложенных в каналы, просверленные в рулонах (детали см, в примере N- 1), определяли производительность печи и удельный расход топлива.

Кроме того, на отожженном металле определяли разброс значения предела текучести по стопе рулонов, Всего провели 4 серии экспериментов А, Б, В и Г. В серии А отношение

8:нГ - 4:и $ п = 1,3, а отношеS z zzz S<>v ние

1788981 топлива 3-5

= 0,51 — 1,06 .

Ът Ъ|тг ч

В опытах серии Б, В и Г при том же

Як диапазоне отношения значения отй1 ношения S /3 составили соответственно

1,5, 2,0 и 2,5, Все данные экспериментов сведены в таблицу.

Как показали данные опытной проверки (см, таблицу) в результате использования заявляемой колпаковой печи разброс предела текучести стали 08Ю (hob,z ) снижается по сравнению с прототипом в среднем на

350 МПа; производительность печи возрастает 3 — 5/, расход топлива снижается на

7 — 10/.

В таблице приведены данные экспериментов, проведенных для обоснования выбранных параметров предлагаемой колпаковой печи.

На фиг.1 изображена колпаковая печь, на фиг.2 — крышка стопы рулонов, Заявляемая колпаковая печь содержит нагревательный колпак 1, муфель 2, стенд 3, конвекторные кольца 4а, 4в,4г и 4б, суммарная площадь средних сечений проходных каналов которого в 1,5 — 2 раза больше, чем у колец 4а, 4в, 4г каждого в отдельности, крышку 5, стендовый вентилятор 6, горелки

7, стопу рулонов 8. Крышка 5 (см, фиг,2) выполнена в виде плоского диска толщиной

5 мм с центральным отверстием.

Колпаковая печь работает следующим образом, На стенд 3 печи устанавливают стопу рулонов 8 с конвекторными кольцами между рулонами и крышкой 5 сверху стопы, Затем стопу рулонов накрывают муфелем 2 и колпаком 1 с горелками 7.

В процессе термической обработки рулонов 8 происходит при помощи стендового вентилятора 6 циркуляция защитного газа в подмуфельном пространстве. Защитный газ, нагреваясь от муфеля 2, отдает тепло рулонам,проходя через отверстие в крышке стопы и по каналам конвекторных колец.

Пример 1. Согласно заявленной колпаковой печи из стенда формировали стопу рулонов стали марки 08Ю (вес рулона

23 т, ширина полосы 1250 мм, наружный диаметр 1950 мм, внутренний диаметр 800 мм) из 4-х рулонов с конвекторными прокладками. Суммарная площадь средних сечений циркуляционных каналов второго от стенда конвекторного кольца в 1,5 раза больше суммарной площади средних сечений циркуляционных каналов первого, 5

40 третьего и четвертого конвекторных колец в отдельности, Стопу рулонов сверху накрывали крышкой с центральным отверстием. Отношение площади проходного сечения которого, к суммарной площади средних сечений циркуляционных каналов конвекторных колец первого, третьего, четвертого в отдельности составляло от 0,51 до 1,06. Сформированную стопу рулонов накрывали муфелем, устанавливали нагревательный колпак v осуществляли нагрев. Тепловой режим eenv по колпаковой и стендовой термопарам.

Кроме того, для оценки эффективности конструктивных элементов колпаковой печи, температуру в первом, втором и четвертом рулонах контролировали дополнительными термопарами, установленными в каналы, проведенные на глубину 625 мм на расстоянии 165, 370, 525, 570 мм от наружного витка рулона. Еще один канал был просверлен на глубину 40 мм на удалении 30 мм от наруж ного витка.

