RU2171960C2 - Furnace for thermal and chemical treatment of metalware in controlled atmosphere and method of its heating - Google Patents
Furnace for thermal and chemical treatment of metalware in controlled atmosphere and method of its heating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2171960C2 RU2171960C2 RU99123508A RU99123508A RU2171960C2 RU 2171960 C2 RU2171960 C2 RU 2171960C2 RU 99123508 A RU99123508 A RU 99123508A RU 99123508 A RU99123508 A RU 99123508A RU 2171960 C2 RU2171960 C2 RU 2171960C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating
- furnace
- pipes
- zone
- zones
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Tunnel Furnaces (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к металлургической теплотехнике и может быть использовано на металлургических и машиностроительных заводах для термической обработки различных металлических изделий (метизов), например болтов, гаек, шайб, дюбелей и т.д. в разнообразных контролируемых атмосферах. The present invention relates to metallurgical heat engineering and can be used in metallurgical and engineering plants for heat treatment of various metal products (hardware), such as bolts, nuts, washers, dowels, etc. in a variety of controlled atmospheres.
Известна печь с радиационными трубами (А.С.СССР N 394646, кл. F 27 B 17/00, опубл. 11.01.74 г.). Печь содержит газовые, воздушные коллектора, дымопроводы, рекуператоры, радиационные трубы (РТ), транспортные механизмы. РТ являются основным элементом отопительной системы печи. В них сжигают топливо, муфелируя окислительные продукты сгорания от рабочего пространства печи, заполненного контролируемой атмосферой с заданными химическим составом и влажностью. В ней проводят полный технологический цикл термохимической обработки метизов, включая их нагрев, точный догрев и выдержку при заданных температурах. Known furnace with radiation pipes (A.S.SSSR N 394646, class. F 27
Главной отличительной особенностью этой печи является установка на дымовых патрубках РТ индивидуальных внешних теплообменников, соединенных с дымопроводом. Эти теплообменники можно использовать для различных технологических функций, нагревая газ, воздух, пар, воду. The main distinguishing feature of this furnace is the installation of individual external heat exchangers connected to the chimney on the smoke pipes of the RT. These heat exchangers can be used for various technological functions, heating gas, air, steam, water.
Следует отметить, что в отличие от рассматриваемого аналога на печах, как правило, используют РТ со встроенными в их корпуса рекуператорами, предназначенными для нагрева необходимого для горения в одном нагревателе воздуха. Это при горизонтальной установке РТ приводит к отложению сажистого углерода на относительно холодных рекуперативных поверхностях и нарушению аэродинамических характеристик нагревателей. Выжигание сажистого углерода внутри РТ осуществляют подачей на горение больших количеств избыточного воздуха. Этим же способом подавляют его образование в РТ, что приводит к нерациональному использованию топлива и снижению КПД печей. Кроме того, выжигание не является достаточно эффективным средством обеспечения надежности работы РТ. Заданные характеристики обеспечивают путем периодической разборки и ревизии нагревателей, что при большом количестве РТ на печах связано со значительными трудовыми затратами, поэтому вертикальная установка рекуператоров на дымовых патрубках является предпочтительной и позволяет осуществить независимые ремонт и ревизию РТ и рекуператоров. It should be noted that, in contrast to the analogue under consideration, on furnaces, as a rule, RTs are used with recuperators built into their bodies, designed to heat the air required for combustion in one heater. This with the horizontal installation of the RT leads to the deposition of soot carbon on relatively cold regenerative surfaces and a violation of the aerodynamic characteristics of the heaters. Burning soot carbon inside the RT is carried out by supplying large amounts of excess air to the combustion. In the same way, its formation in the Republic of Tajikistan is suppressed, which leads to wasteful use of fuel and a decrease in the efficiency of furnaces. In addition, burning is not an effective means of ensuring the reliability of the RT. The specified characteristics are ensured by periodically disassembling and revising the heaters, which, with a large number of RTs on furnaces, is associated with significant labor costs, so the vertical installation of recuperators on smoke pipes is preferable and allows for independent repair and revision of RTs and recuperators.
