Способ рециркуляции газов в пламенных печах

 

Сущность способа состоит в том, что подачу побудителя рециркуляции продуктов сгорания в виде отходящих дымовых газов в печь осуществляют путем инжекции газодинамическим импульсом, генерируемым в устройстве пульсирующего горения, с частотой в период подъема и выдержки температуры 0,5 - 1,0 Гц, а в период охлаждения металла в печи - 0,25 - 0,5 Гц. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (п)ю F 27 0 7/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4931788/02 (22) 29.04.91 (46) 23.03.93. Бюл. hb 11 (71) Златоустовский металлургический завод (72) А.А.Егоров, А.И.Андреев, А.B.Ïoëóçêтов, А.А.Ибатуллин, Л.А. Никитина и

А.В. Рыбкин (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1673816, кл. F 27 0 7/00, 1989.

Изобретение относится к термическим и камерным печам и может быть использовано на заводах металлургической и машиностроительной промышленности, Цель изобретения — снижение расхода топлива, повышение качества нагрева металла с одновременным удалением слоя . окалины с поверхности нагреваемого металла.

На фиг.1 схематически изображена печь для осуществления предлагаемого способа.

Циклограмма рабаты устройства на фиг.2.

Печь включает в себя: рабочую камеру

1; топки 2, расположенные с одной стороны печи, выдвижную подину с бугелями 3; коллекторы подачи дымовых газов 4 и 5; инжекционные устройства с фурмами 6 и 7; дымовые каналы 8 и 9; дополнительные дымовые каналы 10; дымовой боров 11; устройство пульсирующего горения 12.

Устройство пульсирующего горения. 12 состоит из: вихревого смесителя с газовоздухопроводами 13; форкамеры 14; импульс... Ж „„1803701 А1 (54) СПОСОБ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ГАЗОВ В

ПЛАМЕННЫХ ПЕЧАХ (57) Сущность способа состоит в том, что подачу побудителя рециркуляции продуктов сгорания в виде отходящих дымовых газов в печь осуществляют путем инжекции газодинамическим импульсом, генерируемым в устройстве пульсирующего горения, с частотой в период подъема и выдержки температуры 0,5 — 1,0 Гц, а в период охлаждения металла в печи — 0,25 — 0,5 Гц. 2 ил. ных камер 15; блока защиты 16.блока зажигания 17; реле времени 18. Энергия заряда смеси в устройстве выбирается в пределах

40 — 80 кДж в зависимости от объема рабочей камеры 1. Время полного заполнения смесью устройства — 4 — 4,5 сек, Развиваемый удельный импульс ударной волны регулируется частотой зажигания смеси по реле времени в пределах 0,25 — 1,0 Гц или

4 — 1 с.

Способ осуществляют следующим образом. Природный газ и вентиляторный воздух с давлением 5000 — 8000 Па смешиваются в вихревом смесителе 13 в концентрации 1: 10, происходит стабилизация горючей смеси в форкамере 14 и заполнение импульсных камер 15. В период подъема и выдержки температуры устанавливается частота генерации импульсов ударной волны

0,5 — 1,0 Гц, что соответствует периодам подачи искры от блока зажигания 17, задаваемым реле. времени 18, в пределах 1 — 2 сек.

1803701

Таблица 1

Результаты опытных испытаний способа рециркуляции газов на термических печах со средней садкой 26-28 тн (период подъема и выдержки температуры) Частота колебаний, Гц

Количество ис пытаний

N N пlп

Перепад температур между верхом и низом садки

Продолжительность

Удельный Примечание расход топлива, кгут/тн операции в конце подъем темпера туры, С отжига, ч13-40

0,4

0,5

61,4

61,2

Наблюдается рост окалины

13-30

Во время подачи искры происходит воспламенение смеси, возникновение фронта пламени, прогрессивное его ускорение и последующий выброс продуктов сгорания через фурмы инжекционных устройств 6 и 7.

Скорость газовых струй при этом достигает

800 — 1000 м/с и обеспечивает инжекцию дымовых газов по каналам 8 и 9 из дымового борова 11 и свежих продуктов сгорания по дополнительным каналам 10 иэ выносных топок 2 для создания температурной однородности рециркулирующих газовых потоков, со стороны садки, противоположной топкам 2.

Первоначальное разрежение в каналах

4, 5, 10 составляе 2500 — 3000 Па и постепенно в соответствии с инерционностью системы падает до следующего импульса до

100 — 150 Па, Среднее эа период разрежение составляет 1000 — 1500 Па, что соответствует 30 — 35% инжектируемых дымовых газов от общего объема газов, покидающих рабочую камеру, Температура инжектируемых газов в зависимости периодов операции термообработки составляет 450—

600 С.

Аналогично изменяется и скорость истечения инжектируемых дымовых газов, составляя в среднем 350 — 400 м/с, что значительно выше, чем у ранее применяемых способах и, в конечном счете, обеспечивает повышенную рециркуляцию газов в рабочей камере и интенсификацию процессов конвективного теплообмена.

Истечению горящей струи иэ фурм инжекционных устройств 6 и 7 предшествует ударная волна, воздействующая на тепловой пограничный слой, образующийся на поверхности садки и, разрушая его, ведет к дальнейшему улучшению теплообмена между газами и садкой, В период охлаждения металла в печи реле времени устанавливается период подачи искры зажигания, равный 3 — 4 сек, что соответствует частоте импульсов 0,25 — 0,5

Гц при этом эа счет более полного заполнения горючей смесью импульсных камер 15, удельный импульс ударной волны составляет 150 — 200 Н с/м и превышает критические значения импульса, необходимого для разрушения слоя окалины, Работа в таком режиме продолжается в течение 1,0 — 3,0 ч до полного разрушения слоя окалины по всему объему садки.

В табл.1 и табл.2 приведены результаты осуществления способа в промышленных условиях, Использование способа позволит снизить расход топлива на 3 — 4, повысить производительность печей на 8 — 10%, увели20 чить выход годного металла на 0,15 — 0,2 .

Одновременно, за счет лучшей циркуляции дымовых газов снижается выброс ИОх со150 до 80 мгlм .

Формула изобретения

Способ рециркуляции газов в пламенных печах, включающий сжигание топлива в выносных топках, подачу побудителя рециркуляции продуктов горения в виде отходящих дымовых газов в период подъема

30 температуры и выдержки с наложением колебаний, отличающийся тем, что, с. целью снижения расхода топлива, повышения качества нагрева металла с одновременным удалением слоя окалины с

35 поверхности нагреваемого металла, подачу в него дымовых газов с наложением колеба- ний производят путем инжекции газодинамическим импульсом, генерируемым в устройстве пульсирующего горения с часто40 той 0,5 — 1 0 Гц в период подъема температуры и выдержки, и частотой 0,25 — 0,5 Гц в период охлаждения металла в печи.

1803?01

Продолжение табл. 1

Таблица 2

Результаты опытных испытаний способа рециркуляции газов на термических печах со средней садкой 26-28 тн (период охлаждения металла в печи) * Полное время охлаждения садки в печи

1803701

1803701

Ь

1 О, Ц 05 gg

" О, 05 -10

1,5 ии,С

1 w ggg ф И 90

6 ОО Ñ

4 Период пуяьсациц C

Фиг,2

Составитель А. Егоров

Е. Полионова Техред M. Моргентал Корректор Л. Филь

Редактор

Заказ 1047 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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