Из таблицы (см. серию опытов 6) видно что наилучшее сочетание по разбросу механических свойств, экономии топлива, превышению производительности колпаковой печи при соотношении суммарной площади средних сечений циркуляционных каналов второго конвекторного кольца и такой же площади первого, третьего и четвертого колец в отдельности, равном 1,5, получается при установке на верх стопы крышки с отверстием, обеспечивающем соотношение площади отверстия в пределах 0,6 — 0,9 к суммарной площади средних сечений циркуляционных каналов конвекторных колец N. 1, 3, 4 в отдельности. При этом разброс предела текучести составил по стопе рулонов 150200 МПа, при этом производительность печи по нагреву выросла на 2 — 4 /, экономия

Пример 2. Суммарная площадь средних сечений циркуляционных каналов второго конвекторного кольца в 2 раза больше соответствующих сечений конвекторных колец N 1,,3 и 4 в отдельности. Остальные условия как в примере N 1. Установлено, что разброс значений предела текучести на стопе рулонов составляет 150-200 МПа, экономия топлива 8 — 10 /, повышение производительности печи 3 — 5 / при соотношении площади проходного сечения крышки стопы рулонов к суммарной площади средних сечений, проходных каналов конвекторных колец N 1, 3, 4 в отдельности (см таблицу, серию опытов 1) Повышение производительности печи экономия топлива и улучшение качества ме талла достигается за счет перераспределе

1788981! !

Суннарная лпсчаль средних сечений циркуляционных каналов С-го, 3-го и 4-го конеектоаны» колец

Вконония llptttt6 I31tttt .

- т а опыта

Разбаос Повыаенне препепа поаизвотекучес-!дительнаВеличина отноаения

«с Бе!

"t7"жэ!

Sx7 етт

Площадь

ПРОхалнОГО сечения крыаки стопы рулонов, Бк ° ""

Величина отнаас= нил

Сзэ!1 Ве -з7 *и!

Бзпг "Б!т

Серия опытое

Сун эрная лпааадь средних СЕчений цчркупяционных каналов второго ст стенда канвехторного энергоносителей в сравнении с иззестнон печьа, 2 ти по стопе

РУПОНОВ

«Ia стн печи в соаененин с нэ вестной печью, 2 кольца, ннэ е отдельности

Й!!

"Бтт

350 0,5

250 . 0,75

200 1,00

250 1,05

ЗОО 1,10

1,5

2,0

2,5

3,0

По всея опытам сеоии A недостаточнал экономия топлива, надостаточное павыэанне проиэводнтзльностн печи, повыаснный разброс предела текучести

471 I9

82915

0,51

0,60

0,76

0,90

1,06

77760

1,3 и

I1

А Я-!

Я-2

Я-З

A-4

A-5

39740 0,51

Недостаточная экономия топлива и поаьтаение праизводнтегьностн

250

1,5

77700!!6640

Б Б-1

47119 0,60

59365 0,70

70650 0,90

Сочетание паранетров конвекторнаго кольца и плогади отверстия крыаки, обеспечнвакщне павыаение производительности, эконо ния топлчаа прн сниавнин разброса неханическнх свойств

200

2,0

3,О

4,0

Б-2

6-3

6-4

Удовлетворительное повыаение производительности, чо бопьаой разброс свойств

250 а2915

1,00

5.0

Б-5

39740 О 51 . 250

Поваэенный разброс неханических свойств по стопе, рулонов

77760

2,0

В В" 1 155520

9

I ""

Сочетание гаоанетрав кон" векторного кольца и площади отверстия крыаки стопы рулонов,обеспечивающее повыаеийе производительности, эконоиню тмлива прн одноврененнон снижении разброса нехсарйств 17119 0,60

59365 0,76

7СьБС С,ЭО

20С

3,0

4,0

5,С

0-2

С-3

6-ч

Бальаой разброс неханических свойств ло высоте столь Рулонов

6,0

S2915 1,06 300

0-5

По всен опытам серии Г чреэнерный разброс неханических свойств по высоте стопы 07ttott09

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

Нет

12 !

