00 О500 O5
о юo you
со Изобретение относитс к нагреву металла в камерных нагревательных печах и может быть использовано в металлургической и других отрасл х промышленности. Известен способ отоплени камерных нагревательных печей, включающий стабилизацию расхода топлива и воздуха в период подъема температур а в период выдержки металла - стабилиэацию температуры рабочего пространства печи. Давление в рабочем пространстве стабилизируетс на заданном значении независимым контуром управлени СЗОднако в период выдержки металла когда температура рабочего простран ства достигает заданного значени , расход топлива непрерывно снижаетс Известно, что КПД печи достигает максимального значени только при оптимальном расходе топлива, который соответствует максимально допус тимому значению в период подъема температуры. Поэтому работа при пониженных расходах топлива приводит снижению КПД печи и соответственно увеличению удельного расхода топлива . ч1едостатком известного способа вл етс также непрерывность подачи топлива в зону горени в период выдержки металла. Так как температура его поверхности в этот период достигает 1320- 350 С, то имеет место оплавление окалины и пережог металла , Кроме того, изменение расхода воздуха относительно подачи топлива составл ющее 20-60 с, запаздывает. Поэтому в период увеличени расхода топлива или его включени в печь вначале подаетс газ без воздуха Это приводит к непроизводительным потер м тепла и противоречит требовани м техники безопасности (возмож но образование взрывоопасной смеси А в период отключени топлива задер ка отключени воздуха более 30 с приводит к длительной продувке печи воздухом, что увеличивает потери тепла. Наиболее близким к изобретению п технической сущности вл етс спосо отоплени камерных нагревательных печей, включающий подачу в рабочее пространство посто нного расхода топлива и воздуха в период подъема температуры, импульсную их подачу в период выдержки металла и сжигание топлива, при этом импульс воздуха подают с запаздыванием после подачи импульса топлива Е22. Дл реализации этого способа отоплени примен етс специальный регул тор , который угфавл етс по заданной программе или по команде от вычислительной машины. Алгоритм определени длительности импульсов в известном способе получен на основе расчетов, которые не учитывают теплотехнические особенности печей. Поэтому при реализации способа на действующих агрегатах длительность.импульсов и пауз не соответствует текущему тепловому состо нию системы. Возникают ситуации, при которых температура рабочего пространства печи превышает допустимое значение, а в печь по программе подают топливо и воздух. Это приводит к перерасходу тепла, оплавлению окалины и по влению брака по нагреву. Дл данного способа также характерно запаздывание подачи воздуха в начале импульса на 20-60 с, что приводит к отрицательным последстви м « В начале импульса всегда имеет место недожог топлива из-за отставани поступлени воздуха в рабочее пространство, что приводит к потер м топлива и нарушению требований техники безопасности. В началу паузы имеет место длительна продувка печи воздухом за счет запаздывани отключени воздуха, что вызывает потери тепла, Целью изобретени вл етс сокращенке расхода топлива и повышение качества нагрева металла. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу отоплени камерных нагревательных печей, вклюающему подачу в рабочее пространство посто нного расхода топлива и оздуха в период подъема температуры и импульсную их подачу в период выдержки металла и сжигание топлива, при этом импульс воздуха подают с запаздыванием после подачи импульса топлива, импульсную подачу воздуха топлива осуществл ют в период выержки при снижении температуры до инимально допустимой и прекращают при достижении максимально допустимой температуры. Подачу или отключение топлива и воздуха в период выдержки осуществл ют с запаздыванием между собой на 10-30 с. Дл устранени недостатков известных способов отоплени предлагаетс осуществл ть выбор длительности импульсов и пауз по тепловому состо нию системы металл-печь и дол стимому диапазону отклонени температуры вьщержки печи относительно заданного значени . Обычно в печах допускаетс диапа зон колебаний температуры выдержки в пределах 15-20 С, позтому в инструкции по нагреву указывают верхНИИ и нижний допустимые пределы заданной температуры печи. Это услови позвол ет реализовать на печах импульсное отопление с учетом изменени теплового состо ни системы металл-печь . Известно, что при импульсном ото лении имеет место периодический нагрев и охлаждение рабочего простран ства печи, что приводит к соответст вующим циклам подъема и снижени те пературы. Если металл плохо прогрет по сечению в начале периода выдерж ки) , то скорость подъема температур меньше, чем в услови х прогретого м талла (в конце периода выдержки ). Способ осуществл етс следующим образом. При достижении верхнего допустимого значени температуры печи отключают топливо и через 10-30 с воздух , а после снижени температуры печи до нижнего допустимого предела подают вначале воздух и через 10-30 с - топливо, обеспечива при этом стабилизацию давлени в рабочем пространстве печи. Скорости падени температуры печи в период пау зы и подъема в период импульса зави с т от степени