RU2496889C1 - Method for low-oxidation heating of metal products - Google Patents
Method for low-oxidation heating of metal products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2496889C1 RU2496889C1 RU2012130598/02A RU2012130598A RU2496889C1 RU 2496889 C1 RU2496889 C1 RU 2496889C1 RU 2012130598/02 A RU2012130598/02 A RU 2012130598/02A RU 2012130598 A RU2012130598 A RU 2012130598A RU 2496889 C1 RU2496889 C1 RU 2496889C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxidation
- low
- zone
- products
- oxidation zone
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Tunnel Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энерго- и ресурсосберегающим технологиям в металлургии и машиностроении и может быть использовано для нагрева металла в нагревательных и термических печах перед его обработкой давлением и при термообработке изделий.The invention relates to energy and resource-saving technologies in metallurgy and mechanical engineering and can be used to heat metal in heating and thermal furnaces before it is processed by pressure and during heat treatment of products.
В высокотемпературных печах прокатного и кузнечно-штамповочного производств, работающих на природном газе, необходимый состав атмосферы над металлом может быть получен весьма простым и экономичным путем - за счет рационального комбинированного использования топлива. В основе этого метода лежит идея постадийного использования природного газа в две или более различные в технологическом и теплотехническом отношениях стадии: на первой - природный газ в частично окисленном виде применяют в качестве контролируемой атмосферы и в той или иной степени - топлива печи, во второй - топлива печи. В потенциале постадийный способ использования природного газа позволяет не только оптимизировать состав и физико-химические свойства атмосферы печи и добиться резкого снижения окисления стали, но и значительно уменьшить выбросы оксидов азота, сильно загрязняющих окружающую среду.In high-temperature furnaces for rolling and forging and stamping operations operating on natural gas, the necessary composition of the atmosphere above the metal can be obtained in a very simple and economical way - due to the rational combined use of fuel. The basis of this method is the idea of the step-by-step use of natural gas in two or more different technological and thermotechnical stages: on the first - natural gas in a partially oxidized form is used as a controlled atmosphere and to one degree or another - furnace fuel, in the second - fuel ovens. Potentially, a step-by-step method of using natural gas allows not only to optimize the composition and physicochemical properties of the furnace atmosphere and to achieve a sharp decrease in steel oxidation, but also to significantly reduce emissions of nitrogen oxides, which are highly polluting the environment.
Известен способ малоокислительного нагрева металлических изделий в безокислительной печи (JP 2004093123, опубл. 25.03.2004), которая состоит из камеры неполного сгорания топлива, снабженной пламенной горелкой, на которую подается топливо с недостатком кислорода для поддержания восстановительной атмосферы в камере печи, а также из камеры дожигания продуктов неполного сгорания, которая располагается внутри камеры неполного сгорания топлива. Камера дожигания продуктов неполного сгорания оснащена горелкой, на которую подается топливо с избытком кислорода.A known method of non-oxidative heating of metal products in a non-oxidizing furnace (JP 2004093123, publ. March 25, 2004), which consists of an incomplete fuel combustion chamber equipped with a flame burner, to which fuel with a lack of oxygen is supplied to maintain a reducing atmosphere in the furnace chamber, as well as chamber for the afterburning of products of incomplete combustion, which is located inside the chamber of incomplete combustion of fuel. The afterburner of incomplete combustion products is equipped with a burner, to which fuel with an excess of oxygen is supplied.
К недостаткам этого способа относится наличие дополнительных элементов, размещаемых в рабочем пространстве печи, к которым относится камера дожигания продуктов неполного сгорания, необходимых для осуществления способа.The disadvantages of this method include the presence of additional elements placed in the working space of the furnace, which include the afterburner of incomplete combustion products necessary for the implementation of the method.
