RU2804206C1 - Device for heating steel products - Google Patents

Device for heating steel products Download PDF

Info

Publication number
RU2804206C1
RU2804206C1 RU2022133361A RU2022133361A RU2804206C1 RU 2804206 C1 RU2804206 C1 RU 2804206C1 RU 2022133361 A RU2022133361 A RU 2022133361A RU 2022133361 A RU2022133361 A RU 2022133361A RU 2804206 C1 RU2804206 C1 RU 2804206C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace
fuel
zone
steel products
outlet
Prior art date
Application number
RU2022133361A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Энрико МОЦЦИ
Коррадо ФЕРРАРИ
Андреа БИЛЬОТТИ
Original Assignee
Даниэли энд К. Оффичине Мекканике С.п.А.
Даниэли Чентро Комбустьон С.П.А.
Filing date
Publication date
Application filed by Даниэли энд К. Оффичине Мекканике С.п.А., Даниэли Чентро Комбустьон С.П.А. filed Critical Даниэли энд К. Оффичине Мекканике С.п.А.
Application granted granted Critical
Publication of RU2804206C1 publication Critical patent/RU2804206C1/en

Links

Abstract

FIELD: heat treatment.
SUBSTANCE: apparatus (10) for heating steel products (100) contains a direct-heating radiation furnace containing a path for supplying steel products (100), which extends between input end (110) and output end (111) for steel products (100), the inlet in accordance with the said input end (110) to ensure entry of the said steel products (100) into the said furnace (11) and outlet (150) in accordance with the said output end (111) to ensure output of the said steel products (110) from the said furnace (11), means for supplying fuel, means for supplying combustibles, including oxygen, and burners (40, 41) capable of controlling combustion of fuel and combustibles. At the same time, the said means for supplying fuel and the said means for supplying combustibles are configured to supply fuel and combustibles in such a way that oxygen is in a substoichiometric or stoichiometric proportion with respect to fuel in at least one part of the said apparatus (10), and the said outlet (150) is provided with sealing device (152) including stuffing box (153) configured to interact with closing door (151) of the said outlet (150) and inert gas barrier means (155) configured to prevent air from entering the said furnace (11).
EFFECT: creating an apparatus for heating steel products, which reduces formation of scale when the products are heated.
16 cl, 16 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF APPLICATION OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для производства стальных изделий, в частности, для проведения термической обработки при нагреве стальных изделий, в целом, а не только заготовок.The present invention relates to a method and apparatus for the production of steel products, in particular, for carrying out heat treatment when heating steel products in general, and not just blanks.

Стальные изделия, к которым относится изобретение, могут быть как плоскими, так и длинномерными.The steel products to which the invention relates can be either flat or long.

Под длинномерными изделиями мы обычно подразумеваем заготовки или блюмы, предназначенные для производства стальных прутков, стержней, профилей и труб.By long products we usually mean blanks or blooms intended for the production of steel bars, rods, profiles and pipes.

Под стальными изделиями мы подразумеваем металлические или неметаллические изделия, например, сплавы. Изобретение позволяет минимизировать, если не устранить, содержание окалины, присутствующей на изделиях при выходе из печи, по существу, в состояние "без окалины".By steel products we mean metal or non-metal products, such as alloys. The invention makes it possible to minimize, if not eliminate, the scale content present on the products when leaving the furnace, essentially to a "scale-free" state.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ BACKGROUND OF THE ART

Прокатные установки, используемые в сталелитейной промышленности, традиционно связаны с нагревательными печами, роль которых заключается в повышении температуры заготовок, например, поступающих от непрерывной разливки, до заданного значения, подходящего для пластической деформации, для отправки, например, на прокатку. Заготовки могут быть плоскими изделиями, например, слябами, или длинными изделиями, например, биллетами или блюмами.Rolling plants used in the steel industry are traditionally associated with reheating furnaces, the role of which is to raise the temperature of billets, for example coming from continuous casting, to a set point suitable for plastic deformation, for sending, for example, to rolling. The blanks can be flat products, such as slabs, or long products, such as billets or blooms.

Для того, чтобы стальные изделия быстро достигли температуры, подходящей для пластической деформации, могут применяться различные методы нагрева, основанные на стольких же различных физических принципах. Среди них наиболее распространенными являются конвекция, облучение и индукция.In order for steel products to quickly reach a temperature suitable for plastic deformation, various heating methods can be used, based on as many different physical principles. Among them, the most common are convection, irradiation and induction.

Конвекция - это явление теплообмена, при котором тепловой поток обменивается посредством нагревательной жидкости, обтекающей изделие. Тепловой поток прямо пропорционален разности температур, или дельте температур, между средством нагрева и поверхностью стального изделия.Convection is a heat exchange phenomenon in which heat flow is exchanged through a heating fluid flowing around a product. Heat flow is directly proportional to the temperature difference, or temperature delta, between the heating medium and the surface of the steel product.

Напротив, облучение предусматривает, что тепловой поток обменивается не путем контакта, а путем облучения между горячей поверхностью и поверхностью нагреваемого стального изделия. Тепловой поток прямо пропорционален дельте температур между излучающей поверхностью (горячей) и поверхностью металлического изделия, но в этой дельте обе температуры повышаются до четвертой степени, согласно закону Стефана-Больцмана.On the contrary, irradiation provides that the heat flux is exchanged not by contact, but by irradiation between the hot surface and the surface of the heated steel product. The heat flow is directly proportional to the temperature delta between the radiating surface (hot) and the surface of the metal product, but in this delta both temperatures increase to the fourth power, according to the Stefan-Boltzmann law.

Индукция заключается в генерации токов внутри самого продукта, вызываемых магнитным полем, в которое он погружен. Эти внутренние токи способствуют нагреванию продукта.Induction involves the generation of currents within the product itself, caused by the magnetic field in which it is immersed. These internal currents help heat the product.

В связи с требованиями к производительности, явлениями теплообмена и затрачиваемой электрической энергии, облучение является физическим принципом, наиболее используемым в промышленности.Due to performance requirements, heat transfer phenomena and electrical energy expended, irradiation is the physical principle most used in industry.

Нагрев путем облучения достигается благодаря поверхностям, которые поддерживаются очень горячими с помощью электрических сопротивлений, или пламени, которое сжигает топливо в присутствии горючего. Продукты сгорания, которыми обычно являются CO, CO2, H2, H2O, O2 и возможные примеси, присутствующие в самом топливе, имеют настолько высокое содержание энтальпии, что представляют собой "облучающее" средство по отношению к холодной поверхности.Heating by irradiation is achieved by surfaces that are kept very hot by electrical resistances, or by flames that burn fuel in the presence of a fuel. The products of combustion, which are typically CO, CO2, H2, H2O, O2 and possible impurities present in the fuel itself, have such a high enthalpy content that they constitute an "irradiation" agent towards the cold surface.

В общем, горючее содержит молекулярный кислород O2. Известны нагревательные аппараты, которые для контроля температуры нагрева и коэффициента сгорания внутри печи используют шланги для подачи чистого молекулярного кислорода, использование которого позволяет лучше контролировать количество кислорода, фактически присутствующего в различных частях печи (RU2733614, опубл. 05.10.2020г., US6183246, опубл. 06.02.2001). Одним из недостатков использования чистого кислорода является то, что его добыча, хранение и управление влекут за собой высокие затраты. Кроме того, он не всегда доступен и/или пригоден для использования на всех металлургических предприятиях.In general, fuel contains molecular oxygen O2. Heating devices are known that, to control the heating temperature and combustion coefficient inside the furnace, use hoses to supply pure molecular oxygen, the use of which allows better control of the amount of oxygen actually present in various parts of the furnace (RU2733614, publ. 10/05/2020, US6183246, publ. 02/06/2001). One of the disadvantages of using pure oxygen is that it is expensive to produce, store and manage. In addition, it is not always available and/or suitable for use in all metallurgical plants.

В качестве альтернативы кислороду можно использовать обычный воздух, но это влечет за собой недостаток, связанный с трудностью точного контроля количества кислорода в печи из-за окружающего воздуха, который может проникать внутрь печи и изменять параметры горения.Ordinary air can be used as an alternative to oxygen, but this has the disadvantage that it is difficult to accurately control the amount of oxygen in the furnace due to ambient air that can enter the furnace and change combustion parameters.

Возвращаясь к принципу облучения, можно выделить два различных метода применения: прямой нагрев облучением, при котором допускается контакт между продуктами горения и поверхностью изделий; и косвенный нагрев облучением, при котором контакт между продуктами горения и поверхностью изделий предотвращается.Returning to the principle of irradiation, two different methods of application can be distinguished: direct heating by irradiation, in which contact is allowed between the combustion products and the surface of the products; and indirect heating by irradiation, in which contact between combustion products and the surface of products is prevented.

Среди известных типов нагревательных печей наиболее распространенными являются печи с прямым и непрерывным облучением при горении; в таких печах продукты проходят внутри почти идеально закрытой среды, чтобы обеспечить непрерывный нагрев продуктов (патент US5143558, опубл. 01.09.1992 г.).Among the known types of heating furnaces, the most common are furnaces with direct and continuous irradiation during combustion; in such ovens, the products pass through an almost perfectly closed environment to ensure continuous heating of the products (patent US5143558, published 09/01/1992).

Этот тип печи широко распространен, поскольку позволяет достичь наилучшей производительности, по сравнению с другими типами печей, и обеспечивает массовое производство.This type of furnace is widely used because it achieves the best performance compared to other types of furnaces and allows for mass production.

Обычно нагревательная печь включает в себя последовательно, в направлении подачи заготовок, зону начального предварительного нагрева, зону промежуточного нагрева и зону поддержания температуры.Typically, the heating furnace includes, sequentially in the workpiece feeding direction, an initial preheating zone, an intermediate heating zone, and a temperature maintenance zone.

Зона предварительного нагрева может быть увеличена примерно на половину длины между точкой входа и точкой выхода из печи. Температура внутри печи, обычно выше 700°C, повышается между входом и выходом из печи.The preheat zone can be extended to approximately half the length between the oven entry point and the oven exit point. The temperature inside the kiln, usually above 700°C, rises between the inlet and outlet of the kiln.

На фиг. 1 показан график одного из примеров хода изменения температуры заготовки в печи. В показанном примере печь имеет длину 20 метров. Кривая T1 обозначает температуру, установленную внутри печи, а кривые T2, T3 и T4 представляют, соответственно, внутреннюю температуру заготовки, взятую в точке вблизи сердцевины (оси), внешнюю температуру заготовки, взятую в точке вблизи верхней или нижней поверхности, и среднюю температуру заготовки. Кривая D представляет собой разницу температур между внешней поверхностью и сердцевиной заготовки.In fig. Figure 1 shows a graph of one example of the progress of changes in the temperature of the workpiece in the furnace. In the example shown, the oven is 20 meters long. Curve T1 denotes the temperature set inside the furnace, and curves T2, T3 and T4 represent, respectively, the internal temperature of the workpiece taken at a point near the core (axis), the external temperature of the workpiece taken at a point near the top or bottom surface, and the average temperature of the workpiece . Curve D represents the temperature difference between the outer surface and the core of the workpiece.

Как видно, температура печи начинается с чуть более 700°C на входе в печь и постепенно повышается примерно до половины печи. Оттуда до зоны выхода (справа на графике) температура остается высокой, но практически постоянной, с минимальными колебаниями. Между тем, разница температур между сердцевиной и внешней стороной заготовки постепенно уменьшается, пока не достигнет практически нулевого значения (кривая D).As can be seen, the oven temperature starts at just over 700°C at the oven inlet and gradually increases until about halfway through the oven. From there to the exit zone (right of the graph), the temperature remains high but almost constant, with minimal fluctuations. Meanwhile, the temperature difference between the core and the outside of the workpiece gradually decreases until it reaches almost zero value (curve D).

В качестве наиболее близкого решения выбрана печь для нагрева металлического материала (патент EP2891859, опубл.08.07.2015г.), содержащая темную зону и, по меньшей мере, одну зону нагрева, расположенную ниже по ходу от темной зоны, зона нагрева снабжена по меньшей мере, одной горелкой, причем упомянутая темная зона расположена выше по ходу от всех точек подачи топлива в промышленной печи и печь выполнена таким образом, что газы сгорания противоточно циркулируют в промышленной печи и проходят через, по меньшей мере, одну зону нагрева, а затем через темную зону. Темная зона соединена с по меньшей мере одной трубкой подачи окислителя. При этом средства подачи кислорода и топлива сконфигурированы таким образом, что отношение действительного отношения кислорода к топливу и стехиометрического отношения кислорода к топливу, при горении в, по меньшей мере, одной из упомянутых зонах нагрева составляет меньше единицы.As the closest solution, a furnace for heating metal material (patent EP2891859, publ. 07/08/2015) was selected, containing a dark zone and at least one heating zone located downstream from the dark zone, the heating zone is equipped with at least , one burner, wherein said dark zone is located upstream of all fuel supply points in the industrial furnace and the furnace is designed in such a way that combustion gases circulate countercurrently in the industrial furnace and pass through at least one heating zone and then through the dark zone zone. The dark zone is connected to at least one oxidizer supply tube. In this case, the means for supplying oxygen and fuel are configured in such a way that the ratio of the actual ratio of oxygen to fuel and the stoichiometric ratio of oxygen to fuel during combustion in at least one of said heating zones is less than one.

Один из недостатков известных термических нагревательных печей заключается в образовании на поверхности изделий поверхностного слоя нежелательного материала, обычно называемого окалиной, или каламином.One of the disadvantages of known thermal heating furnaces is the formation of a surface layer of undesirable material on the surface of products, usually called scale, or calamine.

Окалина состоит из оксидов железа различного химического состава, обычно включающих FeO, Fe3O4 и Fe2O3. Их образование происходит в результате контакта поверхностей изделий с продуктами сгорания топлива.Scale consists of iron oxides of varying chemical composition, usually including FeO, Fe3O4 and Fe2O3. Their formation occurs as a result of contact of product surfaces with fuel combustion products.

Окалина образуется, в частности, из-за времени пребывания стальных биллетов или блюмов в окислительной и высокотемпературной среде. Фактически, было подтверждено, что ее образование увеличивается экспоненциально со временем пребывания заготовок в этих условиях.Scale is formed, in part, due to the residence time of steel billets or blooms in an oxidizing and high-temperature environment. In fact, it has been confirmed that its formation increases exponentially with the time the workpieces remain under these conditions.