прогрева металла и кладки, максимального значени тепловой мощности и мощности холостого хода печи, т,е, от теплотехничес ких характеристик металла и печи. Диапазон задержки сигнала определ етс теплотехническими и конструктивными особенност ми агрегата. Минимальный диапазон, составл ющий 10 с, необходим дл того, чтобы воз дух в начале или конце импульса вытеснил горючие компоненты из рабочего пространства печи и боровов. Подача воздуха в течение 10 с исключает иозможность образовани Bspi.i воопасной смеси. Верхний предел диапазона задержки сигнала, составл ющий 30 с, опреде етс услови ми охлаждени металла и кладки. Экспериментально установено , что через 30 с после подачи воздуха в печь начинает снижатьс температура поверхности металла и кладки. Дл исключени зтого влени ограничивают верхний диапазон задержки сигнала значением 30 с. Дп реализации способа камерна нагревательна печь предварительно оснащаетс следующими элементами автоматики : системами стабилизации расхода топлива и давлени , измерительным комплектом приборов расхода воздуха и исполнительным механизмом с регулирующим органом на воздушном трубопроводе, а также двухпозиционным регул тором температуры, выход которого подключен на,входы исполнительных механизмов расхода топлива и воздуха, В каналы св зи регул тора и исполнительных механизмов расхода топлива и воздуха включают реле задержки сигнала по времени, что позвол ет обеспечить выбранный интервал задержки. Вторичный прибор расхода воздуха подключают на вход регул тора /давлени в рабочем пространстве печи, что позвол ет осуществл ть одновременное перемещение регулирующего органа подачи воздуха и дымового щибера. Така система управлени позвол ет реализовать режим работы следующим образом. Когда температура печи достигает верхнего допустимого значени , регул тор температуры подает команду на закрытие регулирующего органа расхода топлива, а затем с задержкой 10-30 с - на закрытие органа расхода воздуха и одновременное закрываетс дьмовой шибер. С момента прекращени Подачи топлива температура рабочего пространства печи падает до минимально допустимого значени тe mepaтypы выдержки. Скорость падени температуры зависит от теплового состо ни системы металл-печь и мощности холостого хода, В момент достижени минимального значени температуры рабочего пространства печи регул тор температуры подает команду на исполнительные механизмы расхода топлива и воздуха. Прн этом срабатывает реле задержки подачи сигнала на исполнительный ме ханизм подачи топлива на 10-30 с. Поэтому вначале открываетс регулирующий орган подачи воздуха и дымовой шибер, а после этого подаетс топливо в печь. Скорость подъема те пературы печи зависит от степени прогрева металла по сечению и тепловой мощности печи в период имг, пульса. Пример, Промышленную провер ку способа производ т на рекуперати ных нагревательных колодцах с центральной горелкой. Задатчиком температуры устанавли вают температуру выдерж.ки 1320 С и зону чувствительности регул тора а давление в рабочем пространстве колодца 10 Па. В этом случае верхНИИ допустимый предел температуры составл ет 1325 С, а нижний После посада металла в колодец и закрыти крышки подают в рабочее пространство 500 топлива и 5500 м-/ч воздуха. В качестве топли ва примен ют коксодоменную смесь ка -лорийностью 2200 ккал/м. В период подъема температуры рас ходы топлива и воздуха, а также дав ление в рабочей камере не измен ют После достижени заданной температуры отключаетс 1аз, а через 20 своздух . Затем закрываетс дымовой шибер„ Когда температура в рабочем пространстве печи снил аетс до регул тор температуры подает команду на подачу воздуха, а через 20 с топлива. Z ымoвoй шибер открываетс одно ременпо с открытием регулирующего opi-ана дл подачи воздуха, В начале каждого импульса и паузы осуществл етс задержка сигнала на отключение воздуха или подачу топ лива на 20 с. Длительность импульсо з и пауз измен етс в зависимости от степени прогрева слитков по сечению . Так, средн скорость подъема температуры в начале периода выдержки составл ет 60 град/ч,через 30 мин от начала вьщержки - 90 град/ч через 1АО мин после начала выдержки - 180 град/ч. Поэтому длительность импульсов дл указанных периодов времени составл ет соответственно 10, 6 и 3 мин, скорость охлаждени - соответственно 300,, 240 и 150 град,/ч, а поэтому длительность пауз - соответственно 2, 2,5 и 4 мин. На нагревательном колодце по известному способу отоплени нагрев садки массой 100 т и температурой посада 800°С длитс 4 ч 10 мин. Расход условного топлива составл ет 25 кг на i т стали, а угар металла 1,5% от веса садки. Нагрев опытной садки массой 100 г с температурой посада 800°С с применением предлагаемого способа отоплени показал, что длительность нагрева не измен етс , расход условного топлива составил 23-25 кг, угар металла 1,2%. Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с базовым объектом, за который прин т прототип, обеспечивает снижение расхода топлива на 7 и угара металла на 20%,The invention relates to the heating of metal in chamber heating furnaces and can be used in the metallurgical and other industries. There is a known method of heating chamber heating furnaces, which includes stabilization of fuel and air consumption during the period of rising temperatures and during the period of holding the metal - stabilizing the temperature of the furnace working space. The pressure in the working space is stabilized at a predetermined value by an independent control circuit. However, during the period of exposure of the metal when the temperature of the working space reaches a predetermined value, the fuel consumption continuously decreases. It is known that the efficiency of the furnace reaches the maximum value only when the optimum fuel consumption is equal to temperature rise period. Therefore, work with reduced fuel consumption leads to a decrease in the efficiency of the furnace and, accordingly, an increase in specific fuel consumption. A disadvantage of the known method is also the continuity of the supply of fuel to the combustion zone during the holding period of the metal. Since the temperature of its surface during this period reaches 1320- 350 ° C, there is a melting of scale and burnout of the metal. In addition, the change in air flow relative to the fuel supply is 20-60 s, lagging. Therefore, in the period of increasing fuel consumption or its inclusion, gas without air is first supplied to the furnace. This leads to unproductive heat loss and contradicts safety requirements (the formation of an explosive mixture A is possible during the period of fuel shutdown; purging the furnace with air, which increases heat loss. The closest to the invention of the technical essence is the method of heating chamber heating furnaces, including the supply to the working space of fuel and air consumption during the temperature rise period, their pulse supply during the metal holding period and fuel combustion, while the air pulse is supplied with a delay after the fuel pulse E22 is applied. To implement this heating method, a special regulator is used, which is reduced by a given program or by a command from a computer. The algorithm for determining the pulse duration in a known method is obtained on the basis of calculations that do not take into account the thermal characteristics of furnaces. Therefore, when implementing the method on operating units, the duration of the pulses and pauses does not correspond to the current thermal state of the system. There are situations in which the temperature of the working space of the furnace exceeds the permissible value, and fuel and air are supplied to the furnace according to the program. This leads to waste of heat, melting of scale and the appearance of heat rejects. This method is also characterized by a delay in the supply of air at the beginning of a pulse by 20–60 s, which leads to negative consequences. “At the beginning of a pulse, there is always underburning of fuel due to the lag of air entering the working space, which leads to loss of fuel and safety requirements. At the beginning of the pause, there is a prolonged blow down of the furnace with air due to a delay in switching off the air, which causes heat loss. The aim of the invention is to reduce fuel consumption and improve the quality of metal heating. This goal is achieved by the fact that according to the method of heating chamber heating furnaces, which include supplying constant fuel consumption to the working space during the temperature rise and pulsing them during the holding period of the metal and burning the air, the air impulse is supplied late after the impulse is supplied fuel, pulsed air supply of fuel is carried out in the period of cutting out at a decrease in temperature to a minimum permissible and stop when the maximum permissible temperature is reached. Fuel and air are supplied or shut off during the exposure period with a delay of 10-30 s between each other. In order to eliminate the drawbacks of the known heating methods, it is proposed to select the duration of pulses and pauses according to the thermal condition of the metal-furnace system and the long range of deviation of the furnace furnace temperature relative to a predetermined value. Usually, furnaces allow a range of exposure temperature fluctuations in the range of 15–20 ° C, therefore, in the heating instructions indicate the upper unit and lower permissible limits of a given furnace temperature. This condition makes it possible to implement pulse heating in the furnaces, taking into account the change in the thermal state of the metal-furnace system. It is known that during pulsed deposition, there is a periodic heating and cooling of the working space of the furnace, which leads to corresponding cycles of rise and decrease in temperature. If the metal is poorly heated over the cross section at the beginning of the holding period), then the rate of rise in temperature is less than under conditions of heated metal (at the end of the holding period). The method is carried out as follows. When the upper permissible temperature of the furnace is reached, the fuel is disconnected and after 10-30 s air, and after the furnace temperature is reduced to the lower permissible limit, air is first supplied and after 10-30 sec. - the fuel, while stabilizing the pressure in the furnace working space. The rate of fall of the furnace temperature during the period of pause and rise during