Прототипом предложенного изобретения является способ сжигания топлива в нагревательной печи (RU 2309991, опубл. 10.11.2007), в котором дожигание продуктов неполного сгорания осуществляют путем подачи высокоскоростного, сильно закрученного потока окислителя под высоким давлением в дожигательное устройство, имеющее вид однопроводной (с заглушенным подводом газа) плоскопламенной радиационной горелки. Вследствие сильной крутки в дожигательном устройстве происходит распад вихря и тем самым создается сильное разрежение, обеспечивающее подачу продуктов неполного сгорания в область дожигания. Первую стадию сжигания осуществляют в настильном факеле, распространяющемся вдоль поверхности нагреваемого металла, при значении коэффициента расхода окислителя 0,48-0,55 и при степени обогащения воздуха кислородом 0,35-0,45.The prototype of the proposed invention is a method of burning fuel in a heating furnace (RU 2309991, publ. 10.11.2007), in which the afterburning of products of incomplete combustion is carried out by supplying a high-speed, highly swirling oxidizer stream under high pressure to a afterburner having the form of a single-wire (with a muffled supply gas) of a flat flame radiation burner. Due to the strong twisting in the afterburning device, the vortex decays and thereby creates a strong vacuum, which provides the supply of products of incomplete combustion in the afterburning area. The first stage of combustion is carried out in a spreading plume spreading along the surface of the heated metal, with an oxidizer consumption coefficient of 0.48-0.55 and an oxygen enrichment rate of 0.35-0.45.
К недостаткам этого способа относится возможность возникновения локальных зон окисления на поверхности нагреваемого металла, что приводит к ухудшению качества получаемого продукта.The disadvantages of this method include the possibility of localized oxidation zones on the surface of the heated metal, which leads to a deterioration in the quality of the resulting product.
В предложенном изобретении достигается технический результат, заключающийся в повышении качества нагреваемого металла за счет использования для экранирования нагреваемого изделия экзогаза, получаемого в камере горения специализированной горелки и обеспечивающего исключение горения на поверхности нагреваемого металлического изделия и образования на его поверхности локальных зон окисления на металле.In the proposed invention, a technical result is achieved, which consists in improving the quality of the heated metal due to the use of exogas for shielding the heated product obtained in the combustion chamber of a specialized burner and ensuring the exclusion of burning on the surface of the heated metal product and the formation of local oxidation zones on the metal on its surface.
Указанный технический результат достигается следующим образом.The specified technical result is achieved as follows.
В способе малоокислительного нагрева металлических изделий в печи с аэродинамическим разделением нижней малоокислительной и верхней окислительной зон в горелках малоокислительной зоны сжигают газ и воздух в соотношении, обеспечивающем получение продуктов неполного сгорания в виде экзогаза. Экзогаз подают в место расположения нагреваемого изделия с коэффициентом избытка воздуха в диапазоне 0,4-0,6.In the method of low-oxidation heating of metal products in a furnace with aerodynamic separation of the lower low-oxidation and upper oxidation zones in the burners of the low-oxidation zone, gas and air are burned in a ratio ensuring the production of incomplete combustion products in the form of exogas. Exogas is supplied to the location of the heated product with a coefficient of excess air in the range of 0.4-0.6.
В горелках окислительной зоны сжигают газ и воздух в соотношении, обеспечивающем получение продуктов полного сгорания, которые подают в окислительную зону печи с коэффициентом избытка воздуха в диапазоне 3,0-5,0.In the burners of the oxidizing zone, gas and air are burned in a ratio that ensures the production of complete combustion products, which are supplied to the oxidizing zone of the furnace with an excess air coefficient in the range of 3.0-5.0.
Скорость истечения продуктов неполного сгорания, поступающих в малоокислительную зону печи, равна скорости истечения продуктов полного сгорания, поступающих в окислительную зону печи.The flow rate of incomplete combustion products entering the oxidizing zone of the furnace is equal to the flow rate of the products of complete combustion entering the oxidizing zone of the furnace.
Меньшую часть продуктов неполного сгорания малоокислительной зоны дожигают в рекуператорах малоокислительной зоны и эвакуируют из печи.A smaller part of the products of incomplete combustion of the low-oxidation zone is burned up in recuperators of the low-oxidation zone and evacuated from the furnace.
Большую часть продуктов неполного сгорания малоокислительной зоны направляют в окислительную зону, в которой проводят их дожигание с передачей выделившейся теплоты нагреваемому изделию и дальнейшую эвакуацию из печи через рекуператоры окислительной зоны.Most of the products of incomplete combustion of the non-oxidizing zone are sent to the oxidizing zone, in which they are burned to transfer the released heat to the heated product and further evacuation from the furnace through the oxidizing zone recuperators.
