RU2049973C1 - Method of heat treatment of articles and plant for its realization - Google Patents
Method of heat treatment of articles and plant for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2049973C1 RU2049973C1 RU94036812A RU94036812A RU2049973C1 RU 2049973 C1 RU2049973 C1 RU 2049973C1 RU 94036812 A RU94036812 A RU 94036812A RU 94036812 A RU94036812 A RU 94036812A RU 2049973 C1 RU2049973 C1 RU 2049973C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tiers
- articles
- products
- tier
- thermal zone
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Tunnel Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам и установкам для термообработки изделий из различных материалов, и может быть использовано в строительной, пекарной, керамической и других отраслях промышленности. The invention relates to metallurgy, in particular to methods and installations for heat treatment of products from various materials, and can be used in the construction, baking, ceramic and other industries.
Известны способы термообработки изделий, например, при выпечке хлеба, при котором изделия перемещают по высоте тепловой зоны по зигзагообразной траектории (пат. США N 4004129, НКИ 219-388). Однако технология выпечки хлеба требует поддержания в тепловой зоне печного пространства постоянной температуры, обеспечивающей равномерный прогрев. По этой причине способ не приемлем для термообработки изделий, требующей прохождения нескольких стадий, включая, например, нагрев и охлаждение. Known methods of heat treatment of products, for example, when baking bread, in which products are moved along the height of the heat zone along a zigzag path (US Pat. US N 4004129, NKI 219-388). However, the technology of baking bread requires maintaining a constant temperature in the heating zone of the oven space, ensuring uniform heating. For this reason, the method is not acceptable for heat treatment of products requiring several stages, including, for example, heating and cooling.
Как правило, эти стадии выполняются в различных, разделенных друг от друга тепловых зонах. Известен способ термообработки керамических изделий в туннельных многоканальных печах, в каждом рабочем канале которых создают последовательно расположенные зоны подогрева, обжига и охлаждения (авт. свид. СССР 1239494, кл. F 27 B 9/02, 1986). As a rule, these stages are performed in different, separated from each other thermal zones. A known method of heat treatment of ceramic products in tunnel multichannel furnaces, in each working channel which create sequentially located zones of heating, firing and cooling (ed. Certificate. USSR 1239494, class F 27 B 9/02, 1986).
Однако протяженность тепловых зон приводит к необходимости увеличения рабочего пространства для создания непрерывного процесса. На габариты печного пространства влияет необходимость охлаждения изделий до определенной температуры, что также сказывается на длительности всего процесса, и как следствие, на производительности. However, the length of the thermal zones leads to the need to increase the working space to create a continuous process. The dimensions of the furnace space are affected by the need to cool the products to a certain temperature, which also affects the duration of the entire process, and as a result, productivity.
Известна установка для термообработки изделий, представляющая собой туннельную многоярусную печь для обжига керамических изделий, содержащая многоярусную теплоизолированную камеру, источники тепла, устройства перегрузки изделий с яруса на ярус, выполненный в виде этажерки и приспособления для проталкивания изделий (авт. свид. СССР N 1174714, кл. F 27 B 9/02, 1985). Недостатком известной установки является значительные энергозатраты на обработку изделия и значительные габариты. A known installation for heat treatment of products, which is a tunnel multi-tier kiln for firing ceramic products, containing a multi-tiered insulated chamber, heat sources, devices for transferring products from tier to tier, made in the form of whatnot and devices for pushing products (ed. Certificate. USSR N 1174714, C. F 27
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ термообработки изделий, при котором осуществляют ввод и их перемещение в тепловой зоне с заданным температурным полем по зигзагообразным траекториям с параллельными горизонтальными ветвями по высоте и последующий вывод из тепловой зоны (пат. США N 2639911, НКИ 263-36, 1953). The closest technical solution, selected as a prototype, is a method of heat treatment of products, in which they enter and move them in a thermal zone with a given temperature field along zigzag paths with parallel horizontal branches in height and subsequent withdrawal from the thermal zone (US Pat. No. 2639911 NKI 263-36, 1953).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой установке, выбранным в качестве прототипа, является установка для термообработки изделий, содержащая многоярусную теплоизолированную камеру с нагревательными элементами, устройства перегрузки изделий с яруса на ярус, толкательные элементы с приводами перемещений и устройства загрузки и выгрузки (пат. США N 2639911, НКИ 263-36, 1953). The closest technical solution to the proposed installation, selected as a prototype, is an installation for heat treatment of products containing a multi-tiered insulated chamber with heating elements, devices for reloading products from tier to tier, pusher elements with movement drives and loading and unloading devices (US Pat. 2639911, NKI 263-36, 1953).