14

39740 ° 0,51

47119 С,60

59365 0,76

7С650 0,90

92915 1,06

500

77760

2,5

Г Г-1

Г-2

Г-3

Г-4

Г-5

Чреэнерный разброс неханическнх свойств по высоте стопы рулонов, недостаточнал лранэводительность, балыэой расход топлива

Нет

Нриака сто-пы рулонов беэ отверстия

77760

1,0

77760

Прототип ния теплового потока по высоте стопы между верхним и остальными рулонами стопы за счет оптимального соотношения площади проходного сечения крышки стопы к суммарной площади средних сечений циркуляционных каналов конвекторных колец ¹1,,3, 4 в отдельности, равным 0,6 — 0,9, а также за счет перераспределения теплового потока между нижним рулоном и остальными рулонами за счет оптимального отношения суммарной площади средних сечений циркуляционных каналов второго

KoHB8KTopHof0 кольца, устанавливаемого на нижний рулон, соответствующей площади конвекторных колец ¹ 1, 3, 4 в отдельности, равном 1,5 — 2,0.

В предлагаемой колпаковой печи нижний рулон уже не является отстающим по нагреву, как зто имеет место в прототипе.

По данным промышленного опробования заявляемое изобретение в сравнении с и рототипом обладает следующими преимуществами: — повышается производительность печи по нагреву на 3 — 5% (0,05-0,09 т/ч); — снижается расход топлива на 710%; — повышается качество отжигаемой полосы (разброс по пределу текучести стали !

08Ю по высоте стопы снижается на 250-350

МПа до уровня 150 — 200 МПа).

Формула изобретения

Колпаковая печь, преимущественно для отжига рулонов, содержащая стенд с циркуляционным вентилятором, муфель, нагревательный колпак, крышку, четыре

10 конвекторных кольца, выполненных, кроме второго, считая от стенда печи, одинаковыми с циркуляционными каналами переменного сечения, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и

15 качества отжигаемого металла за счет повышения равномерности нагрева, второе, считая от стенда, конвекторное кольцо выполнено с суммарной площадью средних сечений циркуляционных каналов, равной

20 1,5 — 2 суммарной площади средних сечений циркуляционных каналов первого, третьего или четвертого конвекторного кольца. крышка выполнена в виде кольца с площадью проходного сечения, равной 0,6-0,9

25 суммарной площади средних сечений циркуляционных каналов первого, третьего или четвертого KoHBBKTopHofo кольца.

1788981 юг

Составитель М.Мишин

Техред М.Моргентал Корректор Н.Гунько

Редактор

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

Заказ 83 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Колпаковая печь Колпаковая печь Колпаковая печь Колпаковая печь Колпаковая печь 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургическим печам и может быть использовано для термической обработки металлических заготовок

Изобретение относится к металлургии, а именно к устройствам для термической обработки полосового проката в рулонах

Изобретение относится к конструкции колпаковых печей для термообработки листового металла и проволоки в бунтах

Изобретение относится к оборудованию для термообработки и может быть использовано в металлургический и метизной отраслях промышленности для термообработки преимущественно ленты

Изобретение относится к термическому оборудованию прокатного производства, а именно к газовым колпаковым печам для термообработки холоднокатаной листовой стали в стопах, и может быть использовано в металлургической, машиностроительной и ряде других отраслей промышленности

Изобретение относится к металлургической теплотехнике и может быть использовано в колпаковых печах для термической обработки металлической ленты в рулонах

Изобретение относится к кол паковым печам для светлого отжига рулонов стали

Изобретение относится к металлургической теплотехнике и может быть использовано в колпаковых печах для термообработки плотно смотанных рулонов на заводах металлургии и машиностроения

Изобретение относится к термическому оборудованию, в частности к конструкции колп9кЬв«х печей для термообработки изделий в защитной атмосфере

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве отожженной холоднокатаной полосовой стали

Изобретение относится к конструкции колпаковых печей для термообработки листового металла и проволоки в бунтах

Изобретение относится к устройствам для термообработки специальных изделий в колпаковых печах и может быть использовано для отжига рулонов, бунтов и кольцевых заготовок

Изобретение относится к оборудованию для термообработки и может быть использовано в металлургический и метизной отраслях промышленности для термообработки преимущественно ленты

Изобретение относится к черной металлургии , а именно к термическому отжигу рулонов листового проката в колпаковых печах Цель изобретения - повышение производительности печи за счет сокращения времени нагрева отжигаемых рулонов
Наверх