Регенеративный нагревательный колодец
Владельцы патента RU 2457262:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к устройствам для нагрева слитков металла перед прокаткой. Регенеративный нагревательный колодец состоит из камеры, выполненной в форме прямоугольного параллелепипеда, ограниченной футерованными стенами, и снабжен перемещающейся крышкой и блоками регенераторов. Согласно изобретению камера дополнительно содержит две горелки, ориентированные навстречу друг другу и расположенные на одной горизонтальной оси в верхней части на фронтальной и задней стенах над блоками регенераторов. При этом горелки установлены на расстоянии от крышки, равном 0,20-0,25 высоты стен. Техническим результатом является обеспечение равномерности прогрева слитков металла. 6 ил.
Изобретение относится к устройствам для нагрева слитков металла перед прокаткой.
Известен регенеративный нагревательный колодец, состоящий из камеры, выполненной в форме прямоугольного параллелепипеда, ограниченной футерованными стенами и снабженной перемещающейся крышкой, блоков регенераторов, примыкающих к камере друг напротив друга со стороны задней и фронтальной стен (Кривандин В.А., Егоров А.В. Тепловая работа и конструкции печей черной металлургии. - М.: Металлургия, 1989. 462 с.).
Недостатком данной конструкции является неравномерность распределения тепловых потоков и температур по высоте слитков и их неравномерный нагрев из-за расположение факела только в нижней части камеры. Для выравнивания температуры слитков по высоте их выдерживают в камере колодца дополнительное время до достижения каждой частью слитка температуры, необходимой для последующей обработки, что приводит к дополнительным затратам времени и расходу топлива.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является регенеративный нагревательный колодец, состоящий из камеры, выполненной в форме прямоугольного параллелепипеда, ограниченной футерованными стенами и снабженной перемещающейся крышкой, двух ярусов блоков регенераторов, примыкающих к камере друг напротив друга со стороны задней и фронтальной стен. Блок регенераторов включает газовый и воздушный регенераторы, а также камеру смесеобразования. (RU, №2312907, кл. C21D 9/70, 2006 г.).
Недостатками данного регенеративного колодца являются неравномерность прогрева слитков и значительные потери тепла, так как в каждый момент времени из четырех блоков работают только два из них - верхних или нижних, или смежных, а два других блока регенераторов не работают, теряя тем самым теплоту в окружающую среду, что приводит к дополнительному расходу топлива, снижению производительности колодца.
Задачей изобретения является разработка новой конструкции регенеративного колодца с двумя факелами.
Техническим результатом является обеспечения равномерности прогрева слитков металла.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что регенеративный нагревательный колодец состоит из камеры, выполненной в форме прямоугольного параллелепипеда, ограниченной футерованными стенами, и снабжен перемещающейся крышкой и блоками регенераторов. Согласно изобретению камера дополнительно содержит две горелки, ориентированные навстречу друг другу и расположенные на одной горизонтальной оси в верхней части на фронтальной и задней стенах над блоками регенераторов. При этом горелки установлены на расстоянии от крышки, равном 0,20÷0,25 высоты стен.
Наличие двух горелок, расположенных на фронтальной и задней стенах над блоками регенераторов на одной оси и ориентированных навстречу друг другу, позволяет создавать факел в верхней части камеры, который совместно с факелом в нижней части камеры, образующимся при сгорании истекающего из регенератора газа и воздуха, обеспечивает равномерность нагрева слитков по высоте, что приводит к уменьшению времени нагрева слитков, повышению производительности, снижению расхода топлива.
При расположении двух горелок во фронтальной и задней стенах в верхней их части на одной оси над блоками регенераторов на расстоянии меньшем 0,20 высоты стен от крышки факел удалится от слитков и приблизится к крышке, что вызовет оплавление ее футеровки и увеличение тепловых потерь через крышку. При расположении двух горелок на расстоянии большем 0,25 высоты стен от крышки факел приблизится к слиткам, что вызовет перегрев и оплавление верхней части слитков.
Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема регенеративного колодца; на фиг.2 - вид сверху в разрезе А-А; на фиг.3 - вид сверху в разрезе Б-Б; на фиг.4 изображено распределение тепловых потоков по высоте слитков от нижнего факела; на фиг.5 - то же, от верхнего факела; на фиг.6 - распределение суммарных тепловых потоков от верхнего и нижнего факелов.