К недостаткам известного способа и установки можно отнести следующее. The disadvantages of the known method and installation include the following.
В связи с тем, что данный способ осуществляется в тепловой зоне с равномерным по объему температурным полем, при необходимости проводить многостадийную термообработку, включающую, например, нагрев и последующее охлаждение, необходимо перемещать изделия вдоль нескольких тепловых зон, что приводит к увеличению габаритов зон обработки. Кроме того, при термообработке, например, кирпича появляется необходимость в его мягком нагреве и охлаждении, что также невыполнимо в зонах с равномерной температурой. Более того, зона охлаждения либо должна быть значительна по длине, чтобы охладить кирпич до необходимой температуры перед выгрузкой, либо выгружать его при относительно высокой температуре, что отрицательно сказывается на прочностных свойствах кирпича. Кроме того, тепловой КПД установки очень низок из-за того, что термообработка в такой установке требует высоких энергозатрат. Due to the fact that this method is carried out in a thermal zone with a temperature field uniform in volume, if necessary, a multi-stage heat treatment is carried out, including, for example, heating and subsequent cooling, it is necessary to move products along several thermal zones, which leads to an increase in the dimensions of the processing zones. In addition, during heat treatment, for example, of a brick, it becomes necessary to softly heat and cool it, which is also impossible in areas with a uniform temperature. Moreover, the cooling zone must either be significant in length in order to cool the brick to the required temperature before unloading, or unload it at a relatively high temperature, which negatively affects the strength properties of the brick. In addition, the thermal efficiency of the installation is very low due to the fact that the heat treatment in such an installation requires high energy consumption.
Задачей изобретения является создание способа термообработки изделий, который позволил бы сократить протяженность тепловой зоны, создать в последней температурный режим мягкой обработки изделий, начиная от нагрева до его охлаждения, повысить тепловой КПД. The objective of the invention is to create a method of heat treatment of products, which would reduce the length of the thermal zone, create in the latter the temperature regime of soft processing of products, from heating to cooling, to increase thermal efficiency.
Это решается способом термообработки изделий, при котором осуществляют ввод изделий и их перемещение в тепловой зоне с заданным температурным полем по зигзагообразным траекториям с параллельными горизонтальными ветвями по высоте и последующий вывод из тепловой зоны, который отличается тем, что внутри тепловой зоны создают криволинейное вертикальное температурное поле с максимумом в центральной части и с минимумом на верхнем и нижнем краях, изделия перемещают двумя потоками по двум зигзагообразным траекториям, горизонтальные ветви которых чередуются между собой по высоте с образованием по меньшей мере шести ярусов, а ввод и вывод изделий осуществляют на ярусах, расположенных на верхнем и нижнем крае тепловой зоны таким образом, что ввод и вывод изделий разных потоков расположены на одном крае тепловой зоны, а ввод и вывод изделий одного потока на противоположных краях. This is solved by the method of heat treatment of products, in which the products are introduced and moved in a thermal zone with a given temperature field along zigzag paths with parallel horizontal branches in height and subsequent output from the thermal zone, which is characterized in that a curvilinear vertical temperature field is created inside the thermal zone with a maximum in the central part and with a minimum at the upper and lower edges, the products are moved in two streams along two zigzag paths, horizontal branches to of which alternate in height with the formation of at least six tiers, and the input and output of products is carried out on the tiers located on the upper and lower edges of the thermal zone so that the input and output of products of different flows are located on the same edge of the thermal zone, and and output products of the same thread at opposite edges.
