RU2443960C1 - Gas dynamic sealing method of charging and discharging openings of draw furnace (versions) - Google Patents
Gas dynamic sealing method of charging and discharging openings of draw furnace (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2443960C1 RU2443960C1 RU2010124867/02A RU2010124867A RU2443960C1 RU 2443960 C1 RU2443960 C1 RU 2443960C1 RU 2010124867/02 A RU2010124867/02 A RU 2010124867/02A RU 2010124867 A RU2010124867 A RU 2010124867A RU 2443960 C1 RU2443960 C1 RU 2443960C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- mixing chamber
- chamber
- mixture
- air flows
- Prior art date
Links
Landscapes
- Furnace Details (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к печам выпрямляющего отжига электротехнической стальной полосы, работающим при колебаниях давления в объеме печи, и может быть использовано преимущественно для стабилизации режима газодинамического уплотнения камеры сушки и нагрева печи посредством газового затвора.The invention relates to rectifying annealing furnaces of an electrical steel strip operating under pressure fluctuations in the furnace volume, and can be used mainly to stabilize the gas-dynamic sealing of the drying chamber and heating the furnace by means of a gas shutter.
Известен способ герметизации загрузочно-разгрузочных окон проходных печей (SU 1303802, опубл. 1986 г.) [1], включающий подачу и циркуляцию защитной атмосферы в замкнутом циркуляционном контуре, стабилизацию режима газодинамического уплотнения печи, которую обеспечивают тем, что давление защитной атмосферы в газовом затворе поддерживают равным давлению газов в печи путем изменения температуры в замкнутом контуре движения газа. Известный способ основан на возможности регулировать герметизирующие свойства газового затвора за счет изменения плотности перекачиваемого газа в результате его принудительного нагрева или охлаждения.A known method of sealing the loading and unloading windows of continuous furnaces (SU 1303802, publ. 1986) [1], including the supply and circulation of the protective atmosphere in a closed circulation circuit, stabilization of the gas-dynamic sealing mode of the furnace, which ensure that the pressure of the protective atmosphere in the gas the shutter is maintained equal to the gas pressure in the furnace by changing the temperature in a closed loop gas movement. The known method is based on the ability to adjust the sealing properties of the gas shutter by changing the density of the pumped gas as a result of its forced heating or cooling.
Основным недостатком этого способа является инертность. Так, при уменьшении давления защитной атмосферы в печи, с целью предотвращения подсосов воздуха через наружный пережим устройства, включается малоинерционная система автоматического подогрева газа, циркулирующего внутри затвора, вследствие чего достаточно быстро уменьшается его плотность, а значит и массовая производительность циркуляционного вентилятора. Регламентированные потери защитного газа через наружный пережим восстанавливаются, и режим уплотнения окна печи стабилизируется. Однако когда давление в печи начнет возрастать по независимым от работы затвора причинам, например при увеличении подачи защитного газа в печь по условиям технологии термообработки, то температура газа в циркуляционном контуре движения газа должна быстро, в течение нескольких секунд, восстановиться до прежней величины, что невозможно, так как скорость охлаждения защитного газа внутри затвора будет определена малоинтенсивным теплообменом между поверхностью наружных стенок корпуса затвора и окружающим в цехе воздухом. В результате затвор будет работать в нерасчетном режиме с неоправданно большими потерями дорогостоящего защитного газа.The main disadvantage of this method is inertness. So, with a decrease in the pressure of the protective atmosphere in the furnace, in order to prevent air leaks through the outer pinch of the device, a low-inertia system for automatically heating the gas circulating inside the shutter is turned on, as a result of which its density decreases, which means the mass performance of the circulation fan. Regulated shielding gas losses through the outer pinch are restored, and the sealing mode of the furnace window is stabilized. However, when the pressure in the furnace begins to increase due to reasons independent of the shutter operation, for example, when the supply of protective gas to the furnace is increased according to the conditions of the heat treatment technology, the gas temperature in the gas circulation circuit must quickly recover within a few seconds to the previous value, which is impossible , since the cooling rate of the protective gas inside the shutter will be determined by low-intensity heat transfer between the surface of the outer walls of the shutter body and the air surrounding the workshop. As a result, the shutter will operate in off-design mode with unreasonably large losses of expensive protective gas.
Известен способ герметизации входных и выходных проемов проходных печей для термообработки металлической полосы, реализованный в газовом затворе (SU 1190174, опубл. 1985 г.) [2], который снабжен дополнительной камерой, с размещенным в ней подающим коллектором с щелевым соплом и поворотным отражателем. При уменьшении давления газа в печи режим уплотнения печи осуществляют за счет перепуска недостающего в данный момент защитного газа в камеру отвода газового затвора в результате отклонения траектории движения плоской струи, находящейся под действием перепада давления газа по ее сторонам.There is a method of sealing the inlet and outlet openings of continuous furnaces for heat treatment of a metal strip, implemented in a gas shutter (SU 1190174, publ. 1985) [2], which is equipped with an additional camera with a feed collector with a slotted nozzle and a rotary reflector placed in it. When the gas pressure in the furnace is reduced, the furnace compaction mode is carried out by transferring the currently lacking protective gas into the gas shut-off chamber as a result of deviation of the plane jet trajectory under the influence of the gas pressure drop on its sides.