При этом соотношение продуктов неполного сгорания малоокислительной зоны, дожигаемой в рекуператорах малоокислительной зоны, и продуктов неполного сгорания малоокислительной зоны, направляемой в окислительную зону, равно масс.% (10-30):(70-90).In this case, the ratio of products of incomplete combustion of a low-oxidation zone, burned in recuperators of a low-oxidation zone, and products of incomplete combustion of a low-oxidation zone, directed to the oxidation zone, is equal to mass% (10-30) :( 70-90).
Изобретение поясняется чертежом, на котором схематически представлен разрез печи малоокислительного нагрева, реализующей предложенный способ.The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows a section of a furnace of low oxidative heating that implements the proposed method.
Печь включает следующие элементы: горелку-экзогенератор 1, горелку 2 с высоким коэффициентом избытка воздуха, рекуператоры 3, 4 включающие устройства дожигания, систему 5 подачи первичного воздуха, систему 6 подачи вторичного воздуха, нагреваемое металлическое изделие 7, корпус 8 печи, выходы 9, 10 дымовых газов, входы 11, 12 подачи газа.The furnace includes the following elements: burner-
Способ по предложенному изобретению осуществляется следующим образом.The method according to the proposed invention is as follows.
Предлагаемый способ малоокислительного нагрева построен на принципе аэродинамического разделения малоокислительной и окислительной зон печи нагрева.The proposed method of low-oxidation heating is based on the principle of aerodynamic separation of low-oxidation and oxidation zones of the heating furnace.
В горелки-экзогенераторы 1 и горелки-теплогенераторы 2 подается газ соответственно через входы 11, 12 подачи газа.Gas is supplied to
Горелки 1 и 2 оборудованы индивидуальными рекуператорами 3, 4 с встроенными устройствами дожигания продуктов неполного горения.
Воздух, подаваемый на горение, разделяется на два потока. Первичный воздух из системы 5 поступает в горелки 1 и 2 для сжигания газа, а вторичный воздух из системы 6 поступает в устройства дожигания рекуператоров 3 и 4.Combustion air is split into two streams. Primary air from
В камерах горения горелок 1 производится сжигание газа с недостатком подогретого в рекуператорах 3 первичного воздуха с получением экзогаза, который направляется в нижнюю малоокислительную зону печи с коэффициентом избытка воздуха 0,4-0,6, экранируя металл нагреваемого изделия 7 от воздействия на него продуктов полного горения верхней окислительной зоны печи.In the combustion chambers of
Продукты неполного сгорания малоокислительной зоны в количестве 70-90 масс.% поступают в верхнюю окислительную зону печи с коэффициентом избытка воздуха 3,0-5,0, где происходит их дожигание в рекуператорах 4 с передачей выделившейся теплоты в виде излучения нагреваемому изделию и последующее удаление через выходы 10.The products of incomplete combustion of the low-oxidation zone in the amount of 70-90 wt.% Enter the upper oxidation zone of the furnace with an excess air coefficient of 3.0-5.0, where they are burned out in
Часть продуктов неполного сгорания малоокислительной зоны - экзогаз в количестве 10-30 масс.% - поступает в рекуператоры 3 нижней зоны печи, оборудованные устройствами дожигания продуктов неполного сгорания, в которых происходит нагрев воздуха и газа, поступающих на горение.Some of the products of incomplete combustion of the low-oxidation zone - exogas in the amount of 10-30 wt.% - enter the
Для уменьшения зоны смешения восстановительного - экзогаза, и окислительного потоков, с целью исключения диффузии кислорода из окислительной зоны к поверхности нагреваемого изделия скорости истечения потоков задаются равными, за счет чего нагреваемое изделие всегда омывается потоком восстановительных газов, что обеспечивает малоокислительный нагрев изделия.To reduce the mixing zone of the reducing - exogas and oxidative flows, in order to prevent oxygen diffusion from the oxidizing zone to the surface of the heated product, the flow rates are set equal, due to which the heated product is always washed by the flow of reducing gases, which ensures low-oxidative heating of the product.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012130598/02A RU2496889C1 (en) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | Method for low-oxidation heating of metal products |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012130598/02A RU2496889C1 (en) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | Method for low-oxidation heating of metal products |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2496889C1 true RU2496889C1 (en) | 2013-10-27 |