Задача решается также тем, что внутри тепловой зоны по высоте создают криволинейное температурное поле, симметричное относительно центральной горизонтальной плоскости. The problem is also solved by the fact that inside the thermal zone, a curvilinear temperature field is created in height, symmetrical with respect to the central horizontal plane.
Задача решается также тем, что вывод изделий осуществляют по крайним ярусам, а ввод по соседним с ними, смещенным в сторону центральной тепловой части. The problem is also solved by the fact that the output of products is carried out along the extreme tiers, and the input along adjacent ones, shifted towards the central thermal part.
Задача решается также тем, что изделия перемещают по зигзагообразным траекториям, число горизонтальных ветвей которых кратно двум. The problem is also solved by the fact that the products are moved along zigzag paths, the number of horizontal branches of which is a multiple of two.
Задача решается также тем, что ввод и вывод разных потоков расположены по одну сторону центральной вертикальной плоскости. The problem is also solved by the fact that the input and output of different flows are located on one side of the central vertical plane.
Поставленная задача решается также созданием установки для термообработки изделий, содержащей многоярусную теплоизолированную камеру с нагревательными элементами, устройства перегрузки изделий с яруса на ярус, толкательные элементы с приводами перемещения и устройства загрузки и выгрузки, которая отличается тем, что ярусы в количестве не менее шести выполнены в виде продольных направляющих, установленных на поперечных керамических трубках, внутри которых по меньшей мере на одном ярусе, расположенном в центральной части, размещены нагревательные элементы, устройство перегрузки выполнено из двух этажерок, расположенных по обе стороны ярусов, а толкательные элементы закреплены на соединенных с приводом перемещения вертикальных балках со смещением по высоте друг относительно друга на величину по меньшей мере одного шага между ярусами. The problem is also solved by creating a plant for heat treatment of products containing a multi-tiered insulated chamber with heating elements, a device for transferring products from tier to tier, pusher elements with displacement drives and loading and unloading devices, which differs in that at least six tiers are made in in the form of longitudinal guides mounted on transverse ceramic tubes, inside of which at least one tier located in the central part is placed on grevatelnye elements overload device is made of two shelving units disposed on both sides of tiers and secured to pusher elements are connected to drive the vertical movement of the beams offset in height relative to each other by at least one step between the tiers.
Технический результат от использования изобретения достигается за счет выполнения противоточного движения изделий и их эффективного теплообмена между собой на стадиях ввода и вывода потоков. Ввод относительно холодного изделия в тепловой зоне с минимальной температурой позволит ему эффективно отбирать тепло у нагретых изделий, направляемых на вывод, тем самым обеспечивая выходящему изделию более низкую температуру, а входящему дополнительный нагрев за счет теплоотдачи от выходящих изделий, что позволит существенно улучшить энергетические показатели процесса. The technical result from the use of the invention is achieved by performing countercurrent movement of the products and their effective heat exchange with each other at the stages of input and output flows. Entering a relatively cold product in a thermal zone with a minimum temperature will allow it to efficiently remove heat from heated products sent to the outlet, thereby providing a lower temperature to the output product, and additional heat to the incoming product due to heat transfer from the output products, which will significantly improve the energy performance of the process .
Изобретения могут быть реализованы, например, в электропечах непрерывного действия. The invention can be implemented, for example, in continuous electric furnaces.
Изобретения поясняются чертежами, где на фиг.1-3 схематично изображено направление двух потоков изделий с различными вариантами расположения входа и выхода изделий, а также различным числом горизонтальных ветвей зигзагообразных траекторий (ярусов); на фиг.4 продольный разрез установки; на фиг.5 фрагмент центрального яруса с электронагревательными элементами. The invention is illustrated by drawings, where Fig.1-3 schematically shows the direction of two product flows with different options for the location of the input and output of the products, as well as a different number of horizontal branches of zigzag trajectories (tiers); figure 4 is a longitudinal section of the installation; in Fig.5 a fragment of the central tier with electric heating elements.