Образование поверхностного слоя окалины проблематично, так как является источником дефектов поверхности, которые прокатываются, а также немалых экономических потерь.The formation of a surface layer of scale is problematic, as it is a source of surface defects that are rolled, as well as considerable economic losses.

Для предотвращения появления поверхностных дефектов в металлическом изделии обычно предусматривается удаление слоя окалины с помощью водоочистителей, работающих под высоким давлением, или щеточных систем. Удаленная окалина оказывается среди отходов, что приводит к потере материала, что в свою очередь влечет за собой уменьшение веса заготовок, что снижает производительность операции по преобразованию или обработке стали.To prevent surface defects from appearing in a metal product, it is common to remove the scale layer using high-pressure water cleaners or brush systems. The removed scale ends up as waste, resulting in loss of material, which in turn reduces the weight of the workpieces, which reduces the productivity of the steel conversion or processing operation.

Поэтому существует необходимость в совершенствовании способа нагрева металлических заготовок и соответствующего устройства, которые могут преодолеть по крайней мере один из недостатков уровня техники.Therefore, there is a need to improve the method of heating metal blanks and the corresponding device, which can overcome at least one of the disadvantages of the prior art.

В частности, одной из целей настоящего изобретения является совершенствование способа нагрева изделий из железа и стали, например, но не только стали, который позволяет резко уменьшить образование окалины на поверхности стальных изделий, снижая ее по меньшей мере на 50% и даже до ничтожных значений ("без окалины").In particular, one of the objectives of the present invention is to improve a method for heating products made of iron and steel, for example, but not only steel, which can dramatically reduce the formation of scale on the surface of steel products, reducing it by at least 50% and even to negligible values ( "no scale").

Другой целью настоящего изобретения является совершенствование способа нагрева, который позволяет получить массовое производство стальных изделий.Another object of the present invention is to improve a heating method that allows mass production of steel products.

Еще одна цель - предоставить устройство, позволяющее осуществлять вышеописанный способ.It is yet another object to provide an apparatus enabling the above-described method to be carried out.

Еще одной целью является создание устройства, которое позволяет использовать воздух в качестве горючего и в то же время позволяет точно контролировать количество горючего воздуха - и, следовательно, кислорода, участвующего в горении - присутствующего внутри печи.Another goal is to provide a device that allows the use of air as fuel and at the same time allows precise control of the amount of combustible air - and therefore combustion oxygen - present inside the furnace.

Заявитель разработал, испытал и воплотил настоящее изобретение для преодоления недостатков уровня техники и для достижения этих и других целей и преимуществ.Applicant has developed, tested and implemented the present invention to overcome the disadvantages of the prior art and to achieve these and other objects and advantages.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Настоящее изобретение изложено и охарактеризовано в независимых пунктах формулы изобретения. Зависимые пункты формулы описывают другие характеристики настоящего изобретения или варианты основной изобретательской идеи.The present invention is set out and characterized in the independent claims. Dependent claims describe other characteristics of the present invention or variations of the main inventive idea.

В соответствии с вышеуказанными целями ниже описаны способ и устройство для термического нагрева стальных изделий, например, заготовок, металлических и неметаллических изделий.In accordance with the above objectives, a method and apparatus for thermally heating steel products, such as billets, metal and non-metal products, will be described below.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, метод термического нагрева предусматривает контроль/регулирование внутренней атмосферы в печи с целью уменьшения количества кислорода, присутствующего в различных зонах печи.In accordance with some embodiments, the thermal heating method involves controlling/regulating the internal atmosphere of the furnace to reduce the amount of oxygen present in various zones of the furnace.

Метод также предусматривает, преимущественно, подачу по меньшей мере одного стального продукта, например, заготовки, через термический нагревательный аппарат и контроль/регулирование, во время ускорения нагрева нагреваемого продукта, уровня кислорода в атмосфере внутри аппарата. Предпочтительно, продукт из стали подается по пути подачи, который простирается между входным и выходным концом.The method also advantageously involves feeding at least one steel product, such as a billet, through a thermal heating apparatus and monitoring/regulating, while accelerating the heating of the heated product, the level of oxygen in the atmosphere within the apparatus. Preferably, the steel product is supplied along a supply path that extends between the inlet and outlet ends.

Преимущественно, способ предусматривает, по крайней мере, во время ускорения нагрева нагреваемой части, подачу топлива и горючего, содержащего кислород, в аппарат и осуществление сжигания топлива и горючего с помощью множества горелок, расположенных внутри аппарата.Advantageously, the method involves, at least while accelerating the heating of the heated portion, supplying fuel and fuel containing oxygen to the apparatus and causing combustion of the fuel and fuel using a plurality of burners located inside the apparatus.

Согласно некоторым вариантам осуществления, по меньшей мере в одной зоне аппарата горючее подается таким образом, что кислород находится в стехиометрической или субстехиометрической пропорции по отношению к топливу.In some embodiments, in at least one zone of the apparatus, fuel is supplied such that oxygen is in a stoichiometric or substoichiometric proportion to the fuel.

Под субстехиометрическим количеством кислорода мы понимаем количество, меньшее, чем то, которое строго необходимо для полного сгорания. Таким образом, ограничивается или даже исключается присутствие остаточного кислорода во время сгорания в соответствии с вышеупомянутой зоной внутри аппарата.By substoichiometric oxygen we mean an amount less than that strictly necessary for complete combustion. In this way, the presence of residual oxygen during combustion is limited or even eliminated in accordance with the above-mentioned zone inside the apparatus.

Предпочтительно, внутри аппарата определены по меньшей мере первая часть и вторая часть, расположенные последовательно вдоль направления подачи продуктов, при этом температура второй части выше, чем температура первой части. Согласно изобретению, выгодно, чтобы подача горючего со стехиометрическим или субстехиометрическим количеством кислорода происходила в соответствии со второй частью.Preferably, at least a first part and a second part are defined inside the apparatus, arranged sequentially along the direction of supply of products, the temperature of the second part being higher than the temperature of the first part. According to the invention, it is advantageous that the supply of fuel with a stoichiometric or substoichiometric amount of oxygen occurs in accordance with the second part.

Предпочтительно, метод также предусматривает контроль количества кислорода, присутствующего внутри аппарата.Preferably, the method also involves monitoring the amount of oxygen present inside the apparatus.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, способ предусматривает проведение в первой части аппарата сжигания остатков топлива, не потребленного во второй части.According to some embodiments, the method involves burning, in a first part of the apparatus, residual fuel not consumed in the second part.

Предпочтительно, стальные изделия, подаваемые в устройство, имеют поперечный размер от 100 до 250 мм. Более предпочтительно, поперечный размер составляет более 190 мм. Вышеуказанные изделия предпочтительно имеют круглое или квадратное сечение.Preferably, the steel products fed into the device have a transverse dimension of from 100 to 250 mm. More preferably, the transverse dimension is greater than 190 mm. The above products preferably have a round or square cross-section.

Согласно одному аспекту изобретения, устройство для термического нагрева стальных изделий включает печь, внутри которой определен тракт для подачи изделий, простирающийся между входным и выходным концом печи.According to one aspect of the invention, an apparatus for thermally heating steel products includes a furnace within which a product supply path is defined extending between an inlet and outlet end of the furnace.

Печь включает в себя входное отверстие для входа в печь нагреваемой стальной продукции и выходное отверстие для выхода из печи, а также средства для подачи топлива.The furnace includes an inlet for entering the furnace to be heated steel products and an outlet for exiting the furnace, as well as means for supplying fuel.

Входное и выходное отверстия расположены в соответствии с соответствующими входным и выходным концами.The inlet and outlet holes are arranged in accordance with the corresponding inlet and outlet ends.

Печь также включает средства для подачи горючего, содержащего кислород, например, обычного воздуха, и горелки, способные активировать реакцию горения топлива и горючего. Преимущественно, средства для подачи горючего и средства для подачи топлива сконфигурированы для подачи горючего и топлива таким образом, что кислород находится в субстехиометрической или стехиометрической пропорции по отношению к топливу, по крайней мере, в одной части аппарата.The furnace also includes means for supplying oxygen-containing fuel, such as ordinary air, and burners capable of activating the combustion reaction of the fuel and fuel. Advantageously, the fuel supply means and the fuel supply means are configured to supply the fuel and fuel such that oxygen is in a substoichiometric or stoichiometric proportion to the fuel in at least one portion of the apparatus.

Кислород в смеси может быть в пропорции, равной примерно 2-3%, как обычно присутствует в воздухе, или даже в большей пропорции, полученной с помощью методов обогащения кислородом O2. The oxygen in the mixture can be in a proportion equal to about 2-3%, as is normally present in air, or even in a higher proportion obtained through O2 enrichment methods.

Выходной проем предпочтительно снабжен уплотнительным устройством, включающим по меньшей мере один сальник, сконфигурированный для взаимодействия с дверцей, закрывающей выходной проем, и барьерные средства для инертного газа, сконфигурированные для предотвращения попадания воздуха в печь.The outlet opening is preferably provided with a sealing device including at least one seal configured to cooperate with a door covering the outlet opening, and inert gas barrier means configured to prevent air from entering the oven.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, средства защиты от инертного газа включают в себя по меньшей мере одну камеру, ограниченную краем выходного отверстия, и по меньшей мере одно отверстие для подачи инертного газа к выходному отверстию. Для этого отверстие камеры ориентировано в сторону выходного отверстия печи.In accordance with some embodiments of the invention, the inert gas protection means includes at least one chamber defined by the edge of the outlet and at least one opening for supplying inert gas to the outlet. To do this, the chamber opening is oriented towards the furnace outlet.

Предпочтительно, герметизирующее устройство также включает средства герметизации воды, расположенные вокруг выходного отверстия, более предпочтительно вокруг средств защиты от инертного газа.Preferably, the sealing device also includes water sealing means located around the outlet, more preferably around the inert gas protection means.

Предпочтительно, печь разделена внутри на первую часть и вторую часть, расположенные последовательно вдоль тракта для подачи стальных изделий. Более предпочтительно, средства для подачи горючего и средства для подачи топлива сконфигурированы для подачи горючего и топлива таким образом, что кислород находится в субстехиометрической или стехиометрической пропорции по отношению к топливу в соответствии со второй частью.Preferably, the furnace is internally divided into a first part and a second part, arranged sequentially along the path for supplying steel products. More preferably, the fuel supply means and the fuel supply means are configured to supply the fuel and fuel such that oxygen is in a substoichiometric or stoichiometric proportion with respect to the fuel in accordance with the second part.

Согласно некоторым вариантам осуществления, первая часть и вторая часть в свою очередь разделены на две зоны.In some embodiments, the first portion and the second portion are in turn divided into two zones.

В частности, первая часть включает в себя входную зону, или зону загрузки, которая простирается от входного конца, и зону предварительного нагрева, которая простирается от конца входной зоны до начала второй части. Вторая часть, в свою очередь, разделена на зону нагрева, следующую за зоной предварительного нагрева, и зону выравнивания, которая простирается между зоной нагрева и выходным концом.In particular, the first part includes an inlet zone or loading zone that extends from the inlet end, and a preheating zone that extends from the end of the inlet zone to the beginning of the second part. The second part is in turn divided into a heating zone following the preheating zone, and an equalization zone that extends between the heating zone and the outlet end.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, нагревательное устройство также включает устройство дожигания, сконфигурированное для впрыска горючего в нагревательное устройство, предпочтительно в первую часть печи, где температура ниже. Таким образом, устройство дожигания позволяет завершить химическую реакцию горения (не завершенную в концевой зоне выравнивания) путем впрыска горючего (чтобы сжечь несгоревшее топливо, смешанное с остатками незавершенного горения, поступающими из указанной зоны) и перенести остатки горения (теперь уже завершенного) в первую часть аппарата.According to some embodiments of the invention, the heating device also includes an afterburning device configured to inject fuel into the heating device, preferably into a first portion of the furnace where the temperature is lower. Thus, the afterburning device allows the chemical combustion reaction (not completed in the end leveling zone) to be completed by injecting fuel (to burn the unburned fuel mixed with the residues of unfinished combustion coming from the said zone) and transfer the combustion residues (now completed) to the first part apparatus.

Предпочтительно, устройство дожигания включает одно или несколько сопел, расположенных в первой части топки и сконфигурированных для впрыска в нее горючего вещества. Preferably, the afterburning device includes one or more nozzles located in the first part of the combustion chamber and configured to inject a combustible substance therein.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, устройство включает станцию для выгрузки нагретых продуктов, расположенную снаружи печи в соответствии с выходным концом и сконфигурированную для выгрузки нагретых продуктов из печи.According to some embodiments of the invention, the apparatus includes a heated food discharge station located outside the oven in accordance with the outlet end and configured to discharge heated products from the oven.

Предпочтительно, станция разгрузки включает в себя одно или несколько конвейерных устройств, частично вставленных внутрь печи для транспортировки нагретых продуктов через выходную дверь. Эти конвейерные устройства управляются механическими элементами, расположенными снаружи печи. По этой причине конвейерные устройства снабжены соответствующим уплотнительным устройством, включающим средства герметизации воды и средства защиты от инертного газа и расположенным в соответствии с отверстием, проделанным в торцевой стенке печи.Preferably, the discharge station includes one or more conveyor devices partially inserted within the oven to transport heated products through an exit door. These conveyor devices are controlled by mechanical elements located outside the oven. For this reason, the conveyor devices are equipped with a suitable sealing device, including water sealing means and inert gas protection means, and located in accordance with the hole made in the end wall of the furnace.

Предпочтительно, средства гидроизоляции вставлены внутрь сквозного отверстия и сконфигурированы для его герметичного закрытия, а средства защиты от инертного газа расположены непосредственно снаружи сквозного отверстия и эффективно расположены соосно средствам гидроизоляции.Preferably, the waterproofing means are inserted within the through hole and configured to seal it, and the inert gas protection means are located immediately outside the through hole and are effectively positioned coaxially with the waterproofing means.