Основным недостатком известного способа является невозможность обеспечить регламентированные потери защитного газа из затвора при значительном понижении давления печной атмосферы от номинального (рабочего) значения вследствие того, что плоская струя под действием уменьшающегося перепада давления по ее сторонам все сильнее отклоняется в пределы прямоугольного входа приемного коллектора. В результате величина энергии части струи, которая не попадает в коллектор и распространяется под ним до поворотного отражателя, становится недостаточной для удержания перепада давления газа между зонами с повышенным и пониженным давлением в дополнительной камере. Вследствие этого газ из зоны с повышенным давлением поступает в зону с пониженным давлением дополнительной камеры, а затем через сбросной трубопровод в камеру отвода затвора и далее через наружные поворотные шторки в окружающую среду, увеличивая потери защитного газа затвора выше допустимых значений.The main disadvantage of this method is the inability to provide regulated shielding gas losses from the gate with a significant decrease in the pressure of the furnace atmosphere from the nominal (working) value due to the fact that the plane jet under the influence of a decreasing pressure drop along its sides deviates more and more into the rectangular entrance of the receiving manifold. As a result, the energy value of the part of the jet that does not enter the collector and propagates under it to the rotary reflector becomes insufficient to maintain the gas pressure drop between the zones with high and low pressure in the additional chamber. As a result of this, gas from the zone with increased pressure enters the zone with reduced pressure of the additional chamber, and then through the discharge pipe to the shutter chamber and then through the external rotary shutters into the environment, increasing the loss of the shutter shielding gas above the permissible values.
Наиболее близким к заявленному является промышленно освоенный способ герметизации входных (выходных) проемов печей, реализованный в газовом затворе (SU 723352, публ. 1979 г.) [3], содержащем последовательно установленные камеру нагнетания, камеру отвода и камеру выхода газа. Защитный газ циркулирует в затворе за счет перепада давления в каждой из его камер, обусловленного нестабильностью давления в объеме печи. Интенсивность циркуляции регулируют использованием циркуляционного контура, движение газа в котором осуществляют посредством вентилятора, вход которого соединен с камерой отвода, а выход - с камерой нагнетания. Для предотвращения подсоса воздуха в затвор, а затем и в печь, а также для стабилизации газодинамического режима между камерами нагнетания и отвода установлены перепускные клапаны, срабатывающие в зависимости от перепада давления в этих камерах, выполняющие одновременно функцию датчиков перепада давления и исполнительных механизмов. Клапаны открываются или закрываются последовательно при понижении или повышении давления газа в печи, покрывая дефицит или избыток газа, возникающий в условиях постоянной производительности вентилятора.Closest to the claimed is an industrially developed method of sealing the inlet (outlet) openings of furnaces, implemented in a gas shutter (SU 723352, publ. 1979) [3], containing a sequentially installed discharge chamber, exhaust chamber and gas outlet chamber. Shielding gas circulates in the gate due to the pressure drop in each of its chambers, due to the instability of pressure in the furnace volume. The circulation intensity is regulated using a circulation circuit, the gas in which is carried out by means of a fan, the input of which is connected to the exhaust chamber, and the output to the discharge chamber. To prevent air leakage into the valve, and then into the furnace, as well as to stabilize the gas-dynamic regime between the discharge and exhaust chambers, overflow valves are installed that operate depending on the differential pressure in these chambers, which simultaneously perform the function of differential pressure sensors and actuators. The valves open or close sequentially with a decrease or increase in gas pressure in the furnace, covering the deficit or excess gas that occurs under conditions of constant fan performance.
Одним из существенных недостатков такой стабилизации режима уплотнения является возникновение мгновенного скачкообразного изменения расхода газа, перепускаемого из камеры нагнетания в камеру отвода, что приводит к значительному колебанию величины потерь защитного газа из затвора от нулевых значений до неоправданно больших величин. Это явление усложняет, кроме того, работу системы автоматической стабилизации давления защитного газа в печном объеме, при этом не исключается возможность перехода этой системы в режим автоколебаний и нарушения условия поддержания стабильного давления газа в печном объеме.One of the significant drawbacks of such a stabilization of the compaction mode is the occurrence of an instantaneous abrupt change in the gas flow bypassed from the injection chamber to the exhaust chamber, which leads to a significant variation in the value of the shielding gas losses from the gate from zero values to unjustifiably large values. This phenomenon complicates, in addition, the operation of the system of automatic stabilization of the protective gas pressure in the furnace volume, while the possibility of the transition of this system to self-oscillation mode and violation of the conditions for maintaining stable gas pressure in the furnace volume is not ruled out.
Задача настоящего изобретения состоит в создании стабильно надежного и экономичного способа герметизации загрузочных и разгрузочных окон протяжной печи.An object of the present invention is to provide a stably reliable and economical method of sealing the loading and unloading windows of a broaching furnace.