Family
ID=49446743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012130598/02A RU2496889C1 (en) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | Method for low-oxidation heating of metal products |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2496889C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU268468A1 (en) * | FURNACE WITH FROZEN | |||
SU132251A1 (en) * | 1960-02-16 | 1960-11-30 | В.П. Михеев | Flame gas furnace for non-oxidative metal heating |
US4373702A (en) * | 1981-05-14 | 1983-02-15 | Holcroft & Company | Jet impingement/radiant heating apparatus |
SU1647031A1 (en) * | 1988-06-30 | 1991-05-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт "Теплопроект" | Method for non-oxidizing heating |
JP2004093123A (en) * | 2002-08-15 | 2004-03-25 | Jfe Steel Kk | Non-oxidation furnace and its control method |
RU2309991C2 (en) * | 2005-10-11 | 2007-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Fuel combustion method in heating furnace and heating furnace for performing the same |
-
2012
- 2012-07-19 RU RU2012130598/02A patent/RU2496889C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU268468A1 (en) * | FURNACE WITH FROZEN | |||
SU132251A1 (en) * | 1960-02-16 | 1960-11-30 | В.П. Михеев | Flame gas furnace for non-oxidative metal heating |
US4373702A (en) * | 1981-05-14 | 1983-02-15 | Holcroft & Company | Jet impingement/radiant heating apparatus |
SU1647031A1 (en) * | 1988-06-30 | 1991-05-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт "Теплопроект" | Method for non-oxidizing heating |
JP2004093123A (en) * | 2002-08-15 | 2004-03-25 | Jfe Steel Kk | Non-oxidation furnace and its control method |
RU2309991C2 (en) * | 2005-10-11 | 2007-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Fuel combustion method in heating furnace and heating furnace for performing the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO20051955L (en) | Method and apparatus for heat treatment | |
CN103697469A (en) | Pulverized coal flame preheating low NOx burner system | |
CN104864392A (en) | Total-oxygen coal powder MILD combustion method and device used by same | |
KR20120094949A (en) | Method for heating a blast furnace stove | |
AU2001287819A1 (en) | Method for heating metallurgical products | |
JP2007271188A (en) | Combustion method of burner | |
JP4650106B2 (en) | Sintering apparatus and sintering method | |
RU2496889C1 (en) | Method for low-oxidation heating of metal products | |
CN104132343A (en) | Radiant tube combustor | |
CN206269123U (en) | For direct flame-type or the gaseous fuel burners of controlled atmosphere formula reheating furnace | |
CN113154874B (en) | Heating furnace low NOx combustion control method based on gas fuel | |
MX2020004481A (en) | Nitrogen oxide (nox) emission reduction in an oxy-combustion furnace. | |
WO2014024153A1 (en) | Heat-recovery combustion apparatus in particular for ceramic kilns | |
CN102798129A (en) | Efficient thermal oxidation furnace for low afterburning-amount smoke constant-speed grading reaction | |
KR102498262B1 (en) | How to Reduce Nitrogen Oxides in a Strip Processing Furnace | |
CN108700293A (en) | Industrial furnace | |
RU2005131257A (en) | METHOD FOR BURNING FUEL IN A HEATING FURNACE AND A HEATING FURNACE FOR ITS PERFORMANCE | |
CN207555590U (en) | A kind of micro- oil type pure oxygen steady burning burner burner | |
JP2011195386A (en) | Glass melting furnace and exhaust gas treatment method in glass melting furnace | |
CN101561140B (en) | Wide-flame burner nozzle | |
RU172550U1 (en) | Non-oxidizing heating furnace | |
GB697734A (en) | Improvements in and relating to the heat treatment of metals | |
CN203657449U (en) | Vertical vanadium-nitrogen alloy calcining kiln capable of utilizing exhaust gas carbon monoxide | |
CN210219808U (en) | Environment-friendly organic waste gas combustion device | |
KR102498261B1 (en) | Method for reducing nitrogen oxides in strip processing furnaces |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170720 |