Согласно некоторым вариантам осуществления, станция разгрузки также включает в себя одно или несколько передаточных устройств, оснащенных соответствующими передаточными элементами, частично вставленными внутрь печи и сконфигурированными для передачи нагретых продуктов с плоскости подачи на конвейерные устройства. Эти передаточные элементы также оснащены механическими управляющими элементами, расположенными снаружи печи.In some embodiments, the discharge station also includes one or more transfer devices equipped with corresponding transfer elements partially inserted within the oven and configured to transfer heated products from the feed plane to the conveyor devices. These transmission elements are also equipped with mechanical control elements located outside the oven.

Предпочтительно, передаточные устройства включают в себя по меньшей мере один передаточный элемент, расположенный подвижно внутри контейнера и частично вставленный внутрь печи; контейнер преимущественно непосредственно соединен с печью и заполнен водой и инертным газом, чтобы предотвратить попадание воздуха в печь, и находится в воздушном сообщении с внутренней частью печи, чтобы позволить передаточному элементу войти внутрь нее.Preferably, the transfer devices include at least one transfer element movably located inside the container and partially inserted into the oven; the container is preferably directly connected to the furnace and is filled with water and inert gas to prevent air from entering the furnace, and is in air communication with the interior of the furnace to allow the transfer element to enter therein.

Согласно некоторым вариантам, печь включает верхнюю стенку, также называемую верхним сводом, образованную множеством модулей, соединенных друг с другом посредством пластин, соединенных с двумя последовательными модулями посредством тяг, и включает внутренний закрывающий элемент в каждом полом пространстве, присутствующем между двумя последовательными модулями, чтобы герметично закрыть полые пространства.In some embodiments, the oven includes a top wall, also referred to as a top roof, formed by a plurality of modules connected to each other by plates connected to two successive modules by rods, and includes an internal closing element in each hollow space present between two successive modules to seal the hollow spaces hermetically.

Преимущественно, верхний свод также включает в себя множество полосообразных упаковок, каждая из которых помещена между внутренним закрывающим элементом и одной или несколькими соответствующими пластинами.Advantageously, the top arch also includes a plurality of strip-shaped packages, each of which is placed between the inner cover member and one or more corresponding plates.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, печь включает в себя, в соответствии с нижней стенкой печи, также называемой подом, одну или несколько эвакуационных воронок, верхний конец которых находится внутри печи. Эти воронки предназначены для сбора окалины, которая потенциально может присутствовать, когда она отделяется от стального продукта, находящегося в пути на элементах конвейера, чтобы выйти из печи. Поэтому, чтобы предотвратить попадание воздуха из этих бункеров, они также оснащены уплотнительным устройством, способным предотвратить попадание воздуха в печь.In accordance with some embodiments of the invention, the furnace includes, in accordance with the bottom wall of the furnace, also called the hearth, one or more evacuation funnels, the upper end of which is located inside the furnace. These hoppers are designed to collect scale that could potentially be present as it is separated from the steel product en route to the conveyor elements to exit the furnace. Therefore, to prevent air from entering from these hoppers, they are also equipped with a sealing device that can prevent air from entering the oven.

В частности, каждый бункер включает нижний канал, к концу которого присоединена пластина и соответствующий уплотнительный элемент, состоящий из сальника и закрывающего элемента, прикрепленного к внешней поверхности нижнего канала и закрывающего сальник.In particular, each hopper includes a lower channel, to the end of which is attached a plate and a corresponding sealing element consisting of a stuffing box and a closing element attached to the outer surface of the lower channel and closing the stuffing box.

Предпочтительно, каждый бункер включает внутренний элемент, прикрепленный к внешней поверхности нижнего канала внутри закрывающего элемента и сконфигурированный для прижатия упаковки к закрывающему элементу.Preferably, each bin includes an internal member attached to an outer surface of a lower channel within the closure member and configured to press the package against the closure member.

Сочетание описанных выше уплотнительных элементов и соответствующих конструктивных и функциональных мер позволяет герметизировать внутреннюю часть печи от внешней, обеспечивая сведение к минимуму входа или выхода нежелательного воздуха, и, следовательно, позволяя получить контроль присутствующего кислорода с максимальной точностью и точными стехиометрическими соотношениями. Это сводит к минимуму, практически полностью исключая, образование окалины на поверхности металлических изделий.The combination of the sealing elements described above and appropriate design and functional measures allows the inside of the furnace to be sealed from the outside, ensuring that the entry or exit of unwanted air is minimized, and therefore allowing control of the oxygen present to be obtained with maximum precision and precise stoichiometric ratios. This minimizes, almost completely eliminating, the formation of scale on the surface of metal products.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Эти и другие аспекты, характеристики и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего описания некоторых вариантов осуществления, приведенных в качестве неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:These and other aspects, characteristics and advantages of the present invention will become apparent from the following description of certain embodiments, given by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings, in which:

- фиг. 1 - возможный график температуры заготовки внутри печи длиной 20 м;- fig. 1 - possible graph of the temperature of the workpiece inside a 20 m long furnace;

- фиг. 2 - продольный разрез устройства для нагрева стальных изделий согласно изобретению, взятый вдоль плоскости II-II фиг. 3;- fig. 2 is a longitudinal section through a device for heating steel products according to the invention, taken along plane II-II of FIG. 3;

- фиг. 2a - продольный разрез детали устройства фиг. 2, взятый вдоль плоскости A-A фиг. 3;- fig. 2a is a longitudinal section through a detail of the device of FIG. 2 taken along plane A-A of FIG. 3;

- фиг. 3 - вид в плане аппарата фиг. 2;- fig. 3 is a plan view of the apparatus of FIG. 2;

- фиг. 4 - частичный перспективный схематический вид устройства фиг. 2;- fig. 4 is a partial perspective schematic view of the device of FIG. 2;

- фиг. 5 - трехмерный вид конвейерного устройства зоны разгрузки;- fig. 5 - three-dimensional view of the conveyor device of the unloading zone;

- фиг. 6 продольное сечение части конвейерного устройства фиг. 5;- fig. 6 is a longitudinal section through part of the conveyor device of FIG. 5;

- фиг. 7 - трехмерный вид передаточного устройства зоны разгрузки;- fig. 7 - three-dimensional view of the transfer device of the unloading zone;

- фиг. 8 и 9 - трехмерные виды и разрезы детали передаточного устройства фиг. 7 на двух различных рабочих этапах;- fig. 8 and 9 are three-dimensional views and sections of a part of the transfer device of FIG. 7 in two different operating stages;

- фиг. 10 - трехмерный вид выходного отверстия печи;- fig. 10 - three-dimensional view of the furnace outlet;

- фиг. 11 - частично разрезанный и трехмерный вид детали фиг. 10;- fig. 11 is a partially sectioned and three-dimensional view of the detail of FIG. 10;

- фиг. 12 и 13 - виды сбоку двух деталей опорной зоны печи;- fig. 12 and 13 are side views of two parts of the furnace support area;

- фиг. 14 - трехмерный вид эвакуационной воронки устройства;- fig. 14 - three-dimensional view of the evacuation funnel of the device;

- фиг. 15 представляет собой частично разрезанный увеличенный вид детали эвакуационной воронки фиг. 14; и- fig. 15 is a partially cut away enlarged view of a detail of the evacuation funnel of FIG. 14; And

- фиг. 16A-D представляют собой схематические виды режимов подачи заготовок в печь.- fig. 16A-D are schematic views of billet feeding modes into the furnace.

Чтобы облегчить понимание, для обозначения одинаковых общих элементов на чертежах, где это возможно, использованы одинаковые номера ссылок. Подразумевается, что элементы и характеристики одного варианта осуществления изобретения могут быть удобно включены в другие варианты осуществления изобретения без дополнительных пояснений.To facilitate understanding, like reference numerals are used to denote like general elements throughout the drawings where possible. It is understood that elements and characteristics of one embodiment of the invention may be conveniently included in other embodiments of the invention without further explanation.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF SOME IMPLEMENTATION OPTIONS

Теперь мы подробно рассмотрим возможные варианты осуществления изобретения, один или несколько неограничивающих примеров которых показаны на прилагаемых чертежах. Фразеология и терминология, используемые здесь, также предназначены для приведения неограничивающих примеров.We will now consider in detail possible embodiments of the invention, one or more non-limiting examples of which are shown in the accompanying drawings. The phraseology and terminology used herein are also intended to provide non-limiting examples.

На фиг. 2 и 3 показано устройство 10 для нагрева стальных изделий 100 типа литейных заготовок, обычно стальных биллетов.In fig. 2 and 3 show a device 10 for heating steel products 100 such as castings, typically steel billets.

В дальнейшем, для простоты, мы будем ссылаться на биллеты 100, или блюмы, как на продукты, обрабатываемые в аппарате 10, но эта ссылка сделана только в качестве примера.In the following, for simplicity, we will refer to the tickets 100, or blooms, as the products processed in the apparatus 10, but this reference is made by way of example only.

Аппарат 10 содержит печь 11, предпочтительно, с прямым сжиганием и излучением и с непрерывной подачей. Печь 11 имеет входной конец 110 и выходной конец 111, противоположный входному концу 110, в соответствии с которыми расположены соответственно загрузочная станция 12, или станция загрузки, и разгрузочная станция 13, или станция выгрузки, сконфигурированные соответственно для загрузки биллетов 100 в печь 11 в соответствии с входным концом 110 и для выгрузки нагретых биллетов 100 из печи 11 в соответствии с выходным концом 111.The apparatus 10 contains a furnace 11, preferably with direct combustion and radiation and with continuous feed. The oven 11 has an inlet end 110 and an outlet end 111 opposite the inlet end 110, according to which a loading station 12 or loading station and an unloading station 13 or unloading station are respectively located, respectively configured to load tickets 100 into the oven 11 according to with the inlet end 110 and for unloading the heated tickets 100 from the oven 11 in accordance with the outlet end 111.

Внутри печи 11 определен прямой тракт для подачи биллетов 100, простирающийся между входным концом 110 и выходным концом 111, по которому заготовки соответственно входят и выходят из печи 11.Within the furnace 11, a straight billet supply path 100 is defined, extending between the inlet end 110 and the outlet end 111, along which the billets respectively enter and exit the furnace 11.

Входной 110 и выходной 111 концы определяются соответствующими торцевыми стенками 112, 113 печи 11, которая также имеет две боковые стенки 114, 115, каждая из которых соединена с двумя торцевыми стенками 112, 113, а также верхнюю стенку 116, также называемую сводом, и нижнюю стенку 117, также называемую дном. Эти стенки 112-117 способствуют разграничению внутреннего объема печи, в котором происходит нагрев биллетов 100, и в котором расположен тракт для подачи биллетов 100.The inlet 110 and outlet 111 ends are defined by the respective end walls 112, 113 of the furnace 11, which also has two side walls 114, 115, each of which is connected to two end walls 112, 113, as well as an upper wall 116, also called the roof, and a lower wall 117, also called the bottom. These walls 112-117 help to delimit the internal volume of the furnace, in which the heating of the tickets 100 occurs, and in which the path for supplying the tickets 100 is located.

Путь подачи определяется на горизонтальной плоскости P, расположенной на промежуточной высоте внутри печи 11 (фиг. 2) между верхней стенкой 116 и нижней стенкой 117, предпочтительно примерно на половине высоты печи 11.The supply path is defined on a horizontal plane P located at an intermediate height within the furnace 11 (FIG. 2) between the top wall 116 and the bottom wall 117, preferably at approximately half the height of the furnace 11.

Биллеты 100 размещаются в специальных приемниках 200, обычно называемых посадочными местами, которые смещаются преимущественно непрерывным образом между входным концом 110 и выходным концом 111.The tickets 100 are placed in special receptacles 200, commonly referred to as seats, which move in a substantially continuous manner between the input end 110 and the output end 111.

Преимущественно, печь 11 включает в себя входное отверстие, расположенное в соответствии с входным концом 110, более предпочтительно в соответствии с боковой стенкой 114, 115 печи 11.Advantageously, the oven 11 includes an inlet port located in correspondence with the inlet end 110, more preferably in accordance with the side wall 114, 115 of the oven 11.

Печь 11 разделена внутри на первую часть 20 и вторую часть 30, которые расположены в таком порядке вдоль пути подачи. Первая часть 20 начинается от входного конца 110 и устанавливается на первую температуру T1 для предварительного нагрева биллетов 100, чтобы постепенно повышать их температуру. По этой причине первая часть 20 печи 11 также называется зоной предварительного нагрева. Например, температура T1 в первой части 20 колеблется между приблизительно 700 и 1000-1100°C, в зависимости от стали, которую необходимо нагреть.The oven 11 is internally divided into a first part 20 and a second part 30, which are arranged in this order along the supply path. The first part 20 starts from the inlet end 110 and is set to the first temperature T1 to preheat the tickets 100 to gradually increase their temperature. For this reason, the first part 20 of the oven 11 is also called a preheating zone. For example, the temperature T1 in the first part 20 ranges between approximately 700 and 1000-1100°C, depending on the steel to be heated.

Вторая часть 30 расположена между первой частью 20 и выходным концом 111 и установлена на вторую температуру T2 выше, чем первая температура T1 (фиг. 1). Температура T2, обычно превышающая 1000°C, такова, что нагревает биллеты 100 до такой степени, что они становятся пластически деформируемыми.The second part 30 is located between the first part 20 and the outlet end 111 and is set to a second temperature T2 higher than the first temperature T1 (Fig. 1). The temperature T2, typically exceeding 1000° C., is such that it heats the billets 100 to such an extent that they become plastically deformable.

Как видно из фиг. 2, первая часть 20 ограничивает зону входа 21, или загрузочную зону, прилегающую к входному концу 110 печи 10. За зоной входа 21 следует зона предварительного нагрева 22, также включенная в первую часть 20 печи 11.As can be seen from Fig. 2, the first portion 20 defines an inlet zone 21, or feed zone, adjacent the inlet end 110 of the furnace 10. Following the inlet zone 21 is a preheat zone 22, also included in the first portion 20 of the furnace 11.

Предпочтительно, вторая часть 30 также разделена на две зоны, зону нагрева 31, которая непосредственно следует за зоной предварительного нагрева 22, и зону выравнивания 32, расположенную между зоной нагрева 31 и выходным концом 13 печи 11.Preferably, the second part 30 is also divided into two zones, a heating zone 31, which immediately follows the preheating zone 22, and an equalization zone 32 located between the heating zone 31 and the outlet end 13 of the furnace 11.