Известна наиболее близкая к предлагаемой печь с РТ (Патент США N 3515380, кл. F 23 B 5/14, опубл. 27.04.71 г.). Эта печь содержит общий для РТ внешний рекуператор, предназначенный для нагрева воздуха, подаваемого на горение ко всем нагревателям. Здесь внешний рекуператор встроен в дымовой тракт печи. Known closest to the proposed furnace with RT (US Patent N 3515380, CL F 23 B 5/14, publ. 04/27/71). This furnace contains a common external heat exchanger for the RT, designed to heat the air supplied to the combustion to all heaters. Here, an external recuperator is built into the furnace smoke path.
Эта печь имеет существенные преимущества перед печами с индивидуальными теплообменниками, обслуживание и ремонт которых, в отличие от общего рекуператора, связаны со значительными трудовыми и материальными затратами. Кроме того, целевое использование теплообменника в качестве рекуператора для нагрева воздуха, необходимого для горения, является предпочтительным, так как повышает качество сжигания топлива в РТ, равномерность распределения температур на излучающих поверхностях и нагрева метизов, обеспечивая высокие КПД и эффективную работу непосредственно объекта изобретения. This furnace has significant advantages over furnaces with individual heat exchangers, the maintenance and repair of which, in contrast to the general recuperator, is associated with significant labor and material costs. In addition, the intended use of the heat exchanger as a recuperator for heating the air necessary for combustion is preferable, since it improves the quality of fuel combustion in the Republic of Tatarstan, the uniformity of temperature distribution on the radiating surfaces and heating of the hardware, providing high efficiency and efficient operation of the invention directly.
Технической задачей изобретения является улучшение качества термохимической обработки метизов, повышение КПД печи и ресурса работы РТ. An object of the invention is to improve the quality of thermochemical processing of hardware, increase the efficiency of the furnace and the life of the RT.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в печи для термической обработки метизов в контролируемой атмосфере, содержащей зоны нагрева, точного нагрева и выдержки, установленный в них конвейер, отопительную систему, состоящую из газовых и воздушных коллекторов, дымопроводов, объединенных внешних рекуператоров и рядов радиационных труб, размещенных в зонах над и под конвейером, в зоне точного нагрева каждые две соседние радиационные трубы попарно последовательно соединены вынесенными за пределы печи теплоизолированными коленами, образуя многоветвевой нагреватель, первая ветвь которого со стороны загрузки метизов имеет газогорелочное устройство, а последняя - дымовой патрубок, соединенный с объединенным внешним рекуператором. Такое конструктивное исполнение зоны точного нагрева позволяет более точно нагревать метизы до заданных технологических температур и использовать физическое тепло уходящих газов на первой ступени рекуперации для непосредственного нагрева самих метизов, а при ремонтах осуществлять попарную перестановку нагревательной и рекуперативной частей общего нагревателя. The solution to this problem is achieved by the fact that in the furnace for the heat treatment of hardware in a controlled atmosphere, containing heating zones, precise heating and soaking, a conveyor installed in them, a heating system consisting of gas and air collectors, chimneys, combined external recuperators and rows of radiation pipes placed in zones above and below the conveyor, in the zone of precise heating, every two adjacent radiation pipes are connected in pairs in series connected to the insulated elbows removed from the furnace and, forming a multi-branch heater, the first branch of which on the metalware loading side has a gas burner device, and the last branch is a smoke pipe connected to a combined external recuperator. Such a design of the precise heating zone allows more accurately heating the hardware to predetermined process temperatures and using the physical heat of the flue gases at the first recovery stage to directly heat the hardware itself, and during repairs, perform pairwise rearrangement of the heating and regenerative parts of the common heater.
Решение поставленной задачи достигается также тем, что в зонах нагрева и точного нагрева радиационные трубы установлены в горизонтальных параллельных конвейеру плоскостях, а в зоне выдержки на выходе с конвейера - в вертикальной плоскости. Это позволяет исключить подстывание метизов на выходе с конвейера перед выгрузкой. The solution to this problem is also achieved by the fact that in the heating and precise heating zones, radiation pipes are installed in horizontal planes parallel to the conveyor, and in the holding zone at the exit from the conveyor - in a vertical plane. This allows you to exclude podstovanie hardware at the exit from the conveyor before unloading.