На фиг. 1-3 проиллюстрированы направления потоков согласно изобретению внутри тепловой зоны, в которой по высоте создано криволинейное температурное поле с максимумом в центральной части и минимумом по краям (верхнему и нижнему). Это поле может быть симметричным относительно центральной горизонтальной плоскости II-II. In FIG. 1-3, the flow directions according to the invention are illustrated inside a thermal zone in which a curvilinear temperature field is created with height with a maximum in the central part and a minimum at the edges (upper and lower). This field may be symmetrical with respect to the central horizontal plane II-II.
Ввод и вывод изделий двух потоков осуществляют на верхнем и нижнем краях по ярусам, образованным горизонтальными ветвями зигзагообразных траекторий. Input and output of products of two streams is carried out at the upper and lower edges along the tiers formed by horizontal branches of zigzag trajectories.
Это позволяет изделию пройти по меньшей мере две стадии, а именно, нагрева и последующего охлаждения, т.е. в одной тепловой зоне с неравномерным тепловым полем появляются как бы две подзоны. This allows the product to go through at least two stages, namely, heating and subsequent cooling, i.e. in one thermal zone with an uneven thermal field, two subzones appear to be.
Благодаря тому, что ввод и вывод изделий разных потоков осуществляют по ярусам, с одного края проходит рекуперация тепла за счет теплового взаимодействия между горячими изделиями, направляемыми на вывод из зоны, и холодными изделиями, подаваемыми в тепловую зону. При этом еще горячие изделия, отдав тепло холодным, выходят из зоны с более низкой температурой по сравнению с той, которая бы имела место без такого взаимодействия, а только за счет снижения температуры в самой зоне. Due to the fact that the input and output of products of different flows is carried out in tiers, heat recovery takes place from one edge due to thermal interaction between hot products sent to the outlet from the zone and cold products supplied to the thermal zone. At the same time, still hot products, having given off heat to cold, leave the zone with a lower temperature than that which would have occurred without such interaction, but only due to a decrease in temperature in the zone itself.
Из фиг. 1 видно, что наименьшее число горизонтальных ветвей, образующих ярусы, должно быть не менее шести. Сравнив схемы, изображенные на фиг.1 и 2, легко увидеть, что, если вводы и выводы (показаны стрелками разных потоков (А, Б) расположены по одну сторону от центральной вертикальной плоскости I-I, то ввод и вывод соответственно холодных и горячих изделий будет происходить противотоком, что обеспечит наилучшие условия их теплообмена на этих ярусах. From FIG. 1 shows that the smallest number of horizontal branches forming tiers should be at least six. Comparing the diagrams shown in figures 1 and 2, it is easy to see that if the inputs and outputs (shown by arrows of different flows (A, B) are located on one side of the central vertical plane II, then the input and output of respectively cold and hot products will be occur in countercurrent, which will provide the best conditions for their heat transfer on these tiers.
Кроме того, может быть достигнут эффект усиления теплоотдачи, когда ввод холодных изделий будет осуществлен на ярусе, расположенном смещенным к центральной части относительно крайнего яруса, по которому будет осуществлен вывод горячих изделий (фиг.1-3). In addition, the effect of enhancing heat transfer can be achieved when the input of cold products is carried out on a tier located offset from the central part relative to the extreme tier along which the output of hot products will be carried out (Figs. 1-3).
Увеличение числа ярусов позволит более мягко производить термообработку изделий, т.е. путем постепенного перехода от низкой температуры к высокой и обратно. Поэтому выбор числа ярусов будет определяться не только габаритами тепловой зоны, а прежде всего самим изделием, его материалом, габаритами. При этом четное число ярусов позволит осуществить ввод и вывод двух потоков А, Б изделий по одну сторону от центральной вертикальной плоскости, что может стать целесообразным при разработке самой установки (фиг.3). An increase in the number of tiers will allow for a softer heat treatment of products, i.e. by gradually moving from low to high temperature and vice versa. Therefore, the choice of the number of tiers will be determined not only by the dimensions of the thermal zone, but primarily by the product itself, its material, and dimensions. In this case, an even number of tiers will allow the input and output of two flows A, B of products on one side of the central vertical plane, which may become appropriate when developing the installation itself (figure 3).