Заявленный по первому варианту способ герметизации, так же как и известный, включает циркуляцию защитного газа в камерах газового затвора за счет перепада давления газа в каждой из этих камер, при этом интенсивность циркуляции регулируют использованием циркуляционного контура, движение газа в котором осуществляют посредством вентилятора, вход которого соединен с камерой отвода, а выход - с камерой нагнетания. Способ отличается тем, что создают последующую по ходу движения газа за камерой отвода камеру смешивания, в которой смешивают встречные потоки газа и воздуха и поддерживают постоянную усредненную температуру отводимой смеси встречных потоков газа и воздуха или постоянное содержание кислорода или водорода в отводимой смеси при создании разрежения в камере смешивания относительно защитного газа в печном объеме и атмосферного воздуха, при этом усредненную температуру отводимой смеси газов из камеры смешивания встречных потоков газа и воздуха поддерживают в диапазоне 0.2-0.9 от температуры защитного газа в прилегающем к газовому затвору печном объеме, содержание кислорода в отводимой смеси газов из камеры смешивания встречных потоков газа и воздуха - в диапазоне 0.1-0.9 от содержания кислорода в атмосферном воздухе, а содержание водорода в отводимой смеси газов из камеры смешивания встречных потоков газа и воздуха - в диапазоне 0.1-0.9 от содержания водорода в защитном газе, находящемся в прилегающем к газовому затвору печном объеме.The sealing method claimed in the first embodiment, as well as the known one, includes the circulation of protective gas in the gas shutter chambers due to the gas pressure difference in each of these chambers, while the circulation intensity is regulated using a circulation circuit, the gas in which is carried out by means of a fan, the input which is connected to the exhaust chamber, and the output to the discharge chamber. The method is characterized in that they create a mixing chamber downstream of the exhaust chamber, in which the oncoming gas and air flows are mixed and a constant average temperature of the discharged mixture of the oncoming gas and air flows is maintained or the oxygen or hydrogen content in the discharged mixture is constant while creating a vacuum the mixing chamber relative to the protective gas in the furnace volume and atmospheric air, while the average temperature of the exhaust gas mixture from the mixing chamber of the oncoming gas flows and the air is maintained in the range 0.2-0.9 of the temperature of the shielding gas in the furnace volume adjacent to the gas shutter, the oxygen content in the exhaust gas mixture from the mixing chamber of the oncoming gas and air flows is in the range of 0.1-0.9 of the oxygen content in atmospheric air, and the hydrogen content in the exhaust gas mixture from the mixing chamber of the oncoming gas and air flows is in the range 0.1-0.9 of the hydrogen content in the protective gas located in the furnace volume adjacent to the gas shutter.
Сущность изобретения по первому варианту заключается в следующем. Величина перетока газа из печного объема, поступающего в камеру смешивания, определяет потери защитного газа из уплотняемого окна печи. За счет регламентированного отвода смеси газов и настройкой производительности циркуляционного контура движения защитного газа в камере смешивания встречных потоков газа и воздуха создают разрежение относительно соседних объемов: атмосферы и камеры отвода циркуляционного контура движения защитного газа. В результате возникают два встречных потока: защитного газа из камеры отвода циркуляционного контура и воздуха из атмосферы. Постоянство потерь защитного газа в предлагаемом способе определяется поддержанием стабильной температуры или состава газовой смеси, отводимой из камеры смешивания вне зависимости от колебания давления защитного газа в печном объеме. Постоянство усредненной температуры отводимой смеси газов из камеры смешивания встречных потоков газа и воздуха поддерживают с помощью системы автоматического регулирования, которая корректирует производительность циркуляционного контура движения защитного газа и приводит его в соответствие с заданной величиной перетока (потерь) защитного газа из камеры отвода циркуляционного контура в камеру смешивания. В камере смешивания происходит усреднение температуры и состава двух газовых потоков. Расход этой смеси газов, а значит и величина потерь защитного газа из уплотнения, может задаваться путем изменения производительности дополнительного вентилятора. Описанный способ герметизации обеспечивает незначительные по величине и стабильные во времени потери защитного газа из уплотняемого проема, которые не зависят от колебания давления газа в печном объеме.The invention according to the first embodiment is as follows. The amount of gas flow from the furnace volume entering the mixing chamber determines the loss of protective gas from the window of the furnace to be sealed. Due to the regulated removal of the gas mixture and tuning the productivity of the circulating circuit of the movement of the protective gas in the mixing chamber of the oncoming gas and air flows, they create a vacuum relative to the adjacent volumes: the atmosphere and the chamber of the exhaust circulating circuit of the movement of the protective gas. As a result, there are two oncoming flows: shielding gas from the chamber for removal of the circulation circuit and air from the atmosphere. The constancy of the loss of protective gas in the proposed method is determined by maintaining a stable temperature or composition of the gas mixture discharged from the mixing chamber, regardless of the fluctuation of the pressure of the protective gas in the furnace volume. The constancy of the averaged temperature of the exhaust gas mixture from the mixing chamber of the oncoming gas and air flows is supported by an automatic control system that corrects the performance of the circulation circuit of the shielding gas and brings it into line with the specified value of the overflow (loss) of the shielding gas from the chamber for removing the circulation circuit into the chamber mixing. In the mixing chamber, the temperature and composition of the two gas streams are averaged. The flow rate of this gas mixture, and hence the amount of shielding gas loss from the seal, can be set by changing the capacity of the additional fan. The described sealing method provides insignificant in size and stable over time losses of protective gas from the sealing opening, which are independent of the fluctuation of gas pressure in the furnace volume.