Решение поставленной задачи достигается также тем, что воздушные коллекторы верхних и нижних радиационных труб коаксиально встроены в дымопроводы и образуют объединенные по рядам внешние рекуператоры, соединенные посредством фланцев с дымовыми патрубками радиационных труб с регулируемыми зазорами. Такое выполнение фланцевых соединений позволяет наладочными средствами выровнять работу радиационных труб по дымовому тракту. The solution to this problem is also achieved by the fact that the air collectors of the upper and lower radiation pipes are coaxially integrated in the chimneys and form external recuperators combined in rows, connected by means of flanges to the smoke pipes of the radiation pipes with adjustable gaps. This embodiment of flange connections allows the adjustment means to align the work of radiation pipes along the smoke path.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе отопления печи, включающем подачу газа и воздуха, нагрев воздуха во внешних рекуператорах, образование газовоздушной смеси и ее сжигание в радиационных трубах, расположенных над и под движущимися с помощью конвейера нагреваемыми метизами, в каждой паре соседних радиационных труб зоны точного нагрева продукты сгорания последовательно подают из первых ветвей нагревателя во вторые вне пределов рабочего пространства печи и ее изоляции и удаляют из них в объединенные внешние рекуператоры, обеспечивая давление в местах их соединения с дымовыми патрубками радиационных труб равным атмосферному значению окружающей среды. The solution of this problem is achieved by the fact that in the method of heating the furnace, which includes the supply of gas and air, heating the air in external heat exchangers, the formation of a gas-air mixture and its burning in radiation pipes located above and below the heated metalware moving with a conveyor, in each pair of adjacent radiation pipes of the zone of precise heating, the combustion products are sequentially fed from the first branches of the heater to the second outside the working space of the furnace and its insulation and removed from them into the combined external recuperation tors provide a pressure at the connection with the flue pipes radiant tubes value equal to the atmospheric environment.
На чертежах изображено: фиг. 1 - печь для термической обработки метизов в контролируемой атмосфере, продольный по ширине разрез; фиг. 2 - то же, поперечный разрез печи в зоне точного догрева; фиг. 3 - то же, продольный разрез печи по оси установки верхнего ряда РТ. Чертежи выполнены на примере печи с U-образными РТ. The drawings show: FIG. 1 - furnace for heat treatment of hardware in a controlled atmosphere, a longitudinal longitudinal section; FIG. 2 - the same, transverse section of the furnace in the zone of precise heating; FIG. 3 - the same, a longitudinal section of the furnace along the installation axis of the upper row of the RT. Drawings are made on the example of a furnace with a U-shaped RT.
Печь содержит отопительную систему с верхними 1 и нижними 2 рядами РТ, разделенными по высоте транспортным конвейером 3, газовые 4 и воздушные коллекторы 5, дымопроводы 6. The furnace contains a heating system with the upper 1 and lower 2 rows of the RT, separated by the height of the transport conveyor 3,
Конвейер 3 приводится в движение валами 7 и поддерживается опорными роликами 8. Печь снабжена загрузочными 9 и разгрузочными 10 окнами и разделена по длине на зоны нагрева 11, точного догрева 12 и выдержки метизов 13 при заданной температуре в контролируемой атмосфере, которой заполнено ее рабочее пространство. Печь снабжена съемным сводом 14. В зонах нагрева и точного догрева все РТ установлены в горизонтальных, параллельных 3, плоскостях (поз. 1, 2), а в зоне выдержки на выходе с 3 в вертикальной плоскости (поз. 15). В отличие от зон нагрева и выдержки в зоне точного догрева каждые две соседние РТ попарно последовательно соединены вынесенными за пределы печи теплоизолированными коленами 16, образуя общий многоветвевой нагреватель. Первые ветви РТ всех зон печи содержат газогорелочные устройства 17, а последние (отводящие) - дымовые патрубки 18. Воздушные коллекторы 5 коаксиально встроены в дымопроводы 6 и образуют объединенные по рядам внешние рекуператоры 19, соединенные фланцами 20 с дымовыми патрубками с регулируемыми зазорами. The conveyor 3 is driven by shafts 7 and supported by support rollers 8. The furnace is equipped with loading 9 and unloading 10 windows and is divided along the length into zones of heating 11, precise heating 12 and soaking of hardware 13 at a given temperature in a controlled atmosphere, which filled its working space. The furnace is equipped with a removable vault 14. In the heating and precise heating zones, all RTs are installed in horizontal, parallel 3, planes (pos. 1, 2), and in the holding zone at the exit from 3 in a vertical plane (pos. 15). In contrast to the heating and holding zones in the zone of precise heating, every two neighboring RTs are pairwise connected in series by heat-insulated