На фиг. 4 изображена установка для термообработки, содержащая теплоизолированную камеру 1 с горизонтальными ярусами 2. По обе стороны ярусов 2 в камере 1 размещены устройства перегрузки 3 в виде двух этажерок. Снаружи этажерок размещены толкательные элементы 4, закрепленные на расположенных вне теплоизолированной камеры вертикальных балках 5, соединенных с приводом 6 возвратно-поступательного перемещения. Толкательные элементы на противоположных балках 5 закреплены со смещением по высоте по меньшей мере на шаг ярусов. Ярусы 2 выполнены в виде продольных направляющих 7, которые установлены на керамических трубках 8. Внутри керамических трубок 8, формирующих центральную часть тепловой зоны, размещены нагревательные элементы 9. В качестве нагревательных элементов 9 могут быть применены электронагреватели. In FIG. 4 shows a heat treatment installation comprising a thermally insulated
Пример конкретной реализации способа термообработки. An example of a specific implementation of the heat treatment method.
Представленная на фиг. 4 установка предназначена для обжига кирпича. С этой целью по высоте печи с помощью электронагревательных элементов 9 было создано температурное поле, которое вдоль горизонтальной центральной плоскости II-II имело температуру порядка 950оС, а по верхнему и нижнему краям зоны порядка 400оС. Кирпич, предварительно подсушенный до температуры порядка 200оС, поступал в тепловую зону на ярусы, соседние с крайними, по которым перемещался кирпич в направлении вывода из тепловой зоны.Presented in FIG. 4 installation is designed for firing bricks. For this purpose, the height of the furnace using
Для сравнения были просчитаны два варианта термообработки на установке, изображенной на фиг.4, один из которых соответствовал предлагаемому способу, а второй варианту с одним потоком. For comparison, two variants of heat treatment were calculated on the installation depicted in figure 4, one of which corresponded to the proposed method, and the second option with a single thread.
Согласно предлагаемому способу кирпичи подавались двумя потоками А, Б со стороны верхнего и нижнего краев согласно схеме (фиг.3) и было проведено сопоставление с результатами обработки при перемещении одного потока в такой же тепловой зоне и установлено, что, согласно предлагаемому способу, разница температур входящего и выходящего кирпичей составляет величину порядка 200оС, т. е. энергия, выделяемая электронагревателями внутри тепловой зоны расходуется только на нагрев изделий на 200оС, а в случае использования только одного потока кирпичей выделяемая электронагревателями энергия расходуется на нагрев изделий с 200оС до 950оС, т.е. на 750оС. Таким образом, можно констатировать, что при равных производительностях энергоемкость обработки изделий по предлагаемому способу более чем в три раза меньше, чем при однопоточном прохождении изделий через установку.According to the proposed method, the bricks were supplied by two streams A, B from the upper and lower edges according to the scheme (Fig. 3) and a comparison was made with the processing results when moving one stream in the same thermal zone and it was found that, according to the proposed method, the temperature difference inlet and outlet brick of the order of 200 o C, t. e. the energy released by electric heaters within the heat zone is consumed only for heating articles by 200 ° C, and in the case of using only one flow kirp whose released by electric energy is used for heating products from 200 C to 950 C, e.g. at 750 C. Thus, it can be stated that the same productivity, energy consumption of the processing products of the present method for more than three times less than for single-threaded passage of articles through the apparatus.
Таким образом, энергоемкость обработки кирпича в несколько раз снижается за счет рекуперации тепла, что в свою очередь значительно повышает (более, чем в 3,5 раза) тепловой КПД предлагаемого устройства. Thus, the energy consumption of brick processing is several times reduced due to heat recovery, which in turn significantly increases (more than 3.5 times) the thermal efficiency of the proposed device.
