CS256248B1

CS256248B1 - Car-hearth fuel furnace for low-temperature processes

Info

Publication number: CS256248B1
Application number: CS869489A
Authority: CS
Inventors: Josef Smalek; Vladimir Adamek; Cenek Bem; Milos Bursik
Original assignee: Josef Smalek; Vladimir Adamek; Cenek Bem; Milos Bursik
Priority date: 1986-12-18
Filing date: 1986-12-18
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS948986A1

Abstract

Konstrukční uspořádání vozové pece opatřené izolací z keramických vláken řeší otázku předávání tepla vsázce zvýšenou konvencí a dokonalejší rozdělení teplot v pracovním prostoru. Problém je řešen tak, že pec má dva systémy cirkulace spalin, z nichž první představuje nějméně jeden vysokorychlostní hořák namířený do spalovacího prostoru mezi stropem pece a sálavou deskou, druhý představuje nejméně jeden cirkulační ventilátor, umístěný pod vysokorychlostním hořákem.Construction of the furnace with ceramic fiber insulation solves the issue of heat transfer to the charge increased conventions and improved temperature distribution in the workspace. The problem is solved so that the furnace has two circulation systems of flue gas, the first of which represents the least one high speed burner aimed into the combustion space between the ceiling furnace and radiant plate, the other represents at least one circulation fan, located under a high speed burner.

Description

Vynález se týká uspořádání vozové palivové pece pro nízkoteplotní procesy, která má izolaci z keramických vláken.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automotive fuel furnace for low temperature processes having ceramic fiber insulation.

K sušení slévárenských forem a jader a k tepelnému zpracování materiálu při teplotách do 650 °C se ve značné míře používají vozové palivové pece. Tento typ pece má několik výhod. Je univerzální-pro různé materiály, takže v téže peci lze tepelně zpracovávat výrobky z různých kovů, anebo je možné ji použít k sušení. Má snadno nastavitelný průběh teplot a času, potřebný k danému účelu. Navíc je vozová pec jednoduchá a tím i nenáročná na obsluhu a údržbu.For the drying of foundry molds and cores and for heat treatment of materials at temperatures up to 650 ° C, car fuel furnaces are widely used. This type of furnace has several advantages. It is versatile for different materials, so it is possible to heat products of different metals in the same furnace or to use it for drying. It has an easily adjustable temperature and time curve required for the purpose. In addition, the furnace is simple and thus easy to operate and maintain.

Protože však vozové pece bývají vyzděny klasickou vyzdívkou složenou ze šamotu a křemelinových materiálů a jejich provoz je přerušovaný, mají nevýhodu v tom, že jejich spotřeba tepla je neúměrně vysoká. Je to dáno tím, že vyzdívka pece se ohřívá a chladne zároveň se zpracovávaným materiálem a protože její hmotnost je několikanásobně vyšší než hmotnost vsázky, je také potřeba na její ohřátí vysoka. Účinnost těchto pecí se podstatně zlepšila tím, že se šamotová vyzdívka nahradila izolací z keramických vláken, která má nízkou hmotnost a nízkou vodivost tepla, takže potřeba tepla na její ohřátí je malá. Fyzikální vlastnosti této izolace však vyžadují, aby se zároveň s jejím použitím upravily tepelně- technické poměry v pracovním prostoru pece, neboř izolace z keramických vláken nepřijímají teplo sáláním a také je sáláním nevydávají.However, since the kilns are lined with classical lining consisting of fireclay and diatomaceous earth and their operation is intermittent, they have the disadvantage that their heat consumption is disproportionately high. This is due to the fact that the furnace lining heats up and cools with the material being processed, and since its weight is several times higher than the weight of the charge, it is also required to heat it high. The efficiency of these furnaces has been substantially improved by replacing the fireclay lining with ceramic fiber insulation having a low weight and low heat conductivity, so that the heat requirement for heating it is low. However, the physical properties of this insulation require that the thermo-technical conditions of the furnace work space be adjusted at the same time as the ceramic fiber insulation does not absorb heat by radiation and does not emit it by radiation.

Jestliže tedy u šamotové vyzdívky přestupuje teplo na vsázku sáláním plamene a vyzdívky a prouděním spalin kolem jejího povrchu, pak u pecí s izolací z keramických vláken složka sálání vyzdívky odpadá. Za těchto podmínek je u procesů prováděných při teplotách pod 650 °C pro přestup tepla na vsázku rozhodující konvekce. Množství tepla, které na vsázku konvekcí přestoupí v daném čase, určuje teplotní rozdíl mezi spalinami a vsázkou a rychlost spalin, proudících okolo jejího povrchu.Thus, in the fireclay lining, heat is transferred to the charge by radiation of the flame and the lining and by the flow of flue gas around its surface, then in the case of ceramic fiber insulated furnaces, the lining radiation component is omitted. Under these conditions, convection is decisive for heat transfer to the batch in processes carried out at temperatures below 650 ° C. The amount of heat transferred to the convection charge at a given time determines the temperature difference between the flue gas and the charge and the velocity of the flue gas flowing around its surface.