В примере, показанном на фиг. 2 и 4, зона нагрева 31 разделена на верхнюю полузону нагрева 31A и нижнюю полузону нагрева 31B, расположенную ниже верхней полузоны нагрева 31A.In the example shown in FIG. 2 and 4, the heating zone 31 is divided into an upper half heating zone 31A and a lower half heating zone 31B located below the upper half heating zone 31A.

Аналогичным образом, зона выравнивания 32 разделена примерно пополам на верхнюю полузону выравнивания 32A и нижнюю полузону выравнивания 32B.Likewise, the alignment zone 32 is divided approximately in half into an upper alignment area 32A and a lower alignment area 32B.

Это разделение зоны нагрева 31 и зоны выравнивания 32 предпочтительно материализовано плоскостью P для подачи биллетов 100. Из этого следует, что зона предварительного нагрева 22 также разделена на верхнюю полузону предварительного нагрева 22A и нижнюю полузону предварительного нагрева 22B (фиг. 2 и 3).This division of the heating zone 31 and the leveling zone 32 is preferably materialized by the billet supply plane P 100. It follows that the preheating zone 22 is also divided into an upper preheating zone 22A and a lower preheating zone 22B (FIGS. 2 and 3).

Зона нагрева 31 имеет температуру T2 выше, чем максимальная температура T1 зоны предварительного нагрева 22, и предназначена для нагрева биллета 100 до деформации для последующей прокатки. Выравнивающая зона 32 с температурой T2 еще выше, чем в зоне нагрева 31, предназначена для выравнивания температуры стали между внутренней частью заготовки и ее поверхностью.The heating zone 31 has a temperature T2 higher than the maximum temperature T1 of the preheating zone 22 and is designed to heat the billet 100 to the point of deformation for subsequent rolling. The equalizing zone 32, with a temperature T2 even higher than in the heating zone 31, is designed to equalize the temperature of the steel between the inside of the workpiece and its surface.

Температура внутри печи 11 постепенно и непрерывно повышается вдоль прямолинейного пути подачи, начиная, например, с 700°C в соответствии с входным концом 110 до достижения температуры порядка 1000°C в конце первой части 20. Во второй части 30 температура T2 поддерживается, по существу, на том же высоком уровне или немного выше, чем температура, полученная в конце зоны предварительного нагрева 22, чтобы повысить температуру заготовки как на ее поверхности, так и внутри. Например, температура T2 во второй части может быть порядка 1100°C.The temperature inside the furnace 11 gradually and continuously increases along the straight feed path, starting from, for example, 700° C. in accordance with the inlet end 110 until reaching a temperature of the order of 1000° C. at the end of the first part 20. In the second part 30, the temperature T2 is maintained substantially , at the same high level or slightly higher than the temperature obtained at the end of the preheating zone 22, so as to increase the temperature of the workpiece both at its surface and inside. For example, the temperature T2 in the second part may be of the order of 1100°C.

Следует отметить, что температура внутри печи 11 регулируется таким образом, чтобы не перегревать поверхность заготовок в ущерб однородности корки-сердцевины.It should be noted that the temperature inside the oven 11 is regulated so as not to overheat the surface of the workpieces to the detriment of the uniformity of the crust-core.

Зоны 21, 22, 31, 32, определенные выше, преимущественно имеют известные размеры и объемы, что позволяет эффективно контролировать их физические параметры во время функционирования теплового нагревательного аппарата 10, в частности, температуру и концентрацию топлива и горючего, присутствующих в них.The zones 21, 22, 31, 32 defined above preferably have known dimensions and volumes, which allows their physical parameters to be effectively controlled during the operation of the thermal heating apparatus 10, in particular the temperature and concentration of fuel and fuel present therein.

В показанном примере первая часть 20 и вторая часть 30 имеют практически одинаковую длину. Входная зона 21 имеет высоту предпочтительно меньшую, чем высота других зон 22, 31, 32, все три из которых имеют одинаковую высоту.In the example shown, the first portion 20 and the second portion 30 are substantially the same length. The entrance zone 21 has a height preferably less than the height of the other zones 22, 31, 32, all three of which have the same height.

Предпочтительно, граница между первой частью 20 и второй частью 30 материализована внутренним краем 23, который выступает из верхней стенки печи 11. Этот верхний внутренний край 23 может иметь такую высоту, что его нижний конец находится на той же высоте верхней стенки в зоне входа 21.Preferably, the boundary between the first part 20 and the second part 30 is materialized by an inner edge 23 that projects from the upper wall of the furnace 11. This upper inner edge 23 may have a height such that its lower end is at the same height of the upper wall in the inlet area 21.

Аппарат 10 также включает внутри себя сжигающие элементы 40, или горелки, распределенные между различными зонами 21, 22, 31, 32, определенными ранее. Горелки 40 соединены с источником топлива, например, метана, и источником горючего, который предпочтительно содержит кислород, в частности, воздух, с помощью подходящих средств для подачи топлива и средств для подачи горючего, например, труб.The apparatus 10 also includes within it combustion elements 40, or burners, distributed among the various zones 21, 22, 31, 32 previously defined. The burners 40 are connected to a fuel source, for example methane, and a fuel source, which preferably contains oxygen, in particular air, by suitable fuel supply means and fuel supply means, for example pipes.

В примере, показанном на фиг. 2, устройство включает несколько горелок 40, называемых боковыми, расположенных в боковых стенках 114, 115 печи 11, и по меньшей мере одну горелку 41, называемую фронтальной, расположенную в соответствии с выходным концом 111. Более предпочтительно, печь 11 включает в себя множество фронтальных горелок 41, например, восемь, регулярно распределенных между боковыми стенками 114, 115 таким образом, чтобы равномерно нагревать верхнюю выравнивающую полузону 32A.In the example shown in FIG. 2, the apparatus includes a plurality of burners 40, referred to as side burners, located in the side walls 114, 115 of the furnace 11, and at least one burner 41, referred to as a front burner, located in correspondence with the outlet end 111. More preferably, the furnace 11 includes a plurality of front burners. burners 41, for example eight, regularly distributed between the side walls 114, 115 so as to uniformly heat the upper leveling half-zone 32A.

Следует отметить, что горелки 40 расположены в зоне предварительного нагрева 22, в зоне нагрева 31 и в зоне выравнивания 32. В качестве примера можно предусмотреть, что на каждой из боковых стенок 114, 115 печи расположены четыре горелки 40 в зоне предварительного нагрева 22 и в зоне нагрева 31, и только две горелки 40 в зоне выравнивания 32.It should be noted that the burners 40 are located in the preheating zone 22, in the heating zone 31 and in the leveling zone 32. As an example, it can be provided that on each of the side walls 114, 115 of the furnace there are four burners 40 located in the preheating zone 22 and in heating zone 31, and only two burners 40 in the leveling zone 32.

В последней зоне 32 боковые горелки 40 предпочтительно размещены только в нижней выравнивающей полузоне 32B, из-за наличия передних горелок 41 в верхней выравнивающей полузоне 32A.In the last zone 32, side burners 40 are preferably located only in the lower leveling half-zone 32B, due to the presence of front burners 41 in the upper leveling half-zone 32A.

Горелки 40, 41, используемые в печи 11, эффективно отличаются тем, что могут работать в любом состоянии при любом количестве топлива.The burners 40, 41 used in the furnace 11 are effectively characterized in that they can operate in any condition with any amount of fuel.

В частности, определено соотношение LAMBDA = Areal/Atheoretical, в котором Areal - это количество фактически подаваемого горючего, а Atheoretical - это количество горючего, которому соответствует точное количество кислорода, необходимое и достаточное для завершения соответствующих реакций сгорания, а именно:In particular, the relationship LAMBDA = Areal/Atheoretical is defined, in which Areal is the amount of fuel actually supplied, and Atheoretical is the amount of fuel, which corresponds to the exact amount of oxygen necessary and sufficient to complete the corresponding combustion reactions, namely:

C + O2 = CO2 + 33910 кдж/кгC + O2 = CO2 + 33910 kJ/kg

2 H2 + O2 = 2 H2O + 143000 кдж/кг2 H2 + O2 = 2 H2O + 143000 kJ/kg

S + O2 = SO2 + 8800 кдж/кгS + O2 = SO2 + 8800 kJ/kg

Если LAMBDA равна 1, то сжигание происходит при точном теоретическом количестве кислорода. Горелки 40 могут работать как при LAMBDA меньше 1, так и при LAMBDA больше 1.If LAMBDA is equal to 1, then combustion occurs at the exact theoretical amount of oxygen. The burners 40 can operate with either a LAMBDA less than 1 or a LAMBDA greater than 1.

Аппарат 10 также включает средства для подачи топлива для подачи топлива из соответствующего источника в горелки 40, 41 и средства для подачи горючего для подачи горючего из соответствующего источника в горелки 40, 41.The apparatus 10 also includes fuel supply means for supplying fuel from a suitable source to the burners 40, 41 and fuel supply means for supplying fuel from a suitable source to the burners 40, 41.

Предпочтительно, средства для подачи горючего и средства для подачи топлива сконфигурированы так, чтобы подавать топливо в избытке по отношению к горючему в соответствии со второй частью 30. Таким образом, во время горения происходит полное потребление горючего и, следовательно, кислорода, что позволяет нагревать и поддерживать температуру заготовок, предотвращая образование окалины на стальных изделиях (изделия «без окалины»).Preferably, the fuel supply means and the fuel supply means are configured to supply fuel in excess relative to the fuel in accordance with the second part 30. Thus, during combustion, complete consumption of fuel and therefore oxygen occurs, allowing heating and maintaining the temperature of the workpieces, preventing the formation of scale on steel products (“scale-free” products).

В настоящем изобретении окалина уменьшена по меньшей мере на 50% по сравнению с известными решениями, даже до ничтожных значений.In the present invention, scale is reduced by at least 50% compared to known solutions, even to negligible values.

Например, может быть предусмотрено, что средства для подачи горючего и средства для подачи топлива сконфигурированы для подачи избыточного топлива таким образом, чтобы иметь субстехиометрическую долю кислорода в зоне выравнивания 32, и чтобы иметь субстехиометрическое или стехиометрическое присутствие кислорода в зоне нагрева 31.For example, it may be provided that the fuel supply means and the fuel supply means are configured to supply excess fuel so as to have a substoichiometric oxygen presence in the leveling zone 32, and to have a substoichiometric or stoichiometric oxygen presence in the heating zone 31.

Под стехиометрической долей в контексте данного описания мы подразумеваем, что количество вводимого кислорода точно равно количеству, пригодному для сжигания именно данного количества топлива (это соответствует LAMBDA = 1).By stoichiometric fraction in the context of this description we mean that the amount of oxygen introduced is exactly equal to the amount suitable for burning that particular amount of fuel (this corresponds to LAMBDA = 1).

Аналогично, под субстехиометрической долей подразумевается, что количество подаваемого кислорода меньше количества, необходимого для сжигания подаваемого топлива (это соответствует LAMBDA < 1). Другими словами, когда воздух подается в субстехиометрической пропорции, реакция сгорания теоретически приводит к полному потреблению кислорода, в то время как топливо полностью не расходуется.Likewise, by substoichiometric fraction it is meant that the amount of oxygen supplied is less than the amount required to burn the supplied fuel (this corresponds to LAMBDA < 1). In other words, when air is supplied in substoichiometric proportions, the combustion reaction theoretically results in complete consumption of oxygen while not completely consuming fuel.

Напротив, средства для подачи топлива и горючего предпочтительно сконфигурированы таким образом, чтобы подавать избыточное горючее (LAMBDA > 1) в первую часть 20 печи 11.In contrast, the fuel and fuel supply means are preferably configured to supply excess fuel (LAMBDA > 1) to the first portion 20 of the furnace 11.

Также выгодно предусмотреть, чтобы устройство 10 было оснащено дополнительным контуром впрыска горючего, также называемым системой дожигания, сконфигурированным для завершения сгорания топлива, переданного (без сгорания) из второй части 30 печи 11 (где горючее подается в субстехиометрической пропорции) в первую часть 20 (где горючее подается в избытке). Таким образом, избыток топлива во второй части 30 сжигается в первой части 20, и реакция горения используется для передачи тепла стальным заготовкам.It is also advantageous to provide that the device 10 be equipped with an additional fuel injection circuit, also called an afterburning system, configured to complete the combustion of fuel transferred (without combustion) from the second part 30 of the furnace 11 (where the fuel is supplied in a substoichiometric proportion) to the first part 20 (where fuel is supplied in excess). Thus, excess fuel in the second part 30 is burned in the first part 20, and the combustion reaction is used to transfer heat to the steel blanks.

Это положение позволяет оптимизировать расход топлива. Контур дожигания включает сопла 50, расположенные в первой части 20 печи 11, очевидно, внутри последней. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, контур также включает в себя контрольное устройство, сконфигурированное для проверки того, что топливо было израсходовано.This position allows you to optimize fuel consumption. The afterburning circuit includes nozzles 50 located in the first part 20 of the furnace 11, obviously inside the latter. According to some embodiments of the invention, the circuit also includes a monitoring device configured to verify that fuel has been consumed.

Преимущественно, можно предусмотреть расположение сопел 50 на верхней внутренней кромке 23, более предпочтительно на поверхности верхней внутренней кромки 23, обращенной к первой части 20 печи 11, чтобы непосредственно впрыскивать горючее в нее, избегая впрыска во вторую часть 30 печи (фиг. 2).Advantageously, it is possible to provide nozzles 50 on the upper inner edge 23, more preferably on the surface of the upper inner edge 23 facing the first part 20 of the furnace 11 to directly inject fuel therein, avoiding injection into the second part 30 of the furnace (FIG. 2).

В показанном примере контур дожигания способен управлять потреблением избыточного топлива в верхней полузоне 22А зоны предварительного нагрева 22. Для дальнейшей оптимизации потребления топлива могут быть предусмотрены другие сопла 50 (не показаны), расположенные в нижней зоне первой части 20 печи, предпочтительно в нижней полузоне 22B зоны предварительного нагрева 22.In the example shown, the afterburning circuit is capable of controlling the consumption of excess fuel in the upper zone 22A of the preheat zone 22. To further optimize fuel consumption, other nozzles 50 (not shown) may be provided in the lower zone of the first furnace portion 20, preferably in the lower zone 22B. preheating 22.