Стабилизацию газодинамического уплотнения можно осуществлять за счет поддержания постоянными усредненных температуры или состава отводимой газовой среды. Температура защитного газа в прилегающем печном объеме при рабочем режиме всегда выше, чем окружающий воздух, поэтому и температура смеси газов может изменяться от температуры окружающего воздуха до температуры газа в печном объеме в зависимости от пропорций смешивающихся газовых потоков. Кроме того, процесс стабилизации. может осуществляться также либо за счет поддержания постоянного содержания кислорода в отводимой смеси газов, которая лежит в пределах от нуля в защитном газе и до 21% в воздухе, либо за счет поддержания концентрации водорода в смеси газов, которая колеблется в пределах от нуля в воздухе и до 5% в защитном газе.The stabilization of gas-dynamic compaction can be accomplished by maintaining constant averaged temperature or composition of the vented gas medium. The temperature of the shielding gas in the adjacent furnace volume during operation is always higher than the surrounding air; therefore, the temperature of the gas mixture can vary from the temperature of the ambient air to the temperature of the gas in the furnace volume, depending on the proportions of the mixed gas flows. In addition, the stabilization process. can also be carried out either by maintaining a constant oxygen content in the exhaust gas mixture, which lies in the range from zero in the protective gas and up to 21% in the air, or by maintaining the hydrogen concentration in the gas mixture, which ranges from zero in the air and up to 5% in shielding gas.
То, что усредненную температуру отводимой смеси газов из камеры смешивания поддерживают в диапазоне 0.2-0.9 от температуры защитного газа в прилегающем к газовому затвору печном объеме, либо концентрацию кислорода в смеси газов в диапазоне 0.1-0.9 от концентрации кислорода в воздухе, либо концентрацию водорода в смеси газов в диапазоне 0.1-0.9 от концентрации водорода в защитном газе обусловлено следующим.The fact that the average temperature of the exhaust gas mixture from the mixing chamber is maintained in the range 0.2-0.9 of the temperature of the shielding gas in the furnace volume adjacent to the gas shutter, or the oxygen concentration in the gas mixture in the range of 0.1-0.9 of the oxygen concentration in the air, or the hydrogen concentration in gas mixtures in the range 0.1-0.9 of the concentration of hydrogen in the protective gas due to the following.
При задании усредненных температур смеси газов более 0.9 от температуры защитного газа в прилегающем печном объеме, либо концентрации кислорода в смеси газов менее 0.1 от его концентрации в воздухе, либо концентрации водорода в смеси газов более 0.9 от его концентрации в защитном газе отводимая смесь газов по объему более чем на 90% будет состоять из защитного газа и менее чем на 10% из воздуха.When setting the average temperature of the gas mixture to more than 0.9 of the temperature of the shielding gas in the adjacent furnace volume, or the concentration of oxygen in the gas mixture is less than 0.1 of its concentration in air, or the concentration of hydrogen in the gas mixture is more than 0.9 of its concentration in the protective gas, the mixture of gases discharged by volume more than 90% will consist of shielding gas and less than 10% of air.
В этом случае существенно затруднены контроль и стабилизация величины потерь защитного газа из уплотнения, так как температура или состав отводимой смеси газов будут близки к температуре или составу исходного защитного газа в прилегающем к уплотнению печном объеме. Кроме того, скорость начального потока защитного газа, сформированного за счет перепада давления газа между камерами отвода циркуляционного контура и камерой смешивания, будет более чем в 10 раз превышать встречный настильный поток воздуха из атмосферы в камеру смешивания, вследствие этого часть потока защитного газа за счет неравномерности полей скоростей по ширине полосы не успеет рассеяться в пределах длины камеры смешивания и может выйти за пределы уплотнения, дополнительно увеличивая потери защитного газа и снижая стабильность работы заявленного способа.In this case, control and stabilization of the value of the shielding gas losses from the seal are significantly complicated, since the temperature or composition of the exhaust gas mixture will be close to the temperature or composition of the source shielding gas in the furnace volume adjacent to the seal. In addition, the speed of the initial shielding gas flow generated due to the differential pressure of the gas between the chambers of the circulation circuit and the mixing chamber will be more than 10 times higher than the opposite lay air flow from the atmosphere into the mixing chamber, as a result of which part of the shielding gas flow due to unevenness velocity fields across the width of the strip does not have time to dissipate within the length of the mixing chamber and may go beyond the seal, further increasing the loss of protective gas and reducing the stability of bots of the claimed method.