Protože se však z technologických důvodů tepla spalin nedá zvyšovat nad určitou mez, je nutno, pro zrychlení procesu, zvýšit rychlost proudění spalin. Provádí se to obvykle tak, že se zvolí topný systém s použitím vysokorychlostních hořáků, které kinetickou energií proudu spalin z nich vystupujících dodají hybnost atmosféře v pracovním prostoru pece a ta zde pak cirkuluje. U vozové pece však nebývá pracovní prostor vždy stejně vytížen a tak vzniká nevýhoda; spočívající v tom, že při menším obsazení může proud cirkulujících spalin vsázku míjet a tak se všechen účinek zvýšené konvekce ztrácí.However, because for technological reasons the flue gas heat cannot be increased above a certain limit, it is necessary to increase the flue gas flow rate to accelerate the process. This is usually done by selecting a heating system using high-speed burners, which give the momentum to the atmosphere in the furnace working space by the kinetic energy of the flue gas flow therefrom and circulate there. However, in a furnace, the working space is not always occupied equally, and this creates a disadvantage; in the case of less occupancy, the circulating flue gas stream may pass the charge and thus all the effect of the increased convection is lost.

Popsaný nedostatek řeší vynález konstrukčním uspořádáním vozové pece pro nízkoteplotní procesy, jehož podstata spočívá v tom, že má dva systémy cirkulace spalin, z nichž první představuje nejméně jeden vysokorychlostní hořák namířený do spalovacího prostoru mezi stropem pece a sálavou deskou, a druhý představuje nejméně jeden cirkulační ventilátor, umístěný pod vysokorychlostním hořákem.The above-mentioned deficiency solves the invention by designing a car furnace for low-temperature processes, characterized in that it has two flue gas circulation systems, the first of which comprises at least one high-speed burner directed into the combustion space between the furnace ceiling and the radiant plate. fan, located under the high speed burner.

Předností vozové palivové pece, provedené podle vynálezu je zajištění účinného proudění atmosféry v peci v celém průřezu pracovního prostoru bez ohledu na vytížení vsázkou a bez ohledu na regulaci teploty prováděnou zapínáním a vypínáním hořáku. Tím se docílí nejen vysoký účinek konvekce, ale zároveň se zajišřuje rovnoměrné rozdělení teploty v celém pracovním prostoru pece. Protože spaliny omývají povrch sálavé desky, ohřívají ji a ta pak sálá teplo na vsázku.The advantage of the vehicle fuel furnace according to the invention is to ensure efficient flow of the atmosphere in the furnace over the entire cross-section of the working space irrespective of the load utilization and irrespective of the temperature control performed by switching the burner on and off. This not only achieves a high convection effect, but also ensures a uniform temperature distribution throughout the furnace working space. Since the flue gas washes the surface of the radiant plate, it heats it and then radiates heat to the charge.

Má tedy dvojí účel. Jednak usměrňuje proud čerstvých spalin a spalin cirkulujících pod stropem a navíc nahrazuje sálavý účinek vyzdívky. Protože má malou hmotnost nesnižuje nijak účinnost pece neboř potřeba tepla na její ohřátí na pracovní teplotu je nevýznamná.It has a dual purpose. On the one hand, it directs the flow of fresh flue gases and flue gases circulating under the ceiling and, in addition, it replaces the radiant effect of the lining. Since it has a small weight, it does not reduce the efficiency of the furnace in any way, since the need for heat to heat it to working temperature is insignificant.

Oba cirkulační systémy je možné používat současně, anebo každý zvlášř. Tak např. při sušení velkých forem, které zaujmou značnou výšku pracovního prostoru, postačí cirkulační systém reprezentovaný vysokorychlostním hořákem? při vsázce různě na voze naskládané budou provozovány systémy oba.Both circulation systems can be used simultaneously or separately. For example, when drying large molds that occupy a considerable height of the working space, is the circulation system represented by a high-speed burner sufficient? if the charge is different on the vehicle stacked, both systems will be operated.

Naopak při chlazení vsázky v peci bude v provozu pouze systém vytvořený cirkulačním ventilátorem. Toto uspořádání umožňuje tedy nejen dokonalé dodržení potřebné technologie, ale zaručuje zároveň nejvyšší úspornost.Conversely, when the furnace charge is cooled, only the system created by the circulation fan will operate. This arrangement thus not only allows perfect adherence to the required technology, but also guarantees the highest efficiency.