Регенеративный нагревательный колодец состоит из камеры 1, выполненной в форме прямоугольного параллелепипеда. Камера 1 сверху ограничена перемещающейся крышкой 2, а с боков - футерованными стенами: задней 3, боковыми 4 и фронтальной 5. Со стороны задней стены 3 и фронтальной 5 расположены блоки 6 регенераторов, включающих воздушные регенераторы 7, газовые регенераторы 8 и камеру 9 смесеобразования, которая через технологическое отверстие 10 связана с камерой 1 с размещенными в ней рядами слитками 11. Через технологические отверстия 10 в камеру 1 формируется факел 12. В верхней части камеры 1 колодца на расстоянии от крышки 2, равном 0,20 - 0,25 высоты стен, на фронтальной стене 5 и задней стене 3 установлены две горелки 13, ориентированные навстречу друг другу и расположенные на одной горизонтальной оси. Горелки 13 также формируют факел 12, который располагается над слитками 11.
Регенеративный нагревательный колодец работает следующим образом. Нагреваемые слитки 11 через перемещающуюся крышку 2 устанавливают в камеру 1 колодца. Работа регенеративного нагревательного колодца происходит в два цикла. В первом цикле функционируют левый и правый блоки 6 регенераторов и левая горелка 13. Газ и воздух поступают соответственно через газовый 8 и воздушный 7 регенераторы. Газовоздушная смесь образуется в камере 9 смесеобразования левого блока 6 регенераторов. Одновременно газ и воздух поступают в левую горелку 13 для создания газовоздушной смеси и образования верхнего факела 12. Истекающие из камеры 9 смесеобразования левого блока 6 регенераторов и левой горелки 13 газовоздушные смеси при зажигании образуют два факела 12 в верхней и нижней частях камеры 1. Вывод из камеры 1 колодца продуктов сгорания, образующихся при горении газовоздушных смесей в двух факелах 12, осуществляется через воздушный 7 и газовый 8 регенераторы правого блока 6 регенераторов.
При достижении верхними рядами регенеративных насадок определенной технологией температуры начинается второй цикл, в котором подача газа и воздуха происходит соответственно через газовый 8 и воздушный 7 регенераторы правого блока 6 регенераторов. Газовоздушная смесь образуется в камере 9 смесеобразования правого блока 6 регенераторов и проходит через технологическое отверстие 10 в камеру 1 колодца. Одновременно газ и воздух подаются в правую горелку 13 для создания газовоздушной смеси и выхода ее из горелки 13 в камеру колодца 1. Газовоздушные смеси, выходящие из блока 6 регенераторов через технологическое отверстие 10 и из правой горелки 13 в камеру 1 колодца, зажигают при этом два факела 12 в верхней и нижней частях камеры 1. Продукты сгорания, образующиеся при сжигании топлива в факелах 12, выводятся через воздушный 7 и газовый 8 регенераторы левого блока регенераторов 6.
Таким образом, верхний факел 12 нагревает верхнюю часть слитков 11, а нижний факел 12 нагревает нижнюю часть слитков 11, в результате чего суммарные тепловые потоки, падающие от факелов на поверхность слитков, выравниваются, и увеличивается равномерность нагрева слитков 11 по высоте, что подтверждается приведенными на фиг.4-6 графиками распределения тепловых потоков. Из графиков видно, что при одновременном нагревании слитков от верхнего и нижнего факелов нагревание происходит более равномерно. Равномерное распределение тепловых потоков и температуры по высоте слитков 11 значительно уменьшает общее время их нагрева до установленной температуры, повышает производительность регенеративного нагревательного колодца, снижает расход топлива.
В настоящее время изобретение находится на стадии технического предложения.
Регенеративный нагревательный колодец, содержащий камеру, выполненную в форме прямоугольного параллелепипеда, ограниченную футерованными стенами и перемещающейся крышкой, и блоки регенераторов, отличающийся тем, что камера снабжена двумя горелками, ориентированными навстречу друг другу и расположенными на одной горизонтальной оси в верхней части на фронтальной и задней стенах камеры над блоками регенераторов на расстоянии от крышки, равном 0,20÷0,25 высоты стен.