Например, можно предусмотреть вторую внутреннюю кромку, которая может быть аналогична внутренней кромке 23 верхней стенки, но расположен на нижней стенке. Сопла нижней полузоны 22B могут быть эффективно расположены на этой нижней внутренней кромке и обращены в сторону зоны предварительного нагрева 22. Наличие нижней внутренней кромки также позволяет дополнительно определить разделение между первой частью 20 печи 11 и второй частью 30.For example, a second inner edge may be provided, which may be similar to the inner edge 23 of the top wall, but located on the bottom wall. The lower half-zone nozzles 22B may be effectively positioned on this lower inner edge and face the preheating zone 22. The presence of the lower inner edge also allows the separation between the first portion 20 of the oven 11 and the second portion 30 to be further defined.

Предпочтительно, контрольное устройство сконфигурировано для измерения присутствия кислорода, а также, возможно, монооксида углерода CO во входной зоне 21. Для этого контрольное устройство может включать лазерный спектрометр 51, один или несколько кислородных зондов 52 для определения свободного кислорода и один или несколько зондов для отбора проб CO. Спектрометр 51 и зонд 52 для определения свободного кислорода предпочтительно располагаются во входной зоне 21.Preferably, the monitoring device is configured to measure the presence of oxygen, and possibly carbon monoxide CO, in the inlet zone 21. To do this, the monitoring device may include a laser spectrometer 51, one or more oxygen probes 52 for determining free oxygen, and one or more sampling probes CO samples The spectrometer 51 and the probe 52 for determining free oxygen are preferably located in the inlet zone 21.

Печь 10 также предпочтительно включает датчики кислорода, способные контролировать наличие и концентрацию кислорода внутри печи 11. Предпочтительно, печь включает в себя по крайней мере один датчик в каждой из зон входа 21, предварительного нагрева 22, нагрева 31 и выравнивания 32.The oven 10 also preferably includes oxygen sensors capable of monitoring the presence and concentration of oxygen within the oven 11. Preferably, the oven includes at least one sensor in each of the inlet 21, preheat 22, heat 31, and equalization zones 32.

Преимущественно, датчики сконфигурированы для непрерывного контроля присутствия кислорода. Более предпочтительно, они относятся к оптическому типу, например, к лазерному.Advantageously, the sensors are configured to continuously monitor the presence of oxygen. More preferably, they are of the optical type, such as laser.

Предпочтительно, печь 11 также включает в себя систему вытяжки дыма, сконфигурированную для отвода дыма изнутри печи 11 наружу. Более предпочтительно, система вытяжки дыма, которая известна и поэтому не описывается далее в настоящей заявке, расположена в первой части 20 печи 11.Preferably, the oven 11 also includes a smoke exhaust system configured to exhaust smoke from inside the oven 11 to the outside. More preferably, a smoke exhaust system, which is known and therefore not described further herein, is located in the first part 20 of the furnace 11.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, устройство 10 может также включать множество зондов 70, соединенных с печью 11 для обнаружения присутствия и/или концентрации в ней других химических соединений, таких как, например, монооксид углерода CO, диоксид углерода CO2, водород H2 и/или метан CH4.According to some embodiments of the invention, the device 10 may also include a plurality of probes 70 coupled to the furnace 11 to detect the presence and/or concentration of other chemical compounds therein, such as, for example, carbon monoxide CO, carbon dioxide CO 2 , hydrogen H 2 and /or methane CH 4 .

В показанном примере устройство 10 включает четыре зонда 70 в каждой из зон предварительного нагрева 22, нагрева 31 и выравнивания 32 печи 11. Предпочтительно, зонды 70 размещены в боковых стенках 114, 115 печи 11 (фиг. 2 и 4). Более предпочтительно, они размещены попарно, причем два компонента одной пары размещены в одной соответствующей боковой стенке 114, 115 и обращены друг к другу.In the example shown, apparatus 10 includes four probes 70 in each of the preheating 22, heating 31, and leveling zones 32 of the oven 11. Preferably, the probes 70 are located in the side walls 114, 115 of the oven 11 (FIGS. 2 and 4). More preferably, they are arranged in pairs, with two components of one pair located in one respective side wall 114, 115 and facing each other.

Еще более предпочтительно, две пары каждой из зон предварительного нагрева 21, нагрева 31 и выравнивания 32 расположены одна над другой, то есть выровнены по вертикали. Например, в зонах нагрева 31 и выравнивания 32 может быть предусмотрено, чтобы одна пара зондов 70 располагалась в верхней полузоне 31A, 32A, а другая - в нижней полузоне 31B, 32B.Even more preferably, two pairs of each of preheating zones 21, heating 31 and leveling 32 are located one above the other, that is, vertically aligned. For example, in the heating zones 31 and leveling 32, it may be provided that one pair of probes 70 is located in the upper half zone 31A, 32A, and the other in the lower half zone 31B, 32B.

Печь 10 также предпочтительно включает в себя термометры, расположенные в различных зонах печи для определения температуры в соответствии с ними.The oven 10 also preferably includes thermometers located in various areas of the oven to determine the temperature accordingly.

Согласно некоторым вариантам осуществления, печь 11 также оснащена лазерными датчиками, расположенными таким образом, чтобы можно было контролировать прямолинейность биллетов 100 и состояние их продвижения в печи.According to some embodiments, the oven 11 is also equipped with laser sensors positioned so that the straightness of the billets 100 and their progress status in the oven can be monitored.

Следует отметить, что все указанные выше датчики эффективно подключать к печи, не предусматривая отверстий в ее стенках или обеспечивая их соответствующее уплотнение, чтобы максимально ограничить риск попадания воздуха внутрь печи.It should be noted that all of the above sensors can be effectively connected to the oven without making holes in its walls or ensuring they are properly sealed in order to minimize the risk of air getting inside the oven.

Преимущественно, аппарат 10 также включает в себя ряд мер, направленных на улучшение газового уплотнения, чтобы предотвратить потерю топлива и/или горючего, но также и прежде всего попадание нежелательного воздуха в печь. Таким образом, можно с большей точностью регулировать состав атмосферы внутри различных зон 21, 22, 31, 32 печи 11. Эти меры по существу присутствуют во всех зонах печи 11, которые отделяют внутренний объем печи 11 от внешнего, особенно в отношении самой горячей части печи, то есть второй части 30. Например, печь 11 может включать в себя двери с улучшенным уплотнением.Advantageously, the apparatus 10 also includes a number of measures aimed at improving the gas seal in order to prevent loss of fuel and/or fuel, but also and especially the entry of unwanted air into the furnace. In this way, it is possible to regulate the composition of the atmosphere within the various zones 21, 22, 31, 32 of the furnace 11 with greater precision. These measures are essentially present in all zones of the furnace 11 that separate the internal volume of the furnace 11 from the external, especially in relation to the hottest part of the furnace , that is, the second part 30. For example, the oven 11 may include doors with improved sealing.

В примере, показанном на фиг. 2 и 3, загрузочная станция 12 расположена снаружи входной торцевой стенки 112. Загрузочная станция 12, в свою очередь, включает в себя множество конвейерных устройств 120, каждое из которых состоит из ролика 121, расположенного внутри печи 11, и соответствующего двигателя 122, расположенного снаружи печи. Ролик 121 и двигатель 122 соединены посредством вала 123, который проходит через соответствующее сквозное отверстие 124, выполненное в торцевой стенке 112 печи 11 (фиг. 2a).In the example shown in FIG. 2 and 3, a loading station 12 is located outside the inlet end wall 112. The loading station 12, in turn, includes a plurality of conveyor devices 120, each of which consists of a roller 121 located inside the oven 11 and a corresponding motor 122 located outside ovens. The roller 121 and the motor 122 are connected by a shaft 123, which passes through a corresponding through hole 124 made in the end wall 112 of the furnace 11 (Fig. 2a).

Аналогично, станция разгрузки 13 расположена снаружи выходной торцевой стенки 113 и включает в себя конвейерные устройства 130, предусмотренные для транспортировки биллетов 100 из печи 11, и передаточные устройства 140 для передачи биллетов 100 с плоскости подачи P на конвейерные устройства 130.Likewise, the unloading station 13 is located outside the exit end wall 113 and includes conveyor devices 130 provided for transporting the tickets 100 from the oven 11, and transfer devices 140 for transferring the tickets 100 from the feed plane P to the conveyor devices 130.

Конвейерные устройства 130 (фиг. 5 и 6) аналогичны конвейерным устройствам 120 загрузочной станции 12 и состоят из ролика 131, размещенного во время использования внутри печи 11, и двигателя 132 для его привода, причем ролик 131 и двигатель 132 взаимно соединены посредством вала 133, вращающегося внутри неподвижной втулки 133а. Втулка 133а проходит через сквозное отверстие, выполненное в выходной торцевой стенке 113, так что двигатель 132 остается снаружи печи 11.The conveyor devices 130 (FIGS. 5 and 6) are similar to the conveyor devices 120 of the loading station 12 and consist of a roller 131 located within the oven 11 during use, and a motor 132 for driving it, the roller 131 and the motor 132 being mutually connected by a shaft 133, rotating inside a fixed bushing 133a. The sleeve 133a passes through a through hole formed in the outlet end wall 113 so that the motor 132 remains outside the furnace 11.

Каждое конвейерное устройство 130 разгрузочной станции 13 снабжено уплотнительным устройством 134, расположенным вокруг рукава 133a и размещенным во время использования вне печи. Уплотнительное устройство 134 включает в себя крепежную манжету 135, прикрепленную вокруг рукава 133а и сконфигурированную для крепления в сквозном отверстии выходной торцевой стенки 113 печи 11 таким образом, чтобы герметично закрыть его. Крепежная манжета 135 обеспечивает внутреннюю камеру 136, в которой присутствует вода в качестве изолирующего вещества. Следует отметить, что внутренняя камера 136 имеет диаметр меньше, чем диаметр крепежной манжеты 135, и сконфигурирована для вставки внутрь сквозного отверстия выходной торцевой стенки 113.Each conveyor device 130 of the unloading station 13 is provided with a sealing device 134 located around the sleeve 133a and located outside the oven during use. The sealing device 134 includes a fastening collar 135 attached around the sleeve 133a and configured to be secured in a through hole of the outlet end wall 113 of the furnace 11 so as to seal it. The fastening collar 135 provides an inner chamber 136 in which water is present as an insulating agent. It should be noted that the inner chamber 136 has a diameter smaller than the diameter of the fastening collar 135 and is configured to be inserted within the through hole of the outlet end wall 113.

Конвейерное устройство 130 также включает опорное кольцо 137, расположенное между крепежным кольцом 135 и двигателем 132 и снабженное парой уплотнений 137a, например, из резины или подобного материала. Между крепежным кольцом 135 и опорным кольцом 137 имеется сильфонная втулка 138, расположенная вокруг втулки 133а и удаленная от нее таким образом, чтобы образовать цилиндрическую камеру 138а. Цилиндрическая камера 138а, герметично закрытая как со стороны крепежного кольца 135, так и со стороны опорного кольца 137, соединена с отверстием 139, через которое подается инертный газ, например, азот или аргон. Цилиндрическая камера 138a, которая простирается до крепежного кольца 135, позволяет улучшить герметичность в соответствии с крепежным кольцом 135, восполняя любые потери герметичности в месте соединения между крепежным кольцом 135 и втулкой 133a.The conveyor device 130 also includes a support ring 137 positioned between the mounting ring 135 and the motor 132 and provided with a pair of seals 137a, such as rubber or the like. Between the fastening ring 135 and the support ring 137 there is a bellows sleeve 138 located around and spaced from the sleeve 133a so as to form a cylindrical chamber 138a. A cylindrical chamber 138a, sealed at both the fastening ring 135 and the support ring 137, is connected to an opening 139 through which an inert gas, such as nitrogen or argon, is supplied. The cylindrical chamber 138a, which extends to the fastening ring 135, allows for improved sealing in accordance with the fastening ring 135, making up for any loss of sealing at the junction between the fastening ring 135 and the sleeve 133a.

В показанном примере конвейерные устройства 120 зоны загрузки не снабжены таким же уплотнительным устройством, описанным выше, но очевидно, что они могут быть снабжены, для преимущества оптимизированного контроля количества воздуха также внутри первой части 20 печи 11.In the example shown, the feeding zone conveyor devices 120 are not provided with the same sealing device described above, but it is obvious that they can be provided, in order to benefit from optimized control of the amount of air also inside the first part 20 of the oven 11.

Разгрузочная станция 13 также включает пару передаточных устройств 140 (фиг. 7), каждое из которых состоит из двух передаточных элементов 141, сконфигурированных для вставки внутрь печи 11 и перемещения биллетов 100. Передаточные элементы 141 выполнены в виде рычагов, снабженных соответствующим посадочным местом 141a для участка биллета 100 (фиг. 7 и 8) и интегрированных с соответствующими опорами 141b, перпендикулярными им (фиг. 8 и 9). В частности, в неактивном положении (фиг. 8) кронштейн 141 ориентирован горизонтально, а опора 141b ориентирована вертикально вниз.The unloading station 13 also includes a pair of transfer devices 140 (FIG. 7), each of which consists of two transfer elements 141 configured to insert into the oven 11 and move the tickets 100. The transfer elements 141 are designed as levers provided with a corresponding seat 141a for section of the billet 100 (FIGS. 7 and 8) and integrated with corresponding supports 141b perpendicular to them (FIGS. 8 and 9). Specifically, in the inactive position (FIG. 8), the bracket 141 is oriented horizontally and the support 141b is oriented vertically downward.

Каждый передаточный элемент 141 заключен в соответствующую герметично закрытую содержащую коробку 142, имеющую концевое отверстие 142a для прохода кронштейна 141 и нижнее отверстие 142b для прохода опоры 141b. Торцевое отверстие 142a предназначено для прикрепления к выходной торцевой стенке 113 печи 11, что определяет ее герметичное закрытие. Нижнее отверстие 142b, с другой стороны, оставлено открытым и имеет удлиненную форму в продольном направлении относительно вмещающей коробки 142, чтобы обеспечить перемещение опоры 141b вперед и назад, и ограничено четырьмя стенками 142c, которые простираются вертикально внутри вмещающей коробки 142 (фиг. 8 и 9).Each transfer element 141 is enclosed in a corresponding hermetically sealed containing box 142 having an end opening 142a for passage of the bracket 141 and a bottom opening 142b for passage of the support 141b. The end opening 142a is designed to be attached to the outlet end wall 113 of the furnace 11, thereby sealing it tightly. The lower opening 142b, on the other hand, is left open and has an elongated shape in the longitudinal direction relative to the containing box 142 to allow the support 141b to move back and forth, and is limited by four walls 142c that extend vertically inside the containing box 142 (FIGS. 8 and 9). ).

