RU1658704C

RU1658704C - Method for heating batch-type furnace for applying low-melting metal coatings

Info

Publication number: RU1658704C
Application number: SU4803951/02A
Authority: RU
Inventors: Р.А. Юдин; В.Н. Талицкий; Б.А. Ганюков; Л.Н. Татарникова; В.Г. Смирнов; Е.И. Панин
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Череповецкий сталепрокатный завод"
Priority date: 1990-01-09
Filing date: 1990-01-09
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: metallurgy thermal engineering. SUBSTANCE: method involves stage-by-stage fuel combustion in a precombustion chamber in periods of coating metal melting, idle mode and coating application. When afterburning the products of incomplete combustion up to an intermediate arch a secondary air jet swirling degree is set variable along the furnace axis. In each pair of adjacent jets the swirling degree is set to be 4.4-4.6 and 1.1-0.9 respectively. This is achieved by tangential feed of the secondary air to the afterburning nozzles and corresponding selection of the nozzle and feed pipeline diameters. EFFECT: reduced fuel expenditure.

Description

Изобретение относится к металлургической теплотехнике и может быть использовано в протяжных ванных печах для нанесения покрытий легкоплавких металлов (цинка, алюминия и т. п. ) на стальную металлопродукцию (проволоку, полосу и т. п. ) на металлургических и машиностроительных заводах. The invention relates to metallurgical heat engineering and can be used in broaching bathrooms for coating low-melting metals (zinc, aluminum, etc.) on steel metal products (wire, strip, etc.) at metallurgical and machine-building plants.

Цель изобретения - снижение расхода топлива. The purpose of the invention is to reduce fuel consumption.

Способ отличается тем, что в соплах, размещенных до промежуточного свода, струи подают закрученными с переменной степенью крутки. The method is characterized in that in the nozzles placed before the intermediate arch, the jets are fed swirling with a variable degree of twist.

Над промежуточным сводом струи подают незакрученными. А в каждой паре соседних струй, подаваемых из сопел под сводом форкамеры до промежуточного свода, организуют у одной n = 4,4 - 4,6, а у другой n = 1,1 - 0,9, где n - конструктивный параметр крутки завихрителя воздушного сопла, равный n = n =

, где d_c - диаметр струи; d_n - диаметр тангенциальной струи, подаваемой цилиндрическим подводом к соплу вторичного воздуха.Above the intermediate vault, the jets are fed untwisted. And in each pair of adjacent jets supplied from the nozzles under the arch of the prechamber to the intermediate arch, one organizes n = 4.4 - 4.6 for the other, and n = 1.1 - 0.9 for the other, where n is the design parameter of the swirl twist air nozzle equal to n = n =

where d _c is the diameter of the jet; d _n is the diameter of the tangential jet supplied by a cylindrical supply to the secondary air nozzle.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

В горелках форкамеры над расплавом сжигают природный газ в смеси с первичным воздухом. Образующиеся продукты неполного горения дожигаются при смешивании с вторичным воздухом под сводом печи. До промежуточного свода вторичный воздух подают закрученным потоком через сопла, представляющие закрытую с одного конца цилиндрическую трубу с тангенциальным цилиндрическим подводом, выполненным также в виде трубки. Диаметры сопел и тангенциального подвода таковы, что степени крутки воздушных струй, подаваемых из двух соседних подсводовых сопел, значительно отличаются друг от друга. Например, значения степени крутки равны n₁ = 4,5 и n₂ = 1,0. При n = 4,5 диаметр сопла вторичного воздуха составляет 100 мм, а диметр тангенциального подвода 37 мм. При n₂ = 1,0 диаметр сопла вторичного воздуха составляет 60 мм, а диаметр тангенциального подвода 37 мм. Равенство диаметров тангенциальных подводов практически обеспечивает равенство газодинамических сопротивлений "парных" сопел различного диаметра. Пpи этом вдоль печи на основном своде до промежуточного свода формируются поочередно настильные закрученные факелы различной геометрической формы. Один в каждой паре имеет вытянутую форму с малым углом раскрытия, второй сжат по оси и имеет больший угол раскрытия. Сжатый факел обладает приосевой зоной разряжений. Продукты неполного сгорания, поднимаясь вверх от поверхности расплава, подсасываются в воздушные струи указанной различной геометрии, чередующиеся по длине печи до промежуточного свода. В результате открытия по отношению к расплаву неэкранированная промежуточным сводом часть основного свода разогревается более равномерно, чем при подаче незакрученных струй, и обеспечивает равномерный лучистый поток на поверхность расплава. Такое решение позволяет интенсифицировать теплообмен в целом и при таких равных условиях, как производительность, толщина покрытия и т. п. , снизить расходы природного газа. Кроме того, более равномерный нагрев поверхности расплава позволяет улучшить качество покрытия металлопродукции легкоплавкими металлами.In the burners, pre-melt chambers burn natural gas mixed with primary air. The resulting products of incomplete combustion are burnt when mixed with secondary air under the roof of the furnace. To the intermediate arch, secondary air is supplied by a swirling flow through nozzles representing a cylindrical tube closed at one end with a tangential cylindrical inlet, also made in the form of a tube. The diameters of the nozzles and the tangential supply are such that the degrees of twist of the air jets supplied from two adjacent sub-water nozzles are significantly different from each other. For example, the degree of twist is n ₁ = 4.5 and n ₂ = 1.0. At n = 4.5, the diameter of the secondary air nozzle is 100 mm, and the tangential supply diameter is 37 mm. When n ₂ = 1.0, the diameter of the secondary air nozzle is 60 mm, and the tangential inlet diameter is 37 mm. The equality of the diameters of the tangential inlets practically ensures the equality of the gas-dynamic resistance of the "pair" nozzles of different diameters. In this case, along the furnace on the main arch to the intermediate arch are formed alternately spread swirling torches of various geometric shapes. One in each pair has an elongated shape with a small opening angle, the second is compressed along the axis and has a larger opening angle. A compressed torch has a near-axial discharge zone. Products of incomplete combustion, rising up from the surface of the melt, are sucked into the air jets of the indicated various geometries, alternating along the length of the furnace to the intermediate arch. As a result of the opening with respect to the melt, the part of the main arch that is not shielded by the intermediate arch is heated more evenly than when uncleaned jets are fed, and ensures a uniform radiant flux to the melt surface. Such a solution makes it possible to intensify heat transfer as a whole, and under such equal conditions as productivity, coating thickness, etc., reduce the costs of natural gas. In addition, more uniform heating of the melt surface allows improving the quality of coating of metal products with low-melting metals.