Установка работает следующим образом. Предварительно подсушенные кирпичи 10 поступают через устройство загрузки (на чертеже не показаны) на вход 1 и 2 камеры и помещаются на соответствующий этаж этажерки 3. После перемещения этажерки (механизм перемещения не показан) до совмещения этого этажа с ярусом камеры последняя останавливается. Тогда включается привод 6 возвратно-поступательного перемещения, например, левой относительно чертежа рамы 5 с толкательными элементами 4, которые перемещают эти кирпичи вдоль яруса. Последний кирпич этого яруса оказывается на противоположной этажерке, которая после этого опускается на соответствующий ярус и останавливается, после чего включается привод 6 правой рамы и с помощью толкательных элементов кирпич продвигают вдоль соответствующего яруса, с которого с левой стороны очередной кирпич будет выгружен на левую этажерку. Этот процесс проводится до тех пор, пока верхний кирпич одного яруса не выйдет на нижнем этаже, а нижний кирпич второго потока не выйдет на верхний, и т.д. Installation works as follows.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94036812A RU2049973C1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Method of heat treatment of articles and plant for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94036812A RU2049973C1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Method of heat treatment of articles and plant for its realization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2049973C1 true RU2049973C1 (en) | 1995-12-10 |
| RU94036812A RU94036812A (en) | 1996-05-27 |
Family
ID=20161176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94036812A RU2049973C1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Method of heat treatment of articles and plant for its realization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2049973C1 (en) |
-
1994
- 1994-09-30 RU RU94036812A patent/RU2049973C1/en active
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 1. US, Патент N 40004129, кл. 219-388, 1977. * |
| 2. SU, Aвторское свидетельство N 1239494, кл. F 27B 9/02, 1986. * |
| 3. SU, Aвторское свидетельство N 1177714, кл. F 27B 9/02, 1985. * |
| 4. US, Патент N 2639911, кл. 263-36, 1953. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94036812A (en) | 1996-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2116600C1 (en) | Cooler for cooling material consisting of macroparticles | |
| US1949716A (en) | Method of and apparatus for heattreating | |
| US3809544A (en) | Method and apparatus for heating,annealing,tempering,decorating and handling glassware | |
| RU2049973C1 (en) | Method of heat treatment of articles and plant for its realization | |
| US4718847A (en) | Kiln system | |
| CN107787374B (en) | Method and device for the thermal treatment of friction elements, in particular brake pads | |
| US4664359A (en) | Furnace for heat treating light alloy ingots | |
| EP0239279B1 (en) | Process for cooling fired products in a kiln | |
| US3189336A (en) | Metallurgical heating furnace | |
| US4526537A (en) | Apparatus for heat treatment of material in pieces at high temperature | |
| US1802235A (en) | Means for supporting china and earthenware during the firing process in the tunnel oven or kiln | |
| JP2541625B2 (en) | Glass plate ceramic coating method and firing furnace for performing this method | |
| US4828489A (en) | High speed firing method and kiln, in particular for ceramic materials such as tiles and the like | |
| US3415505A (en) | Method and apparatus for heating formed products | |
| RU2347167C2 (en) | Clayware kiln | |
| US1827543A (en) | Kiln for decorating ceramic ware and other purposes | |
| US4888143A (en) | Fast tempo firing process for ceramic materials such as tiles | |
| US1418446A (en) | Heat-treating furnace and method | |
| RU2027965C1 (en) | Multiple-channel furnace | |
| SU1758914A1 (en) | Combination microwave furnace | |
| US1471875A (en) | Tunnel kiln | |
| RU2200922C2 (en) | Method of burning brick and device for realization of this method | |
| KR880000469B1 (en) | Annealing furnaces | |
| KR100442018B1 (en) | Heat treatment device | |
| RU1788411C (en) | Conveyer furnace |