Передаточный механизм 141 также включает в себя зажимной картер 143, прикрепленный к опоре 141b, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда и заключенный в содержащую коробку 142. В частности, зажимной картер 143 полностью открыт со своей нижней стороны и расположен вокруг четырех стенок 142c, ограничивающих нижнее отверстие 142b вмещающий бокс 142.The transmission mechanism 141 also includes a clamp housing 143 attached to a cuboid-shaped support 141b and enclosed within a containing box 142. Specifically, the clamp housing 143 is completely open on its lower side and is located around four walls 142c defining a lower opening 142b holding box 142.

Вмещающий бокс 142 частично заполнен жидкой водой, на уровне в любом случае ниже, чем высота стенок 142c, ограничивающих нижнее отверстие 142b, но достаточно высоко, чтобы нижний край зажимного картера 143 всегда был погружен, независимо от его положения, например, неактивного положения (фиг. 8), в котором рычаг 141 не поднят, или положения подъема (фиг. 9), в котором рычаг продвигается так, что его конец находится внутри печи 11 и поднимается. Оставшаяся часть внутренней части вмещающего бокса 142 заполнена инертным газом, таким как азот или аргон.The containment box 142 is partially filled with liquid water, at a level in any case lower than the height of the walls 142c defining the lower opening 142b, but high enough so that the lower edge of the clamp housing 143 is always submerged, regardless of its position, for example, the inactive position (Fig. 8), in which the lever 141 is not raised, or the lifting position (Fig. 9), in which the lever is advanced so that its end is inside the furnace 11 and is raised. The remainder of the interior of the containment box 142 is filled with an inert gas such as nitrogen or argon.

Комбинация стенок 142c, зажимного картера 143 и уровня воды внутри вмещающего бокса 142 позволяет блокировать воздух, который проходит через нижнее отверстие 142b в зажимном картере 143. Кроме того, если бы воздух проходил между нижним краем картера 143 и водным объектом, он был бы заблокирован инертным газом, заполняющим остальную часть вмещающего бокса 142.The combination of the walls 142c, the clamp housing 143, and the water level inside the containment box 142 allows air that passes through the lower opening 142b in the clamp housing 143 to be blocked. Additionally, if air were to pass between the bottom edge of the housing 143 and the water body, it would be blocked by the inert gas filling the remainder of the containing box 142.

На фиг. 10 и 11 показано выпускное отверстие 150 печи 11, через которое выгружаются нагретые биллеты 100. Разгрузочное отверстие 150 эффективно расположено на конце боковой стенки 114 печи 11, в непосредственной близости от выходного конца 113.In fig. 10 and 11 show an outlet 150 of the oven 11 through which heated billets 100 are discharged. The outlet 150 is effectively located at the end of the side wall 114 of the oven 11, in close proximity to the outlet end 113.

Разгрузочное отверстие 150 снабжено закрывающейся дверцей 151, которая может приводиться в движение между положением закрытия, в котором она находится в контакте с разгрузочным отверстием 150, чтобы герметично закрыть его (фиг. 11), и положением открытия, в котором она удалена от разгрузочного отверстия 150 (фиг. 10). Разгрузочное отверстие 150 окружено уплотнительным устройством 152, которое включает сальник 153, расположенный на внешней поверхности разгрузочного отверстия 150 так, чтобы входить в контакт с закрывающей дверцей 151, когда она находится в положении закрытия. Таким образом, создается первое уплотнение, препятствующее прохождению воздуха.The discharge opening 150 is provided with a closing door 151 that can be driven between a closed position in which it is in contact with the discharge opening 150 to seal it (FIG. 11) and an open position in which it is removed from the discharge opening 150 (Fig. 10). The discharge opening 150 is surrounded by a sealing device 152, which includes a seal 153 located on the outer surface of the discharge opening 150 so as to engage the closing door 151 when it is in the closed position. This creates a first seal that prevents the passage of air.

Уплотнительное устройство 152 также включает в себя первую внутреннюю камеру 154, расположенную за упаковкой и выходящую за ее пределы по отношению к выпускному отверстию 150. Первая внутренняя камера 154 заполнена водой в качестве уплотняющей жидкости. Также предусмотрена пара боковых камер 155, расположенных непосредственно по бокам от выпускного отверстия 150, между ним и первой внутренней камерой 154 (фиг. 11). Эти боковые камеры 155 предназначены для заполнения инертным газом, таким как азот или аргон, и каждая из них имеет соответствующее вертикальное линейное отверстие 156, ориентированное в сторону разгрузочного отверстия 150 таким образом, чтобы выдувать инертный газ в сторону разгрузочного отверстия 150, создавая тем самым барьер из инертного газа для предотвращения проникновения воздуха, когда закрывающаяся дверца 151 находится в положении открытия. Таким образом, камеры 155 действуют как барьерные средства.The sealing device 152 also includes a first inner chamber 154 located behind and extending beyond the package with respect to the outlet 150. The first inner chamber 154 is filled with water as a sealing fluid. There is also a pair of side chambers 155 located immediately on each side of the outlet 150, between it and the first inner chamber 154 (Fig. 11). These side chambers 155 are designed to be filled with an inert gas, such as nitrogen or argon, and each has a corresponding vertical linear opening 156 oriented towards the discharge opening 150 so as to blow the inert gas towards the relief opening 150, thereby creating a barrier of inert gas to prevent air from entering when the closing door 151 is in the opening position. Thus, the chambers 155 act as barrier means.

В предпочтительном решении другой элемент, улучшающий герметичность печи 11, выполнен в верхней стенке 116, которая состоит из множества модулей 116а, ориентированных поперечно относительно печи 11 и собранных последовательно с помощью стяжек 160, соединенных друг с другом с помощью соединительных пластин 161. На фиг. 12 показана деталь сборки модуля 116а к поперечной и продольной балке 118 верхней стенки 116. Используемая пластина согнута в L-образную форму таким образом, чтобы быть прикрепленной как к балке 118, в соответствии с ее боковой поверхностью, так и к модулю 116a, с помощью тяги 160, соответствующей его верхней поверхности.In a preferred solution, another element that improves the sealing of the furnace 11 is provided in the upper wall 116, which consists of a plurality of modules 116a oriented transversely relative to the furnace 11 and assembled in series using ties 160, connected to each other using connecting plates 161. FIG. 12 shows the assembly detail of the module 116a to the transverse and longitudinal beam 118 of the top wall 116. The plate used is bent into an L-shape so as to be attached to both the beam 118, in accordance with its side surface, and to the module 116a, by means of thrust 160 corresponding to its upper surface.

Для герметичного закрытия этой зоны, в которой между краем модуля и пластиной 161 образованы отверстия, например, предусмотрено вставить внутренний закрывающий элемент 162, снабженный кромкой 163, выступающей перпендикулярно и имеющей конфигурацию для герметичного размещения в пространстве между краем модуля 116a и пластиной 161. В дополнение к внутреннему закрывающему элементу 162 также предусмотрена набивка 164 плоской формы, преимущественно изготовленная из волокна.To seal this area in which openings are formed between the edge of the module and the plate 161, for example, an internal closure member 162 provided with an edge 163 extending perpendicularly and configured to be sealed in the space between the edge of the module 116a and the plate 161 is provided. In addition The inner cover 162 is also provided with a flat-shaped padding 164, preferably made of fibre.

Аналогично, в соответствии с поперечными стыками между двумя последовательными модулями 116a (фиг. 13), между двумя модулями вставляется Т-образный внутренний закрывающий элемент 162, т.е. имеющий две боковые кромки 163, и две набивки 164a из волокна, одна из которых крепится к нижним поверхностям двух последовательных модулей 116a, а другая зажимается между внутренним закрывающим элементом 162 и пластиной 161, расположенной над пространством между двумя модулями 116a. Эта пластина 160 центрирована относительно пространства таким образом, чтобы частично перекрывать оба модуля 116а, так что она может быть прикреплена к ним обоим посредством соответствующих стяжных шпилек 160 (фиг. 13).Likewise, corresponding to the transverse joints between two successive modules 116a (FIG. 13), a T-shaped inner cover 162 is inserted between the two modules, i.e. having two side edges 163, and two fiber packings 164a, one of which is attached to the bottom surfaces of two successive modules 116a, and the other is clamped between the inner cover element 162 and a plate 161 located above the space between the two modules 116a. This plate 160 is spatially centered so as to partially overlap both modules 116a so that it can be secured to both of them by means of respective tie rods 160 (FIG. 13).

Следует отметить, что верхняя стенка 116 имеет две боковые набивки 164 и столько же внутренних закрывающих элементов 162, которые проходят вдоль соответствующей боковой балки 118, а также множество поперечных набивок 164 и столько же боковых закрывающих элементов 162, расположенных в соответствии со стыками между двумя последовательными модулями 116a. Таким образом, закрываются все проемы между модулями и боковыми балками.It should be noted that the top wall 116 has two side pads 164 and the same number of internal cover elements 162, which extend along the corresponding side beam 118, as well as a plurality of transverse pads 164 and the same number of side cover elements 162 located in accordance with the joints between two consecutive modules 116a. Thus, all openings between the modules and the side beams are closed.

Наконец, для улучшения уплотнения в соответствии с нижней стенкой 117, уплотнительные элементы были вставлены в воронки 170, которые собирают окалину и которые представляют собой основную точку доступа воздуха в этой зоне печи 11.Finally, to improve the seal against the bottom wall 117, sealing elements have been inserted into the dross collection funnels 170, which constitute the main air access point in this area of the furnace 11.

Такие воронки 170 включают нижний канал 171, имеющий по существу цилиндрическую форму, который может быть выборочно закрыт закрывающим элементом 172, подвижным между положением, в котором нижний канал 171 открыт, и положением, в котором нижний канал 171 закрыт (фиг. 14 и 15).Such funnels 170 include a lower channel 171 having a substantially cylindrical shape, which can be selectively closed by a closing member 172 movable between a position in which the lower channel 171 is open and a position in which the lower channel 171 is closed (FIGS. 14 and 15). .

Каждая воронка 170 состоит из пластины 173, прикрепленной к нижнему отверстию нижнего канала 171, и уплотнительного элемента 174, который закрывает стык между нижним каналом 171 и пластиной 173, чтобы предотвратить прохождение воздуха в этой зоне. В частности, уплотнительный элемент 174 состоит из кольцевого сальника 175 с прямоугольным сечением, которая опирается на пластину 172, и закрывающего кольца 176, прикрепленного снаружи нижнего канала 171 в соответствии с его нижним краем (фиг. 15). Это закрывающее кольцо 176 имеет перевернутую L-образную форму, причем его вертикальная часть расположена снаружи сальника по отношению к нижнему каналу 171. Закрывающее кольцо 176 также снабжено внутренним элементом 177, прикрепленным к внешней стенке нижнего канала 171 и простирающимся горизонтально, чтобы прижиматься к внутренней поверхности кольцевого сальника 175 для обеспечения уплотнения между закрывающим кольцом 176 и сальником 173.Each funnel 170 consists of a plate 173 attached to the bottom opening of the bottom channel 171 and a sealing member 174 that seals the joint between the bottom channel 171 and the plate 173 to prevent air from passing through that area. In particular, the sealing element 174 consists of a rectangular cross-section seal ring 175 that rests on the plate 172, and a cover ring 176 attached to the outside of the lower channel 171 in accordance with its lower edge (Fig. 15). This closure ring 176 has an inverted L-shape with its vertical portion located outside the gland with respect to the lower bore 171. The closure ring 176 is also provided with an inner member 177 attached to the outer wall of the lower bore 171 and extending horizontally to press against the inner surface O-ring 175 to provide a seal between cover ring 176 and packing 173.

Описанная выше комбинация элементов позволяет контролировать количество воздуха внутри печи 11 с почти абсолютной точностью, поскольку предотвращается нежелательное и неконтролируемое поступление воздуха извне печи. Такой контроль воздуха позволяет гарантировать функциональность процесса и почти полностью предотвратить образование окалины на биллетах 100, благодаря точному контролю количества воздуха внутри печи. Поэтому можно подавать в печь обычный воздух так, чтобы кислород находился в субстехиометрическом количестве во второй части печи 11 без риска нежелательного дополнительного поступления воздуха.The combination of elements described above makes it possible to control the amount of air inside the furnace 11 with almost absolute precision, since unwanted and uncontrolled entry of air from outside the furnace is prevented. This air control makes it possible to guarantee the functionality of the process and almost completely prevent the formation of scale on the 100 billets, thanks to the precise control of the amount of air inside the furnace. It is therefore possible to supply normal air to the furnace so that oxygen is present in a substoichiometric amount in the second part of the furnace 11 without the risk of undesirable additional air supply.

Таким образом, обеспечивается удобство использования воздуха в качестве горючего и в то же время достигается точность контроля количества кислорода, присутствующего внутри печи 11.Thus, the convenience of using air as a fuel is ensured and at the same time precision control of the amount of oxygen present inside the furnace 11 is achieved.

Для управления всеми своими компонентами печь 10 включает централизованную систему управления (на чертежах не показана), которая получает результаты параметров, определяемых с помощью датчиков и зондов, и позволяет регулировать потоки топлива и горючего, подаваемых в печь 10.To control all of its components, the furnace 10 includes a centralized control system (not shown in the drawings), which receives the results of parameters determined using sensors and probes, and allows you to regulate the flow of fuel and fuel supplied to the furnace 10.

Режим работы описанного выше нагревательного устройства 10 следующий.The operating mode of the heating device 10 described above is as follows.

Биллеты 100 непрерывно подаются по прямолинейному пути подачи внутрь печи 10, предварительно доведенной до рабочего состояния, то есть с установкой рабочей температуры в различных зонах. Установка температуры осуществляется в зависимости от состава стали биллетов 100, а также от их размеров и регулируется таким образом, чтобы не перегревать поверхность биллетов.Billets 100 are continuously fed along a straight feed path into the oven 10, previously brought to operating condition, that is, with the operating temperature set in various zones. The temperature setting is carried out depending on the composition of the steel of the billets 100, as well as their sizes and is regulated so as not to overheat the surface of the billets.