Печь работает следующим образом. Метизы загружают через окно 9 на грузовое полотно транспортного конвейера 3, где они последовательно проходят через зоны нагрева 11, точного догрева 12 и выдержки 13, заполненные контролируемой атмосферой с заданными физико-химическими свойствами и выгружают в окно 10. Нагрев метизов осуществляют РТ, установленными рядами над и под метизами параллельно конвейеру в зонах нагрева и точного догрева и перпендикулярно (поз. 15) в зоне выдержки непосредственно на выходе метизов с конвейера над окном 10. Такая установка РТ позволяет организовать равномерный нагрев изделий и исключить их подстывание на выходе из печи. В качестве примера для осуществления взята печь с U-образными РТ, работающими на природном газе. The furnace operates as follows. The hardware is loaded through the window 9 onto the cargo belt of the transport conveyor 3, where they sequentially pass through the heating zones 11, precise reheating 12 and holding 13, filled with a controlled atmosphere with the specified physicochemical properties and unloaded into the window 10. Heating of the hardware is carried out by RT, installed in rows above and below the hardware parallel to the conveyor in the heating and fine heating zones and perpendicularly (pos. 15) in the holding zone directly at the outlet of the hardware from the conveyor above window 10. Such a RT installation allows you to organize dimensional heating of products and to exclude them podstyvaniya at the exit of the furnace. As an example, a furnace with U-shaped RTs operating on natural gas was taken.
В зонах нагрева и выдержки в первых ветвях РТ установлены газогорелочные устройства, а во вторых - дымовые патрубки. Горение растягивается по всей длине U-образного нагревателя, что позволяет интенсифицировать нагрев метизов на начальной стадии и исключить возможность их подстывания на выходе из печи. В зоне догрева необходимо осуществить точный догрев изделий до заданной температуры. Это достигают тем, что продукты сгорания РТ не сразу удаляют из печи, а направляют поворотными коленами 16 в соседние нагреватели, что позволяет осуществить более плавный догрев изделий и исключить их перегрев. Такая система отопления зоны точного догрева печи также обеспечивает повышение ее КПД, так как вторичное использование физического тепла уходящих газов позволяет догревать метизы, а удлинение дымовой трассы - гарантировать полноту сжигания природного газа в нагревателях при пропорционировании, близком к стехиометрическим значениям (L = 1,1 - 1,3). Кроме того, вынесение поворотных колен 16 за пределы рабочего пространства печи и ее изоляции увеличивает ресурс работы РТ, так как при прогаре первого из попарно последовательно соединенных нагревателей (прогар второго при прочих равных условиях исключен) после его реставрации имеется возможность перестановки соседних нагревателей и их повторного использования в менее напряженных температурных условиях. In the heating and holding zones, gas burner devices are installed in the first branches of the Republic of Tatarstan, and smoke pipes are installed in the second. Combustion is stretched along the entire length of the U-shaped heater, which makes it possible to intensify the heating of the hardware at the initial stage and to exclude the possibility of them catching up at the outlet of the furnace. In the heating zone, it is necessary to carry out precise heating of the products to a predetermined temperature. This is achieved by the fact that the combustion products of the Republic of Tatarstan are not immediately removed from the furnace, but are directed by
Для обеспечения качественного сжигания природного газа воздух в РТ печи подают нагретым до температуры 473 - 673 K. Нагрев воздуха осуществляют во внешних объединенных по рядам РТ рекуператорах 19, представляющих коаксиально установленные трубы. Внутренние трубы этих рекуператоров являются воздушными коллекторами 5 печи, а внешние - ее дымопроводами 6. В местах соединения объединенных рекуператоров 19 с дымовыми патрубками РТ путем регулирования зазоров между фланцами 20 обеспечивают давление, равное атмосферному давлению окружающей среды, что позволяет выровнять работу РТ по дымовому тракту. To ensure high-quality combustion of natural gas, air is supplied to the RT furnace heated to a temperature of 473 - 673 K. Air is heated in