Задание величины усредненных температуры смеси газов менее 0.2 от температуры защитного газа в печном объеме, либо концентрации кислорода в смеси газов более 0.9 от его концентрации в воздухе, либо концентрации водорода в смеси газов менее 0.1 от его концентрации в защитном газе также нецелесообразно, так как газовая смесь будет состоять по объему из менее чем 10% защитного газа и более чем 90% воздуха. В этом случае также существенно затрудняются контроль и стабилизация уплотнения вследствие того, что газовая смесь будет близка по температуре и составу к воздуху. В случае, например, резкого падения защитного газа в печном объеме по причинам, не зависящим от работы способа, воздух может попасть из камеры смешивания в камеру отвода циркуляционного контура движения защитного газа, а затем в печной объем, что недопустимо. Кроме того, скорость настильного потока воздуха, сформированного за счет перепада давления между атмосферой и камерой смешивания, будет более чем в 10 раз превышать встречный настильный поток защитного газа, вследствие чего этот поток воздуха не успеет рассеяться в пределах длины камеры смешивания и может попасть в камеру отвода циркуляционного контура движения защитного газа даже в условиях стабильной работы печи.Setting the average temperature of the gas mixture to less than 0.2 of the temperature of the shielding gas in the furnace volume, or the oxygen concentration in the gas mixture of more than 0.9 of its concentration in air, or the concentration of hydrogen in the gas mixture of less than 0.1 of its concentration in the protective gas is also impractical, since gas the mixture will consist in volume of less than 10% shielding gas and more than 90% air. In this case, control and stabilization of the seal are also significantly more difficult due to the fact that the gas mixture will be close in temperature and composition to air. In the case of, for example, a sharp drop in the protective gas in the furnace volume for reasons not depending on the operation of the method, air can enter from the mixing chamber into the chamber for removing the circulation circuit of the protective gas movement, and then into the furnace volume, which is unacceptable. In addition, the speed of the laid-down air flow formed due to the pressure difference between the atmosphere and the mixing chamber will be more than 10 times higher than the opposed laid-off protective gas flow, as a result of which this air flow will not have time to dissipate within the length of the mixing chamber and can enter the chamber removal of the circulation circuit of the shielding gas, even in conditions of stable operation of the furnace.
Способ герметизации по второму варианту, как и известный, включает циркуляцию защитного газа в камерах газового затвора за счет перепада давления газа в каждой из этих камер, при этом интенсивность циркуляции регулируют использованием циркуляционного контура, движение газа в котором осуществляют посредством вентилятора, вход которого соединен с камерой отвода, а выход - с камерой нагнетания. Способ отличается тем, что создают предшествующую по ходу движения газа камере нагнетания соединенную со входом дополнительного вентилятора камеру смешивания, в которой смешивают встречные потоки газа и воздуха и поддерживают постоянную усредненную температуру отводимой смеси встречных потоков газа и воздуха или постоянное содержание кислорода или водорода в отводимой смеси при создании избыточного давления в камере смешивания, атмосферного воздуха, но меньшее относительно защитного газа в печном объеме, при этом усредненную температуру отводимой смеси газов из камеры смешивания встречных потоков газа и воздуха поддерживают в диапазоне 0.2-0.9 от температуры защитного газа в прилегающем к газовому затвору печном объеме, содержание кислорода в отводимой смеси газов из камеры смешивания встречных потоков газа и воздуха - в диапазоне 0.1-0.9 от содержания кислорода в атмосферном воздухе, а содержание водорода в отводимой смеси газов из камеры смешивания встречных потоков газа и воздуха - в диапазоне 0.1-0.9 от содержания водорода в защитном газе, находящемся в прилегающем к газовому затвору печном объеме.The sealing method according to the second embodiment, as well as the known one, involves the circulation of the protective gas in the gas shutter chambers due to the gas pressure difference in each of these chambers, while the circulation intensity is regulated using a circulation circuit, the gas in which is driven by a fan, the input of which is connected to a retraction chamber, and the output with a discharge chamber. The method is characterized in that they create a mixing chamber connected to the inlet of the auxiliary fan, which is preceding the gas in the direction of the gas flow, in which the oncoming gas and air flows are mixed and a constant average temperature of the discharged mixture of the oncoming gas and air flows is maintained or the oxygen or hydrogen content in the discharged mixture is constant when creating excess pressure in the mixing chamber, atmospheric air, but less relative to the protective gas in the furnace volume, while the average rate The atura of the exhaust gas mixture from the chamber for mixing the oncoming gas and air flows is maintained in the range 0.2-0.9 of the temperature of the protective gas in the furnace volume adjacent to the gas shutter, the oxygen content in the exhaust gas mixture from the chamber for mixing the oncoming gas and air flows is in the range 0.1-0.9 from the oxygen content in atmospheric air, and the hydrogen content in the exhaust gas mixture from the mixing chamber of the oncoming gas and air flows is in the range 0.1-0.9 from the hydrogen content in the protective gas in the adjacent to zovomu gate of the furnace volume.