Для обеспечения нагрева внутри печи 11 предусмотрена контролируемая подача топлива и горючего к горелкам 40, которые обеспечивают горение, генерируя таким образом желаемое тепло.To provide heating within the furnace 11, a controlled supply of fuel and fuel is provided to the burners 40, which provide combustion, thereby generating the desired heat.

Преимущественно, во второй части 30 печи, в которой температура T2 выше, чем в первой части 20, горючее и топливо подаются таким образом, что кислород находится в стехиометрическом и/или субстехиометрическом соотношении по отношению к топливу. Таким образом, во время горения потребляется весь кислород. При отсутствии кислорода во второй части 30 печи 10 предотвращается образование окалины на поверхности биллетов (что можно назвать "без окалины"), снижая ее по меньшей мере на 50% до пренебрежимо малых значений.Advantageously, in the second furnace part 30, in which the temperature T2 is higher than in the first part 20, fuel and fuel are supplied in such a way that oxygen is in a stoichiometric and/or substoichiometric ratio with respect to the fuel. Thus, during combustion all the oxygen is consumed. In the absence of oxygen in the second part 30 of the furnace 10, the formation of scale on the surface of the billets (which can be called "no scale") is prevented, reducing it by at least 50% to negligible values.

Можно предусмотреть дифференцированное регулирование подачи горючего в зоны печи 10, например, чтобы кислород находился в субстехиометрической пропорции в зоне выравнивания, и в субстехиометрической или стехиометрической пропорции в зоне нагрева.It is possible to provide differential control of the supply of fuel to the zones of the furnace 10, for example, so that oxygen is in a substoichiometric proportion in the equalization zone, and in a substoichiometric or stoichiometric proportion in the heating zone.

Подача горючего в субстехиометрической пропорции обеспечивает то, что часть топлива, находящегося во второй части 30, не сгорает. Эта остаточная часть топлива вместе с дымом от сгорания направляется в первую часть 20 печи 10, где расположена система отвода дыма.The supply of fuel in a substoichiometric proportion ensures that part of the fuel located in the second part 30 does not burn. This residual part of the fuel, together with the combustion smoke, is directed to the first part 20 of the furnace 10, where the smoke exhaust system is located.

Согласно некоторым вариантам осуществления, в первой части 20 печи 10 горючее и топливо подаются таким образом, чтобы иметь избыток кислорода. Этот избыток кислорода может подаваться с помощью контура дожигания.According to some embodiments, in the first portion 20 of the furnace 10, fuel and fuel are supplied so as to have an excess of oxygen. This excess oxygen can be supplied via an afterburning circuit.

Фактически, предусматривается впрыск с помощью контура дожигания необходимого горючего вещества в соответствии с первой частью 20, чтобы завершить сжигание несгоревшего топлива во второй части 30. Таким образом, остаточное топливо снабжается топливом, необходимым для завершения сгорания, предотвращая выброс несгоревших продуктов.In fact, the afterburning circuit is provided to inject the required combustible substance in accordance with the first part 20 to complete the combustion of the unburned fuel in the second part 30. Thus, the residual fuel is supplied with the fuel necessary to complete the combustion, preventing the emission of unburned products.

Чтобы обеспечить правильное распределение горючего внутри аппарата 10, наличие и концентрация кислорода постоянно контролируется с помощью лазерных датчиков кислорода 51.To ensure proper distribution of fuel inside the apparatus 10, the presence and concentration of oxygen is constantly monitored using laser oxygen sensors 51.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, внутри печи 11 предусмотрен газовоздушный контур управления, в котором расход топлива и горючего контролируется и регулируется, например, централизованной системой управления, для поддержания соотношения топлива и горючего на желаемом уровне в каждой из зон входа 21, предварительного нагрева 22, нагрева 31 и выравнивания 32.According to some embodiments of the invention, a gas-air control loop is provided within the furnace 11 in which the flow of fuel and fuel is monitored and regulated, for example, by a centralized control system, to maintain the ratio of fuel and fuel at a desired level in each of the zones of inlet 21, preheat 22, heating 31 and leveling 32.

В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, также предусмотрен постоянный контроль конечного качества нагрева, учитывая вариации в скорости продвижения стальных заготовок внутри печи 11. В частности, может быть обеспечен постоянный контроль концентрации горючего и топлива, а также температуры внутри различных зон 21, 22, 31, 32 печи 11. В случае, если параметры не соответствуют заранее заданному уровню качества стальных заготовок, можно вмешаться, соответствующим образом изменяя один или несколько таких параметров, и/или скорость продвижения стальных заготовок.In accordance with some embodiments of the invention, constant monitoring of the final quality of heating is also provided, taking into account variations in the speed of movement of steel billets within the furnace 11. In particular, constant monitoring of the concentration of fuel and fuel, as well as the temperature within the various zones 21, 22, can be ensured. 31, 32 furnace 11. In case the parameters do not correspond to the predetermined quality level of the steel billets, it is possible to intervene by appropriately changing one or more such parameters and/or the speed of advance of the steel billets.

Управление, как указано выше, осуществляется системой управления печи с помощью управляющего устройства 52.Control, as stated above, is carried out by the furnace control system using the control device 52.

В соответствии с другими вариантами осуществления изобретения, может быть предусмотрено, что система управления реализует функцию управления временем пребывания стальных заготовок внутри печи 11.In accordance with other embodiments of the invention, it may be provided that the control system implements the function of controlling the residence time of the steel workpieces inside the furnace 11.

Эта функция управления может быть реализована в двух различных режимах, которыми являются режим с переменным временем пребывания и режим с постоянным временем пребывания, который учитывает время простоя при продвижении стальных заготовок 100.This control function can be implemented in two different modes, which are a variable residence time mode and a constant residence time mode, which takes into account the idle time when advancing the steel workpieces 100.

Управление с переменным временем пребывания предусматривает, что печь 11 всегда полностью загружена, то есть, что все посадочные места 200 загружены соответствующей заготовкой 100 (как на фиг. 2).Variable residence time control ensures that the furnace 11 is always fully loaded, that is, that all seats 200 are loaded with the corresponding workpiece 100 (as in FIG. 2).

Когда происходят остановки в продвижении посадочных мест 200, стальные заготовки 100, находящиеся в печи 11, накапливают время пребывания в печи, в результате чего, при выгрузке из печи, общее время пребывания превышает оптимальное время пребывания, определенное проектом (имеется в виду оптимальное время на основе проектных расчетов).When stops occur in the progress of seats 200, the steel billets 100 located in the furnace 11 accumulate residence time in the furnace, with the result that, when unloading from the furnace, the total residence time exceeds the optimal residence time determined by the design (meaning the optimal time for based on design calculations).

Режим переменного времени пребывания соответствует уже известному в отрасли режиму управления.The variable residence time mode corresponds to the control mode already known in the industry.

Режим управления с постоянным временем пребывания направлен на то, чтобы время нагрева каждой заготовки было как можно более постоянным, независимо от среднечасовой производительности, и в то же время как можно более близким к оптимальному времени на основе проектного расчета.The constant residence time control mode aims to ensure that the heating time of each workpiece is as constant as possible, regardless of the average hourly productivity, and at the same time as close as possible to the optimal time based on the design calculation.

Поддержание времени нагрева предпочтительно достигается с помощью схемы загрузки, которая может обеспечить незагруженные посадочные места 200, то есть без стальной заготовки 100.Maintaining the heating time is preferably achieved using a loading pattern that can provide unloaded seats 200, that is, without the steel blank 100.

Как показано на фиг. 16A-D, схема загрузки посадочных мест 200 изменяется путем увеличения расстояния между заготовками, чередуя пустые посадочные места 200 с загруженными посадочными местами 200. Схема загрузки может быть адаптирована на основе характеристик получаемой заготовки 100.As shown in FIG. 16A-D, the loading pattern of the seats 200 is varied by increasing the distance between the workpieces, alternating empty seats 200 with loaded seats 200. The loading pattern can be adapted based on the characteristics of the resulting workpiece 100.

В отношении полной загрузки печи 11 можно выделить классы загрузки, которые соответствуют соответствующим процентам загрузки посадочных мест 200, в соответствии с характеристиками конечного продукта.With regard to the total loading of the furnace 11, loading classes can be distinguished that correspond to corresponding loading percentages of the seats 200, in accordance with the characteristics of the final product.

На фиг. 16А показан класс загрузки 50%, при котором только половина посадочных мест 200 загружена заготовками 100. В этом случае предусмотрено чередование загруженного посадочного места 200 с пустым посадочным местом 200.In fig. 16A shows a 50% load class where only half of the seats 200 are loaded with workpieces 100. In this case, the loaded seat 200 is alternated with an empty seat 200.

Также может быть предусмотрен класс загрузки 66%, показанный на фиг. 16B, при котором два загруженных места 200 чередуются с одним пустым местом 200. Эта схема повторяется по мере продвижения посадочных мест 200.A 66% load class as shown in FIG. 1 may also be provided. 16B, in which two loaded seats 200 alternate with one empty seat 200. This pattern is repeated as seats 200 advance.

Еще один класс загрузки, показанный на фиг. 16C, обеспечивает загрузку на уровне 70%. Этот класс загрузки может быть достигнут путем чередования в цикле десяти мест 200, двух загруженных мест 200, одного пустого места 200, двух загруженных мест 200, одного пустого места 200, трех загруженных мест 200 и, наконец, одного пустого места 200. Другими словами, два места 200 из трех, два места 200 из трех и три места 200 из четырех загружены, завершая цикл из десяти мест 200.Another load class shown in FIG. 16C, ensures loading at 70%. This load class can be achieved by cycling through ten 200 locations, two loaded 200 locations, one empty 200 location, two loaded 200 locations, one empty 200 location, three loaded 200 locations, and finally one empty 200 location. In other words, two 200 seats from three, two 200 seats from three and three 200 seats from four are loaded, completing the cycle of ten 200 seats.

На фиг. 16D показан четвертый класс загрузки, который предусматривает загрузку 90% посадочных мест 200. Схема загрузки предусматривает загрузку девяти последовательных мест 200 и оставление одного пустым.In fig. 16D shows a fourth loading class that involves loading 90% of seats 200. The loading pattern involves loading nine consecutive seats 200 and leaving one empty.

В соответствии с другими вариантами реализации, также может быть предусмотрено рассмотрение запрограммированных пауз в прокатке. Этими паузами в прокатке можно управлять таким образом, чтобы не увеличивать время пребывания заготовок 100 в печи, например, предвидя прерывание загрузки, зная ожидаемое время простоя.In accordance with other embodiments, consideration of programmed pauses in rolling may also be provided. These rolling pauses can be controlled so as not to increase the residence time of the billets 100 in the furnace, for example by anticipating a loading interruption, knowing the expected downtime.

Время простоя определяет, в зависимости от скорости работы загрузки, которая будет обрабатываться в конце запрограммированной паузы в прокатке, количество мест 200, которые должны оставаться пустыми, чтобы функционирование печи 11 оставалось постоянным в течение всего времени паузы.The idle time determines, depending on the operating speed of the load that will be processed at the end of the programmed rolling pause, the number of places 200 that must remain empty so that the operation of the furnace 11 remains constant during the entire pause time.

Однако мы хотим отметить, что эти пустоты, образовавшиеся при загрузке, приведут к такому же количеству пустот при выгрузке, и поэтому не будет заготовок 100, готовых к прокатке. Это позволяет провести необходимые работы по замене цилиндров на прокатном стане без изменения времени пребывания заготовок 100 в печи.However, we want to point out that these voids created during loading will result in the same amount of voids during unloading, and therefore there will be no blanks 100 ready for rolling. This makes it possible to carry out the necessary work to replace cylinders at the rolling mill without changing the residence time of the workpieces 100 in the furnace.

Количество мест 200, которые должны остаться пустыми, можно суммировать по следующей формуле: (n° пустых посадочных мест) = (время простоя) / (темп загрузки шихты в печь в конце паузы). Время простоя и темп загрузки шихты в конце паузы являются информацией, которая должна быть известна для правильного управления печью 10.The number of 200 seats that must remain empty can be summed up using the following formula: (n° empty seats) = (idle time) / (rate of charge loading into the furnace at the end of the pause). The idle time and the charge loading rate at the end of the pause are information that must be known for proper control of the furnace 10.

Понятно, что в описанные ранее способ и устройство 10 могут быть внесены изменения и/или дополнения частей или этапов, не выходя за пределы области и объема настоящего изобретения, как определено в формуле изобретения.It is understood that changes and/or additions to parts or steps may be made to the previously described method and apparatus 10 without departing from the scope and scope of the present invention as defined in the claims.

В нижеследующей формуле изобретения ссылки в скобках предназначены только для облегчения чтения: они не должны рассматриваться как ограничивающие факторы в отношении области защиты, заявленной в конкретных пунктах формулы.In the following claims, parenthetical references are intended to facilitate reading only: they are not to be construed as limiting factors with respect to the scope of protection claimed in specific claims.