Příklad konstrukčního uspořádání vozové palivové pece pro nízkoteplotní procesy s izolací z keramických vláken podle vynálezu je naznačen na přiloženém výkresu. Obr. 1 představuje řez v místě hořáku a odtahu, obr. 2 řez v místě ventilátoru.An example of the structure of a low-temperature car fuel furnace for a low temperature ceramic fiber insulation process according to the invention is shown in the attached drawing. Giant. 1 is a cross-sectional view of the burner and exhaust, FIG. 2 is a cross-sectional view of the fan.

Vozová plynová pec určená pro sušení slévárenských forem, je opatřena izolací z keramických vláken _6 a má dva systémy cirkulace spalin. První představují vysokorychlostní hořáky 1^, umístěné na boku pece a namířené do spalovacího prostoru _2 mezi stropem _3 pece a sálavou deskou £ a druhý tvoří radiální cirkulační ventilátory 5_, které jsou umístěny pod vysokorychlostními hořáky 1. Pracovní prostor 12 je na bocích pece vymezen naváděcími plechy Ί_ a podlahu tvoří vyjížděcí vůz 8_ na nějž se ukládá vsázka 9_. Jsou to formy různých velikostí a mohou být naskládány na sebe. Na boku pece proti cirkulačním ventilátorům 5_ jsou umístěny vzduchové nasávače 13 opatřené klapkami. Výfuky 10 spalin opatřené klapkami jsou umístěny ve stropě 3 vedle vysokorychlostních hořáků KThe vehicle gas furnace for drying foundry molds is provided with ceramic fiber insulation 6 and has two flue gas circulation systems. The first are high-speed burners 11 located on the side of the furnace and directed into the combustion space 2 between the ceiling 3 of the furnace and the radiant plate 6, and the second are radial circulating fans 5 located below the high-speed burners 1. and the floor is formed by a retractable wagon 8 on which the charge 9 is deposited. They are forms of various sizes and can be stacked on top of each other. On the side of the furnace opposite the circulating fans 5 there are air inlets 13 equipped with flaps. The flue gas exhausts 10 with flaps are located in the ceiling 3 next to the high-speed burners K

Vozová palivová pec pro nízkoteplotní procesy, která má izolaci z keramických vláken, vytvořená podle vynálezu pracuje takto:The low temperature process car furnace having a ceramic fiber insulation formed according to the invention operates as follows:

Do pracovního prostoru 12 se zaveze vsázka 9. uložená na voze 8_. Automatika zapálí vysokorychlostní hořáky 1_ a proud spalin, který z nich začne vystupovat do spalovacího prostoru 2^ nad sálavou deskou 4_ uvede do pohybu atmosféru v peci a promísí se s ní. Teplem plamene a spalin se ohřívá sálavá deska 4_ a pomáhá předávat spalinám teplo vsázce 9_. Pokud je vsázka členitá, např. jde o formy postavené na voze ve dvou vrstvách, spustí se zároveň cirkulační ventilátory 5_ a začnou napomáhat cirkulaci atmosféry podnícené vysokorychlostními hořáky 1^. Vyčerpané spaliny odcházejí z pracovního prostoru 12 výfukem 10 spalin regulovaným klapkou 11. Po skončeném sušení je možné vsázku ochladit v peci tak, že vysokorychlostními hořáky .1 je dodáván jen vzduch a zároveň se otevrou vzduchové nasávače 13, jimiž se přisává vzduch účinkem cirkulačních ventilátorů 5.. Pohyb atmosféry v pracovním prostoru 12 pece je vymezen naváděcími plechy Ί_.A charge 9 mounted on the car 8 is introduced into the working space 12. The automatics ignite the high-speed burners 7 and the flue gas stream which exits them into the combustion space 2 above the radiant plate 4 sets in motion the atmosphere in the furnace and mixes with it. The heat of the flame and the flue gas heats the radiant plate 4 and helps to transfer the flue gas to the charge 9. If the charge is rugged, for example in two-layer molds, the circulating fans 5 will start and aid in the circulation of the atmosphere stimulated by the high-speed burners. The exhausted flue gases leave the working space 12 via a flue gas exhaust 10 by means of a controlled flap 11. After the drying is completed, the charge can be cooled in the furnace so that only high-speed burners 1 supply air and open air intakes 13 to suck air through circulating fans 5 The movement of the atmosphere in the working space 12 of the furnace is defined by guide plates.

Claims

Low temperature process car furnace with ceramic fiber insulation, characterized in that it has two flue gas circulation systems, the first being at least one high-speed burner (1) directed into the combustion space (2) between the furnace ceiling (3) and the radiant plate (1). 4), and the second is at least one circulating fan (5) located below the high speed burner (1).