Сущность второго варианта изобретения заключается в том, что в камере смешивания встречных потоков газа и воздуха за счет регламентированного отвода смеси газов, осуществляемого дополнительным отводом посредством вентилятора и настройкой производительности циркуляционного контура движения воздуха, создают давление смеси газов, которое меньше давления газов в соседних объемах: защитного газа в печном объеме и воздуха в камере нагнетания циркуляционного контура. В случае поддержания во времени заданных температуры или состава отводимой смеси газов потери защитного газа из уплотнения будут также стабилизированы. В отличие от способа по первому варианту изобретения циркуляционный контур перемещает воздух, а не защитный газ, а камера смешивания примыкает не к камере отвода циркуляционного контура, а к камере нагнетания, которая играет в этом случае роль камеры противодавления с атмосферным воздухом.The essence of the second embodiment of the invention lies in the fact that in the mixing chamber of the oncoming gas and air flows due to the regulated removal of the gas mixture, carried out by an additional exhaust through the fan and tuning the performance of the circulating circuit of the air movement, the gas mixture pressure is created, which is less than the gas pressure in the adjacent volumes: protective gas in the furnace volume and air in the discharge chamber of the circulation circuit. If the set temperature or composition of the exhaust gas mixture is maintained over time, the loss of the protective gas from the seal will also be stabilized. In contrast to the method according to the first embodiment of the invention, the circulation circuit moves the air, not the shielding gas, and the mixing chamber does not adjoin the circulation chamber, but the discharge chamber, which in this case plays the role of a backpressure chamber with atmospheric air.
Способ герметизации по второму варианту также обеспечивает незначительные по величине и стабильные во времени потери защитного газа из уплотняемого проема, которые не зависят от колебания давления газа в печном объеме.The sealing method according to the second embodiment also provides insignificant in magnitude and stable over time losses of the protective gas from the sealing opening, which are independent of fluctuations in the gas pressure in the furnace volume.
Поддержание усредненной температуры отводимой смеси газов из камеры смешивания за пределами рекомендуемого диапазона 0.2-0.9 от температуры защитного газа в прилегающем к уплотнению печном объеме, либо концентрации кислорода в смеси газов за пределами 0.1-0.9 от концентрации кислорода в воздухе, либо концентрации водорода в смеси газов за пределами 0.1-0.9 от концентрации водорода в защитном газе нецелесообразно по тем же причинам, что и в способе по первому варианту.Maintaining the average temperature of the exhaust gas mixture from the mixing chamber outside the recommended range of 0.2-0.9 from the temperature of the shielding gas in the furnace volume adjacent to the seal, or the oxygen concentration in the gas mixture outside 0.1-0.9 of the oxygen concentration in the air, or the concentration of hydrogen in the gas mixture outside 0.1-0.9 of the concentration of hydrogen in the protective gas is impractical for the same reasons as in the method according to the first embodiment.
Новый технический результат заявленного изобретения заключается в плавном регулировании режима уплотнения окон загрузки или выгрузки при изменении давления защитного газа в печном объеме во всем возможном диапазоне при постоянных регламентированных и экономически обоснованных потерях защитного газа.A new technical result of the claimed invention is to smoothly regulate the sealing mode of the loading or unloading windows when the pressure of the protective gas in the furnace volume changes in the entire possible range with constant regulated and economically justified losses of the protective gas.
Изобретения иллюстрируют чертежами, где на фиг.1 изображена схема первого варианта реализации способа посредством газового затвора, установленного на протяжной печи, а на фиг.2 - соответственно схема второго варианта.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a diagram of a first embodiment of a method by means of a gas shutter mounted on a broaching furnace, and Fig. 2 is a diagram of a second embodiment, respectively.
Способ по первому варианту реализуют следующим образом. В районе окна загрузки и выгрузки протяжной печи 1 для термообработки движущейся по роликам 2 полосы 3 устанавливают затвор, который с помощью пережимов 4 разделен на последовательно установленные камеры: камеру нагнетания 5 циркуляционного контура движения защитного газа, камеру отвода 6 того же контура, камеру перемешивания 7. Камеры газового затвора имеют прямоугольное поперечное сечение и соединяются между собой проходными зазорами, величина которых определяется из условия минимально возможного беспрепятственного прохода обрабатываемой полосы 3 внутри затвора. Проходные зазоры обеспечивают пережимы 4, которые состоят из поворотных шторок 8 и неподвижных полок 9 или встроенных в корпус затвора роликов 10. Камеры затворов 5 и 6 соединены соответственно с выходом и отводом циркуляционного вентилятора 11. Камера смешивания 7 соединена с входом вентилятора 12, образуя дополнительный отвод смеси газов. Производительность вентиляторов 11 и 12 изменяется с помощью регулирующих органов 13 и 14. Регулятор 15 сравнивает сигналы от датчика температуры или состава 16, отводимой смеси газов из камеры перемешивания 7 с помощью вентилятора 12 и задатчика 17, и в случае их рассогласования управляет исполнительным механизмом регулирующего органа 13 вентилятора 11. Производительность вентилятора 12 измеряется с помощью расходомера 18. Температуру защитного газа или содержание водорода в защитном газе, поступающего из прилегающего печного объема, измеряют с помощью соответствующего датчика 19.The method according to the first embodiment is implemented as follows. In the area of the loading and unloading window of the broaching furnace 1 for heat treatment of the strip 3 moving along the rollers 2, a shutter is installed, which, with the help of clamps 4, is divided into sequentially installed chambers: the discharge chamber 5 of the circulation circuit of the protective gas movement, the exhaust chamber 6 of the same circuit, the mixing chamber 7 The gas shutter chambers have a rectangular cross section and are interconnected by passage gaps, the value of which is determined from the condition of the smallest possible unhindered passage of the processing emoy strip 3 inside the shutter. The passage gaps provide clamps 4, which consist of pivoting shutters 8 and fixed shelves 9 or rollers 10 integrated in the shutter housing. The shutter chambers 5 and 6 are connected respectively to the outlet and outlet of the circulation fan 11. The mixing chamber 7 is connected to the inlet of fan 12, forming an additional removal of a mixture of gases. The performance of the fans 11 and 12 is changed with the help of the regulating bodies 13 and 14. The controller 15 compares the signals from the temperature sensor or composition 16, the exhaust gas mixture from the mixing chamber 7 with the help of the fan 12 and the setter 17, and in case of a mismatch, it controls the actuator of the regulatory body 13 of the fan 11. The performance of the fan 12 is measured using a flow meter 18. The temperature of the shielding gas or the hydrogen content in the shielding gas coming from the adjacent furnace volume is measured with Using the appropriate sensor 19.