Claims (16)

1. Аппарат (10) для нагрева стальных изделий (100), включающий печь прямого нагрева облучением, имеющую внутри тракт для подачи стальных изделий (100), который простирается между входным концом (110) и выходным концом (111) стальных изделий (100), входное отверстие в соответствии с указанным входным концом (110) для обеспечения входа указанных стальных изделий (100) в указанную печь (11) и выходное отверстие (150) в соответствии с указанным выходным концом (111) для обеспечения выхода указанных стальных изделий (110) из указанной печи (11), средства для подачи топлива, средства для подачи горючего, включающего кислород, и горелки (40, 41), способные управлять горением топлива и горючего, отличающийся тем, что указанные средства для подачи горючего и указанные средства для подачи топлива сконфигурированы для подачи горючего и топлива таким образом, что кислород находится в субстехиометрической или стехиометрической пропорции по отношению к топливу по меньшей мере в одной части указанного аппарата (10), и в том, что указанное выходное отверстие (150) снабжено уплотнительным устройством (152), включающим сальник (153), сконфигурированный для взаимодействия с закрывающейся дверцей (151) указанного выходного отверстия (150), и средства (155) барьера для инертного газа, сконфигурированные для предотвращения проникновения воздуха в указанную печь (11).1. An apparatus (10) for heating steel products (100), including a direct irradiation heating furnace having inside a path for supplying steel products (100) that extends between an inlet end (110) and an outlet end (111) of the steel products (100) , an inlet hole in accordance with said inlet end (110) to allow said steel products (100) to enter said furnace (11), and an outlet hole (150) in accordance with said outlet end (111) to allow said steel products to exit (110 ) from said furnace (11), means for supplying fuel, means for supplying fuel including oxygen, and burners (40, 41) capable of controlling the combustion of fuel and fuel, characterized in that said means for supplying fuel and said means for supplying fuels are configured to supply fuel and fuel such that oxygen is in a substoichiometric or stoichiometric proportion with respect to the fuel in at least one part of said apparatus (10), and that said outlet (150) is provided with a sealing device (152 ) including a seal (153) configured to cooperate with a closing door (151) of said outlet (150), and inert gas barrier means (155) configured to prevent air from entering said oven (11). 2. Аппарат (10) по п. 1, отличающийся тем, что указанные средства (155) для защиты от инертного газа включают по меньшей мере одну камеру (155), ограниченную краем указанного выходного отверстия (150), и тем, что она включает по меньшей мере одно отверстие для подачи указанного инертного газа к указанному выходному отверстию (150).2. Apparatus (10) according to claim 1, characterized in that said means (155) for protection against inert gas include at least one chamber (155) defined by the edge of said outlet opening (150), and in that it includes at least one hole for supplying said inert gas to said outlet (150). 3. Аппарат (10) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанное уплотнительное устройство (152) также включает средства (154) для изолирования воды, расположенные вокруг указанного выходного отверстия (150).3. Apparatus (10) according to claim 1 or 2, characterized in that said sealing device (152) also includes means (154) for isolating water located around said outlet opening (150). 4. Аппарат (10) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он включает станцию разгрузки (12), расположенную снаружи печи (11) в соответствии с указанным выходным концом (111), и тем, что эта станция разгрузки (12) включает одно или несколько конвейерных устройств (130), частично вставленных внутрь печи (11) для транспортировки стальных изделий (100) через указанное выходное отверстие (150), и в том, что указанные одно или более конвейерных устройств (130) каждое снабжено соответствующим уплотнительным устройством (134), включающим средства изолирования воды (136) и средства защиты от инертного газа (138, 139), и расположенным в соответствии со сквозным отверстием торцевой стенки (113) указанной печи (11).4. Apparatus (10) according to any of the previous paragraphs, characterized in that it includes an unloading station (12) located outside the furnace (11) in accordance with the specified outlet end (111), and in that this unloading station (12) includes one or more conveyor devices (130) partially inserted inside the furnace (11) for transporting steel products (100) through said outlet opening (150), and in that said one or more conveyor devices (130) are each provided with a corresponding sealing a device (134), including means for isolating water (136) and means for protecting against inert gas (138, 139), and located in accordance with the through hole of the end wall (113) of the specified furnace (11). 5. Аппарат (10) по п. 4, отличающийся тем, что упомянутые средства изолирования воды (136) вставлены внутрь упомянутого сквозного отверстия и сконфигурированы для его герметичного закрытия, и тем, что упомянутые средства защиты от инертного газа (138, 139) расположены непосредственно снаружи упомянутого сквозного отверстия и соосны с упомянутыми средствами изолирования воды (136).5. Apparatus (10) according to claim 4, characterized in that said water isolating means (136) is inserted inside said through hole and configured to seal it, and in that said inert gas protection means (138, 139) are located immediately outside said through hole and coaxial with said water isolating means (136). 6. Аппарат (10) по п. 4 или 5, отличающийся тем, что указанная разгрузочная станция (12) включает одно или более передаточных устройств (140) для передачи указанных стальных изделий (100) с указанного пути подачи на указанные конвейерные устройства (130), и тем, что из указанных передаточных устройств (140) каждое включает по меньшей мере один передаточный элемент (141), расположенный подвижно внутри вмещающего бокса (142) и частично вставленный внутрь указанной печи (11), указанный бокс (142) непосредственно соединен с указанной печью (11) и заполнен жидкой водой и инертным газом для предотвращения проникновения воздуха внутрь указанной печи (11) и находится в воздушном сообщении с внутренней частью указанной печи (11), чтобы позволить указанному передаточному элементу (141) войти в указанную печь (11).6. Apparatus (10) according to claim 4 or 5, characterized in that said unloading station (12) includes one or more transfer devices (140) for transferring said steel products (100) from said supply path to said conveyor devices (130 ), and in that each of said transfer devices (140) includes at least one transfer element (141) movably located inside a containing box (142) and partially inserted inside said oven (11), said box (142) is directly connected with said furnace (11) and filled with liquid water and inert gas to prevent air from entering into said furnace (11) and in air communication with the interior of said furnace (11) to allow said transmission element (141) to enter said furnace ( eleven). 7. Аппарат (10) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что печь (11) включает верхнюю стенку (116), образованную множеством модулей (116a), соединенных друг с другом посредством пластин (161), соединенных с каждым из двух последовательных модулей (116a) посредством стяжных шпилек (160), и тем, что она включает внутренний закрывающий элемент (162) в каждом полом пространстве между двумя последовательными модулями (116a), чтобы герметично закрыть полые пространства.7. Apparatus (10) according to any of the previous paragraphs, characterized in that the oven (11) includes an upper wall (116) formed by a plurality of modules (116a) connected to each other by means of plates (161) connected to each of two consecutive modules (116a) by means of tie rods (160), and in that it includes an internal closing element (162) in each hollow space between two successive modules (116a) to seal the hollow spaces. 8. Аппарат (10) по п. 7, отличающийся тем, что верхняя стенка (116) также включает в себя множество лентообразных набивок (164), каждая из которых расположена между внутренним закрывающим элементом (162) и одной или несколькими соответствующими пластинами (161).8. Apparatus (10) according to claim 7, characterized in that the upper wall (116) also includes a plurality of strip-shaped packings (164), each of which is located between the inner closure element (162) and one or more corresponding plates (161 ). 9. Аппарат (10) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что печь (11) включает нижнюю стенку (117), через которую вставлены воронки (170), каждая из которых имеет нижний канал (171), на конце которого присоединена пластина (173), и тем, что каждая воронка (170) включает соответствующий уплотнительный элемент (174), состоящий из сальника (175) и закрывающего элемента (176), прикрепленного к внешней поверхности нижнего канала (171) и охватывающего сальник (175).9. Apparatus (10) according to any of the previous paragraphs, characterized in that the oven (11) includes a lower wall (117) through which funnels (170) are inserted, each of which has a lower channel (171) at the end of which a plate is attached (173), and in that each funnel (170) includes a corresponding sealing element (174) consisting of a gland (175) and a closing element (176) attached to the outer surface of the lower channel (171) and surrounding the gland (175). 10. Аппарат (10) по п. 9, отличающийся тем, что каждая из указанных воронок (170) также включает внутренний элемент (177), прикрепленный к внешней поверхности указанного нижнего канала (171) внутри указанного закрывающего элемента (176) и сконфигурированный для прижатия указанного сальника (175) к указанному закрывающему элементу (176).10. Apparatus (10) according to claim 9, characterized in that each of said funnels (170) also includes an internal element (177) attached to the outer surface of said lower channel (171) within said closing element (176) and configured to pressing said seal (175) against said closing member (176). 11. Аппарат (10) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что включает печь (11), разделенную внутри на первую часть (20) и вторую часть (30), расположенные последовательно вдоль пути подачи стальных изделий (100), при этом температура (T2) во второй части (30) выше, чем температура (T1) в первой части (20), и при этом средства для подачи горючего и средства для подачи топлива сконфигурированы для подачи горючего и топлива таким образом, что кислород находится в субстехиометрической или стехиометрической пропорции по отношению к топливу в соответствии с указанной второй частью (30).11. Apparatus (10) according to any of the previous paragraphs, characterized in that it includes a furnace (11) internally divided into a first part (20) and a second part (30) located sequentially along the path of supply of steel products (100), while the temperature (T2) in the second part (30) is higher than the temperature (T1) in the first part (20), and wherein the fuel supply means and the fuel supply means are configured to supply the fuel and fuel such that oxygen is at substoichiometric or stoichiometric proportion with respect to the fuel in accordance with said second part (30). 12. Аппарат (10) по п. 11, отличающийся тем, что первая часть (20) включает в себя зону входа (21), которая простирается от входного конца (110), и зону предварительного нагрева (22), которая простирается от конца указанной зоны входа (21) до начала второй части (30), и тем, что вторая часть (30) включает в себя зону нагрева (31), следующую за указанной зоной предварительного нагрева (22), и зону выравнивания (32), которая простирается между указанной зоной нагрева (31) и выходным концом (111).12. Apparatus (10) according to claim 11, characterized in that the first part (20) includes an inlet zone (21) that extends from the inlet end (110), and a preheating zone (22) that extends from the end the specified entrance zone (21) before the beginning of the second part (30), and the fact that the second part (30) includes a heating zone (31) following the specified preheating zone (22), and an equalization zone (32), which extends between said heating zone (31) and the outlet end (111). 13. Аппарат (10) по п. 11 или 12, отличающийся тем, что он включает устройство дожигания, способствующее полному сгоранию в первой части (20) остатков топлива, не сожженных во второй части (30) печи (10).13. Apparatus (10) according to claim 11 or 12, characterized in that it includes an afterburning device that promotes complete combustion in the first part (20) of fuel residues not burned in the second part (30) of the furnace (10). 14. Аппарат (10) по п. 13, отличающийся тем, что устройство дожигания включает одну или несколько сопел (50), расположенных в первой части (20) печи (10) и сконфигурированных для впрыска туда горючего.14. Apparatus (10) according to claim 13, characterized in that the afterburning device includes one or more nozzles (50) located in the first part (20) of the furnace (10) and configured to inject fuel there. 15. Аппарат (10) по п. 14, отличающийся тем, что сопла (50) устройства дожигания расположены на верхней внутренней кромке (23), отделяющей первую часть (20) от второй части (30), и/или на нижней внутренней кромке, отделяющей первую часть (20) от второй части (30).15. Apparatus (10) according to claim 14, characterized in that the nozzles (50) of the afterburning device are located on the upper inner edge (23) separating the first part (20) from the second part (30), and/or on the lower inner edge , separating the first part (20) from the second part (30). 16. Аппарат (10) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что исходным веществом является воздух, а кислород в исходном веществе находится в пропорции, равной примерно 2-3%, или в большей пропорции, полученной с помощью методов обогащения кислородом (O2).16. Apparatus (10) according to any of the previous paragraphs, characterized in that the starting material is air, and the oxygen in the starting material is in a proportion equal to about 2-3%, or in a greater proportion obtained using oxygen enrichment methods (O 2 ).
RU2022133361A 2021-06-04 Device for heating steel products RU2804206C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2804206C1 true RU2804206C1 (en) 2023-09-26

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU354217A1 (en) * Московский вечерний металлургический институт METHOD OF BURNING GAS IN A METHODICAL FURNACE
SU417960A3 (en) * 1966-11-16 1974-02-28
US6183246B1 (en) * 1998-11-10 2001-02-06 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method of heating a continuously charged furnace particularly for steel-making products, and continuously charged heating furnace
RU2171960C2 (en) * 1999-11-09 2001-08-10 Открытое акционерное общество "Череповецкий сталепрокатный завод" Furnace for thermal and chemical treatment of metalware in controlled atmosphere and method of its heating
RU2388980C1 (en) * 2006-06-01 2010-05-10 Сми Термлин Сервис Heating furnace with improved zone of unloading
EP2891859A1 (en) * 2013-12-12 2015-07-08 Linde Aktiengesellschaft Method for heating a metal material in an industrial furnace

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU354217A1 (en) * Московский вечерний металлургический институт METHOD OF BURNING GAS IN A METHODICAL FURNACE
SU417960A3 (en) * 1966-11-16 1974-02-28
US6183246B1 (en) * 1998-11-10 2001-02-06 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method of heating a continuously charged furnace particularly for steel-making products, and continuously charged heating furnace
RU2171960C2 (en) * 1999-11-09 2001-08-10 Открытое акционерное общество "Череповецкий сталепрокатный завод" Furnace for thermal and chemical treatment of metalware in controlled atmosphere and method of its heating
RU2388980C1 (en) * 2006-06-01 2010-05-10 Сми Термлин Сервис Heating furnace with improved zone of unloading
EP2891859A1 (en) * 2013-12-12 2015-07-08 Linde Aktiengesellschaft Method for heating a metal material in an industrial furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2358434C (en) Continuous sintering furnace and use thereof
US4582301A (en) Pass-through furnace for heat recovery in the heat treatment of aggregates of metallic articles or parts
WO2007097663A1 (en) Metal heat treating methods and devices
JP5209921B2 (en) Heat treatment method and heat treatment equipment
RU2804206C1 (en) Device for heating steel products
EP1029625B1 (en) Muffle convection brazing and annealing system and method
EP4023985A1 (en) Heat treatment furnace
JP2005214453A (en) Atmospheric heating furnace
RU2210601C2 (en) Method of reduction and melting of metal
US20230304740A1 (en) Apparatus for heating steel products
KR20020020268A (en) Apparatus For Controlling Introduced Air In Metal Oxide Reducing Furnace
JP5256655B2 (en) Continuous firing furnace
CN104272051A (en) Apparatus and method to feed and preheat a metal charge to a melting furnace
JP3111330U7 (en)
JP4060737B2 (en) Reduction furnace
USRE28168E (en) Emergency atmosphere annealing furnace and method
KR102303290B1 (en) Direct heating type hydrogen gas furnace
US3484086A (en) Ingot heating furnace
KR200255894Y1 (en) Main heating apparatus of brazing object for batch-type brazing furnace
KR20230129471A (en) Steel product heating device
US3331594A (en) Method and apparatus for scale free heating of metals
SU1213326A1 (en) Heating furnace for heat treatment of rolled stock
SU989288A1 (en) Tunnel furnace for treating powder articles
US5184953A (en) Water cooling pipe correction to vertically unsymmetrical heating of blooms in walking-beam reheat furnace
JP2023169682A (en) Method that provides guidance on state of intrusion air into furnace