the pulse period depends on m on the degree of heating of the metal and masonry, the maximum value of thermal power and the idling power of the furnace, m, e, on the thermal characteristics of the metal and furnace. The signal delay range is determined by the thermal and structural features of the unit. A minimum range of 10 s is necessary in order for air at the beginning or end of a pulse to force the combustible components out of the working space of the furnace and hogs. Air supply for 10 seconds eliminates the possibility of Bspi.i forming a hazardous mixture. The upper limit of the signal delay range, which is 30 seconds, is determined by the conditions of metal cooling and masonry. It was established experimentally that 30 seconds after the air was supplied to the furnace, the temperature of the metal and masonry surface began to decrease. To eliminate this phenomenon, the upper signal delay range is limited to 30 seconds. In order to implement the method, the chamber heating furnace is pre-equipped with the following automation elements: systems for stabilizing fuel consumption and pressure, a measuring set of air flow devices and an actuator with a regulator on the air pipe, and a two-position temperature controller, the output of which is connected to the inputs of the actuators fuel and air, In the communication channels of the controller and actuators of fuel and air consumption include a delay relay time signal, that allows to provide a selected delay interval. The secondary air flow device is connected to the regulator / pressure inlet in the furnace working space, which allows simultaneous movement of the air supply regulator and the smoke plug. Such a control system allows the operation mode to be implemented as follows. When the furnace temperature reaches the upper permissible value, the temperature controller issues a command to close the fuel consumption regulator, and then with a delay of 10-30 seconds to close the air consumption organ and simultaneously close the dm gate. From the moment of stopping the Fuel Supply, the temperature of the furnace working space drops to the minimum permissible value of the holding shutter. The rate of temperature drop depends on the thermal condition of the metal-furnace system and the idling power. At the moment when the minimum temperature is reached, the temperature controller sends a command to the actuators for fuel and air consumption. This triggers the signal delay relay to the executive mechanism for fuel supply for 10-30 s. Therefore, the air regulator and the smoke gate are first opened, and then the fuel is supplied to the furnace. The rate of rise of the furnace temperature depends on the degree of heating of the metal over the cross section and the heat output of the furnace during the pulse period. Example: Industrial verification of the process is carried out on recuperative heating wells with a central burner. The temperature setter is set to the soak temperature of 1320 C and the zone of sensitivity of the regulator and the pressure in the working space of the well is 10 Pa. In this case, the ULRI permissible temperature limit is 1325 ° C, and the lower one After the metal is planted in the well and the lid is closed, fuel 500 and 5500 m / h of air are supplied to the working space. A coke-domain mixture of ca. 2200 kcal / m is used as fuel. During the rise in temperature, the flow rates of fuel and air, as well as the pressure in the working chamber do not change. After the set temperature is reached, 1az is turned off, and after 20 hours, the air is released. Then the smoke gate is closed. When the temperature in the working space of the furnace is lowered, the temperature regulator issues a command for air supply, and after 20 s of fuel. Z-open gate opens one turn with the opening of the regulating opi-ana for the supply of air. At the beginning of each pulse and pause, the signal to deactivate the air or to supply the fuel for 20 s is delayed. The duration of the pulses and pauses varies depending on the degree of heating of the ingots over the cross section. Thus, the average rate of temperature rise at the beginning of the soak period is 60 deg / h, 30 minutes after the start of the peak — 90 deg / h after 1AO min after the start of the soak — 180 deg / h. Therefore, the pulse duration for the specified time periods is 10, 6, and 3 min, respectively, the cooling rate is 300, respectively, 240 and 150 degrees, / h, and therefore the duration of the pauses is 2, 2.5, and 4 min, respectively. On a heating well, a heating method of a mass of 100 tons and an overhang temperature of 800 ° C lasts 4 hours and 10 minutes using a known method of heating. The consumption of reference fuel is 25 kg per ton of steel, and the waste of metal is 1.5% of the weight of the charge. Heating the test set weighing 100 g with an overhang temperature of 800 ° C using the proposed heating method showed that the heating time does not change, the reference fuel consumption was 23-25 kg, the metal was consumed 1.2%. Thus, the proposed method, compared with the base object, for which the prototype is adopted, ensures a reduction in fuel consumption by 7 and metal loss by 20%,