С помощью задатчика 17 устанавливают температуру смеси газов в диапазоне 0.2-0.9 от температуры защитного газа в печном объеме, либо, если процесс стабилизации ведется по составу смеси газов, концентрацию кислорода в смеси газов в пределах 0.1-0.9 от содержания кислорода в воздухе, либо концентрацию водорода в смеси газов в диапазоне 0.1-0.9 от содержания водорода в защитном газе.Using the setpoint 17, the temperature of the gas mixture is set in the range 0.2-0.9 of the temperature of the protective gas in the furnace volume, or, if the stabilization process is carried out according to the composition of the gas mixture, the oxygen concentration in the gas mixture is in the range 0.1-0.9 of the oxygen content in the air, or the concentration hydrogen in a mixture of gases in the range 0.1-0.9 of the hydrogen content in the protective gas.
Величина перетока (потерь) защитного газа из камеры отвода 6 циркуляционного вентилятора 11 в камеру перемешивания 7 зависит от разности давления в этих камерах. В случае уменьшения давления защитного газа в печном объеме при неизменной производительности циркуляционного вентилятора 11 уменьшается и разность давлений газа в камерах 6 и 7. Это приведет к уменьшению перетока защитного газа и увеличению на эту величину потока воздуха из атмосферы в камеру перемешивания 7, поскольку расход отводимой смеси вентилятором 12 в процессе работы не изменяется. Вследствие этого уменьшится температура, либо увеличится содержание кислорода, либо снизится содержание водорода в отводимой смеси газов, однако регулятор 15, сравнив заданные значения температуры или состава с фактическими, выдаст сигнал на уменьшение производительности циркуляционного вентилятора 11. Система автоматического регулирования уменьшает его производительность до тех пор, пока температура или состав газовой смеси в камере 7 не восстановится до первоначальных значений. Аналогично CAP будет работать и в случае повышения давления газа в печи выше рабочего значения, например при увеличении подачи защитного газа в печь. В этом случае CAP будет стабилизировать температуру или состав смеси газов в камере перемешивания 7 за счет увеличения производительности циркуляционного вентилятора 11.The amount of overflow (loss) of protective gas from the exhaust chamber 6 of the circulation fan 11 to the mixing chamber 7 depends on the pressure difference in these chambers. In the case of a decrease in the pressure of the shielding gas in the furnace volume with a constant performance of the circulation fan 11, the difference in the gas pressures in the chambers 6 and 7 also decreases. This will lead to a decrease in the flow of the shielding gas and an increase by this value of the air flow from the atmosphere into the mixing chamber 7, since the discharge flow rate mixture fan 12 during operation does not change. As a result, the temperature will decrease, or the oxygen content will increase, or the hydrogen content in the exhaust gas mixture will decrease, however, the controller 15, comparing the set temperature or composition values with the actual ones, will give a signal to reduce the performance of the circulation fan 11. The automatic control system reduces its performance until until the temperature or composition of the gas mixture in the chamber 7 is restored to its original values. Similarly, CAP will work if the gas pressure in the furnace rises above the operating value, for example, when the supply of protective gas to the furnace increases. In this case, the CAP will stabilize the temperature or composition of the gas mixture in the mixing chamber 7 by increasing the performance of the circulation fan 11.
Для реализации второго варианта способа газовый затвор разделен на последовательно установленные камеры: камеру смешивания 5, камеру нагнетания циркуляционного контура движения воздуха 6 и камеру отвода 7 того же контура. Камеры затвора 6 и 7 соединены соответственно с выходом или отводом циркуляционного вентилятора 11. Камера смешивания 5 соединена с входом вентилятора 12. Способ осуществляют аналогично способу по первому варианту.To implement the second variant of the method, the gas shutter is divided into successively mounted chambers: a mixing chamber 5, an injection chamber for the circulation loop of air movement 6, and an exhaust chamber 7 of the same circuit. The shutter chambers 6 and 7 are connected respectively to the outlet or outlet of the circulation fan 11. The mixing chamber 5 is connected to the inlet of the fan 12. The method is carried out similarly to the method according to the first embodiment.