Оставшуюся часть горючих составляющих продуктов сгорания полностью дожигают соплами с центральными подводами между основным и промежуточным сводами форкамеры. Струи вторичного воздуха на этом участке печи подают незакрученными, так как основной свод на этом участке заэкранирован промежуточным сводом и в прямом теплообмене не участвует. При этом равномерность нагрева внутренней поверхности промежуточного свода, участвующего в прямом теплообмене, во многом определяется равномерностью его омывания уходящими из горелок продуктами неполного сгорания топлива. Таким образом, назначение сопел, установленных над промежуточным сводом, сводится исключительно к полному дожиганию до рекуператора уходящих из печи продуктов сгорания. The remaining part of the combustible constituent products of combustion is completely burned out by nozzles with central inlets between the main and intermediate arches of the prechamber. The jets of secondary air in this section of the furnace are supplied untwisted, since the main arch in this section is shielded by an intermediate arch and is not involved in direct heat transfer. In this case, the uniformity of heating of the inner surface of the intermediate arch involved in direct heat exchange is largely determined by the uniformity of its washing by the products of incomplete combustion of fuel leaving the burners. Thus, the purpose of the nozzles installed above the intermediate arch is reduced exclusively to the complete afterburning of the combustion products leaving the furnace to the recuperator.

Интервалы значений крутки воздушных струй получены в результате исследований и обоснованы следующим. При n₁ < 4,4 для одной из струй и n₂ > 1,1 у парной соседней струи геометрические формы двух настильных закрученных струй на своде печи приближаются одна к другой, что приводит к снижению разогрева излучающей поверхности свода.The intervals of the twists of the air jets obtained as a result of research and justified as follows. For n ₁ <4.4 for one of the jets and n ₂ > 1.1 for a neighboring adjacent jet, the geometrical shapes of the two lay swirling jets on the arch of the furnace approach one another, which reduces the heating of the radiating surface of the arch.

Соответственно при n₁ > 4,6 и n₂ < 0,9 первый факел значительно укорачивается, а второй - удлиняется. При этом второй факел оказывает "давление" на противоположную месту установки сопла боковую стену форкамеры, снижая стойкость футеровки стены и повышая потери тепла этой стеной в окружающую среду.Accordingly, for n ₁ > 4.6 and n ₂ <0.9, the first torch is significantly shortened, and the second is lengthened. In this case, the second torch exerts "pressure" on the side wall of the prechamber opposite the nozzle installation site, reducing the resistance of the wall lining and increasing the heat loss by this wall to the environment.

Существенное снижение длины первого факела приводит к обратному явлению, а именно - перегреву боковой стены в месте установки сопла, что сопровождается повышением тепловых потерь в окружающую среду и износом футеровки этой стены. A significant decrease in the length of the first torch leads to the opposite phenomenon, namely, overheating of the side wall at the nozzle installation site, which is accompanied by an increase in heat loss to the environment and wear of the lining of this wall.

В обоих указанных вариантах нагрева основного свода закрученными парными струями в центральной части нагрев свода существенно снижается, что отрицательно отражается на равномерности распределения температур на его поверхности и, как следствие, равномерности излучения свода на расплав. (56) Авторское свидетельство СССР N 1570443, кл. F 27 B 9/28, 1988. In both of these options for heating the main arch with twisted pair jets in the central part, the heating of the arch is significantly reduced, which negatively affects the uniformity of the temperature distribution on its surface and, as a consequence, the uniformity of the radiation of the arch to the melt. (56) Copyright certificate of the USSR N 1570443, cl. F 27 B 9/28, 1988.

Claims

METHOD OF HEATING A LENGTH FURNACE FOR APPLYING COATINGS OF LIGHT-MELTING METALS ON PRODUCTS by ed. St. N1570443, characterized in that, in order to reduce fuel consumption, the secondary air to the nozzles located before the intermediate arch is supplied by swirling jets with a variable degree of twist, and in each pair of adjacent jets one jet is arranged with a twist parameter n = 4.4 - 4 , 6, and the second - with n = 1.1 - 0.9, where n =

where d _c is the diameter of the main jet, d _n is the diameter of the tangential jet supplied to the main one.