Предлагаемая печь для термохимической обработки метизов в контролируемой атмосфере и способ ее отопления внедрены на двух закалочно-отпускных линиях производства высокопрочного крепежа калибровочного цеха завода. Эксплуатация печей показала, что они отличаются повышенной экономичностью и полностью удовлетворяют заданным технологическим требованиям. The proposed furnace for thermochemical processing of hardware in a controlled atmosphere and a method for heating it are introduced on two quenching and tempering lines for the production of high-strength fasteners of the calibration workshop of the plant. The operation of the furnaces showed that they are characterized by increased efficiency and fully meet the specified technological requirements.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99123508A RU2171960C2 (en) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | Furnace for thermal and chemical treatment of metalware in controlled atmosphere and method of its heating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99123508A RU2171960C2 (en) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | Furnace for thermal and chemical treatment of metalware in controlled atmosphere and method of its heating |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2171960C2 true RU2171960C2 (en) | 2001-08-10 |
RU99123508A RU99123508A (en) | 2001-09-20 |
Family
ID=48235498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99123508A RU2171960C2 (en) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | Furnace for thermal and chemical treatment of metalware in controlled atmosphere and method of its heating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2171960C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2588407C1 (en) * | 2015-06-03 | 2016-06-27 | Вадим Николаевич Чернов | Device for moving long articles in polymerisation furnace during powder painting |
CN109595584A (en) * | 2018-12-27 | 2019-04-09 | 苏州海陆重工股份有限公司 | Gas baffle mechanism in waste heat boiler |
-
1999
- 1999-11-09 RU RU99123508A patent/RU2171960C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
А.Е. ЕРИНОВ, А.М. СЕМЕРНИН. Промышленные печи с радиационными трубами. - М.: Металлургия, 1977, с.35 - 50, 146, 157. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2588407C1 (en) * | 2015-06-03 | 2016-06-27 | Вадим Николаевич Чернов | Device for moving long articles in polymerisation furnace during powder painting |
CN109595584A (en) * | 2018-12-27 | 2019-04-09 | 苏州海陆重工股份有限公司 | Gas baffle mechanism in waste heat boiler |
RU2804206C1 (en) * | 2021-06-04 | 2023-09-26 | Даниэли энд К. Оффичине Мекканике С.п.А. | Device for heating steel products |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4225121A (en) | Energy efficient heat-treating furnace system | |
CN101649378B (en) | Method for low-temperature tempering heat treatment by using steel plate continuous heat-treating furnace | |
US6129258A (en) | Muffle convection brazing and annealing system and method | |
US3920382A (en) | Method and apparatus for heat treating articles in a recirculating type furnace | |
RU2171960C2 (en) | Furnace for thermal and chemical treatment of metalware in controlled atmosphere and method of its heating | |
CN201495263U (en) | Steel plate continuous heat treating furnace | |
CN202643764U (en) | Rotatable type I sleeve type radiant tube | |
US2255617A (en) | Annealing apparatus and method | |
CN201901688U (en) | Thermal-storage efficient protective-atmosphere heat-treatment furnace | |
WO2004038315A1 (en) | Continuous furnace | |
GB902674A (en) | System for baking carbonaceous products or the like | |
RU2139944C1 (en) | Method for firing furnace with chambers for preliminary and final heating of metal and furnace for performing the same | |
CN212747327U (en) | Metallurgical firing kiln | |
CN215176856U (en) | Novel high-efficient tunnel cave | |
RU2090810C1 (en) | Oil heating furnace | |
RU99123508A (en) | FURNACE FOR THERMAL PROCESSING OF METEZES IN THE CONTROLLED ATMOSPHERE AND METHOD OF ITS HEATING | |
RU14213U1 (en) | ISOTHERMAL ANNEALING LINE | |
GB2045408A (en) | Furnace system | |
JP2733885B2 (en) | Continuous heat treatment of steel strip | |
SU1759909A1 (en) | Unit for rapid heating of metal | |
SU663739A1 (en) | Blind radiant pipe | |
RU2202591C1 (en) | Tubular furnace | |
US1891919A (en) | Enameling furnace | |
SU1391562A2 (en) | Bread-baking oven | |
JPH0236647B2 (en) | RENZOKUKANETSURONIOKERUHAIGASURYOHOHO |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111110 |