Заявленный способ герметизации загрузочных и разгрузочных окон протяжных печей обеспечивает плавное регулирование режима уплотнения печного агрегата при изменении давления защитного газа в его рабочем пространстве во всем возможном диапазоне, что позволяет стабилизировать режим газодинамического уплотнения окон загрузки и выгрузки протяжной печи.The claimed method of sealing the loading and unloading windows of broaching furnaces provides smooth control of the sealing mode of the furnace unit when the pressure of the protective gas in its working space changes in the entire possible range, which allows to stabilize the gas-dynamic sealing of the windows of loading and unloading of the broaching furnace.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010124867/02A RU2443960C1 (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Gas dynamic sealing method of charging and discharging openings of draw furnace (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010124867/02A RU2443960C1 (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Gas dynamic sealing method of charging and discharging openings of draw furnace (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010124867A RU2010124867A (en) | 2011-12-27 |
| RU2443960C1 true RU2443960C1 (en) | 2012-02-27 |
Family
ID=45782142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010124867/02A RU2443960C1 (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Gas dynamic sealing method of charging and discharging openings of draw furnace (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2443960C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2764669C2 (en) * | 2017-05-12 | 2022-01-19 | Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ | Transported material transportation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU723352A1 (en) * | 1977-03-14 | 1980-03-25 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Металлургической Теплотехники "Вниимт" | Gas shutter |
| SU1295180A1 (en) * | 1985-06-26 | 1987-03-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники | Method for sealing coiling electric furnace and coiling electric furnace |
| SU1303802A1 (en) * | 1985-03-05 | 1987-04-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники | Method for sealing loading/unloading opening of continuous furnaces and gas gate for continuous furnaces |
| US4767320A (en) * | 1987-10-29 | 1988-08-30 | Chugai Ro Co., Ltd. | Automatically flow controlled continuous heat treating furnace |
| JP2008002747A (en) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Kanto Yakin Kogyo Co Ltd | Atmospheric gas sealing method and device for heating furnace, and heating furnace comprising the same |
-
2010
- 2010-06-17 RU RU2010124867/02A patent/RU2443960C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU723352A1 (en) * | 1977-03-14 | 1980-03-25 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Металлургической Теплотехники "Вниимт" | Gas shutter |
| SU1303802A1 (en) * | 1985-03-05 | 1987-04-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники | Method for sealing loading/unloading opening of continuous furnaces and gas gate for continuous furnaces |
| SU1295180A1 (en) * | 1985-06-26 | 1987-03-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники | Method for sealing coiling electric furnace and coiling electric furnace |
| US4767320A (en) * | 1987-10-29 | 1988-08-30 | Chugai Ro Co., Ltd. | Automatically flow controlled continuous heat treating furnace |
| JP2008002747A (en) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Kanto Yakin Kogyo Co Ltd | Atmospheric gas sealing method and device for heating furnace, and heating furnace comprising the same |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2764669C2 (en) * | 2017-05-12 | 2022-01-19 | Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ | Transported material transportation |
| US11650013B2 (en) | 2017-05-12 | 2023-05-16 | Primetals Technologies Austria GmbH | Conveying a material to be conveyed |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010124867A (en) | 2011-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8893402B2 (en) | Method for controlling a protective gas atmosphere in a protective gas chamber for the treatment of a metal strip | |
| US7896254B2 (en) | Temperature regulation method and system for low flow rate liquid | |
| US7722728B2 (en) | Heat treatment method and heat treatment apparatus | |
| MX2009000247A (en) | Device for securing a furnace provided with a rapid cooling and heating system operating under controlled atmosphere. | |
| RU2443960C1 (en) | Gas dynamic sealing method of charging and discharging openings of draw furnace (versions) | |
| CN206429370U (en) | A kind of automatic compression device | |
| RU2420700C1 (en) | Procedure for gas-dynamic pressurisation of loading and unloading gates of draw furnace | |
| RU2429435C1 (en) | Procedure for gas-dynamic pressurisation of loading and unloading windows of draw furnace (versions) | |
| US8814561B2 (en) | Method and apparatus for controlling operation of oxyfuel combustion boiler | |
| KR19980063545A (en) | Gas flow control device | |
| JP3694359B2 (en) | Gas laser oscillator | |
| JP4876291B2 (en) | Heat treatment method and heat treatment apparatus | |
| US5437707A (en) | Apparatus for treating iron ore | |
| CN111208853B (en) | Mass flow control device, reaction chamber pressure control system and adjusting method | |
| SU1303802A1 (en) | Method for sealing loading/unloading opening of continuous furnaces and gas gate for continuous furnaces | |
| JPS59133330A (en) | Method and device for sealing in continuous heat- treating installation for steel strip | |
| JP2006152417A (en) | Heat treatment method and heat treatment apparatus | |
| KR101720696B1 (en) | Combustor control device and combustor control method of multitude heating furnace | |
| SU723352A1 (en) | Gas shutter | |
| EP2048250B1 (en) | Sealing apparatus and strip plate continuously annealing equipment | |
| KR100402000B1 (en) | Dry gas control apparatus in crush appratus for pulverized coal | |
| KR101419880B1 (en) | Apparatus for manufacturing wire rod having gas booster | |
| SU1190173A1 (en) | Gate of broaching furnace | |
| SU1657531A1 (en) | Gas seal of batch-type furnace | |
| JPS61119987A (en) | Method of controlling furnace pressure of continuous type heating furnace |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160618 |