SU1408181A1

SU1408181A1 - Bell-type furnace

Info

Publication number: SU1408181A1
Application number: SU864077664A
Authority: SU
Inventors: Аристокес Манукович Айдинов; Иван Иванович Чернявский; Сергей Александрович Митрофанов; Анатолий Тихонович Гриднев; Леонид Берунович Казаджан; Василий Александрович Сергеев; Вячеслав Николаевич Калинин; Леонид Павлович Пустовойт; Дмитрий Васильевич Ермаков; Анатолий Петрович Савин; Александр Борисович Леняшин
Priority date: 1986-06-18
Filing date: 1986-06-18
Publication date: 1988-07-07

Abstract

Изобретение относитс к колпаковым печам дл нагрева рулонов из листовой стали. Цель изобретени - плавное регулирование интенсивности процесса теплообмена в печи при нагреве и выдержке металла. Сущность изобретени состоит в том, что выпонение подставки дл рулонов в виде экрана , охватывающего побудитель циркул ции , со сквозными проемами равномерно по периметру, совмещенными с отверсти ми в цилиндрической трубе побудител циркул ции , выполненного с возможностью перемещени вокруг своей оси, позвол ет плавно регулировать многоразовую циркул цию защитного газа в объеме печи. Газоподво- д щее сопло побудител циркул ции, выполненное с возможностью перемецгени вдоль оси, позвол ет регулировать температуру циркулирующего защитного газа. 2 ил. S (ЛThis invention relates to bell furnaces for heating coils of sheet steel. The purpose of the invention is to smoothly control the intensity of the heat exchange process in the furnace during heating and holding of the metal. The essence of the invention is that making a stand for rolls in the form of a screen that encircles the circulation booster with through openings evenly around the perimeter, aligned with the holes in the cylindrical tube of the circulation booster, is capable of moving around its axis, allows you to smoothly adjust reusable shielding gas circulation in the furnace volume. The gas inlet of the circulation inducer, made with the possibility of re-alternation along the axis, makes it possible to regulate the temperature of the circulating protective gas. 2 Il. S (l

Description

о ооLtd

0000

Изобретение относитс к металлургической теплотехнике, в частности к колпако- вым печам дл высокотемпературной термической обработки стали в рулонах, и может быть использовано в металлургической и других отрасл х промышленности.The invention relates to metallurgical heat engineering, in particular to bell furnaces for high-temperature heat treatment of steel in coils, and can be used in the metallurgical and other industries.

Цель изобретени - плавное регулирование интенсивности процесса теплообмена в печи при нагреве и выдержке металла.The purpose of the invention is to smoothly control the intensity of the heat exchange process in the furnace during heating and holding of the metal.

На фиг. 1 изображена колпакова печь дл термической обработки рулонов метал- ла в среде защитного газа, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a bell-type furnace for the heat treatment of metal rolls in a protective gas, general view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

Колпакова печь состоит из нагревательного колпака 1 с электронагревательными элементами 2, стенда 3 с вертикальной подставкой 4 и выполненными в ней сквозными проемами 5. Во внутренней полой емкости подставки 4 по оси печи установлены га- зоподвод ща труба 6 и побудитель 7 расхода . Последний состоит из сопла 8 дл подачи рабочей среды - защитного газа, ци- линдрической трубы 9 с выполненными в ней сквозными проемами 10, заглущки 1 1, конфу- зора и смесительной камеры 12, выходного парубка 13. На подставку 4 установлена опорна плита 14 дл размещени рулона 15 с крыщкой 16. Трубопровод 17 служит дл отвода газа из объема печи.The bell furnace consists of a heating bell 1 with electric heating elements 2, a bench 3 with a vertical stand 4 and through openings 5 made in it. In the internal hollow tank of the stand 4, a gas supply pipe 6 and a flow booster 7 are installed along the furnace axis. The latter consists of a nozzle 8 for supplying the working medium — a shielding gas, a cylindrical pipe 9 with through openings 10 made in it, a stopper 1 1, a confuser and a mixing chamber 12, and an outlet 13. At the stand 4 there is a support plate 14 for placing the roll 15 with the lid 16. The pipe 17 serves to drain gas from the furnace volume.

Колпакова печь дл термической обработки рулонов 15 в среде защитного газа (например, водорода) работает следующим образом.The bell furnace for the heat treatment of coils 15 in a protective gas (for example, hydrogen) is as follows.

Рулон 15 устанавливают на опорную плиту 14, накрывают сверху нагревательным колпаком 1 и включают электронагревательные элементы 2. Полость под колпаком продувают азотом одновременно с нагревом до 500°С. После продувки подколпакового пространства азотом подают рабочую среду - водород - через газоподвод щую трубу 6 в смесительную камеру 12 побудител 7 расхода и далее через термообрабаты- ваемый рулон в объем печи.The roll 15 is installed on the base plate 14, covered with a heating cap 1 on top and the electric heating elements 2 are turned on. The cavity under the cap is flushed with nitrogen simultaneously with heating to 500 ° C. After purging the subcollet space with nitrogen, the working medium — hydrogen — is supplied through the gas supply pipe 6 to the mixing chamber 12 of the flow rate booster 7 and then through the heat-treating roll into the furnace volume.

Энергией струи эжектирующего водорода, подаваемого в побудитель циркул ции, из нижней зоны печи (на уровне пода стенда печи) равномерно по всему сечению объема печи через сквозные проемы 5 и 10, выполненные в полой подставке стенда и в цилиндрической трубе побудител циркул ции, отбираетс гор чий газ из объема печи, который смещиваетс с холодным эжектирующим 1 азом и подогревает холодный газ. После этого в объем печи и на рулон поступает подогрета газова смесь.The energy of the jet of ejecting hydrogen supplied to the circulation booster from the lower zone of the furnace (at the bottom of the furnace stand) is uniform over the entire cross section of the furnace volume through through openings 5 and 10, made in the hollow stand of the stand and the cylindrical pipe of the circulation circulator, The gas from the furnace volume, which is displaced with the cold ejecting 1 az and warms up the cold gas. After that, the gas mixture enters the furnace volume and the roll.

Полученной таким образом подогретой смеси газов побудитель циркул ции сообщает определенный запас энергии и проталкивает ее во внуреннюю полость рулона и через каналы опорной плиты в межвитковое пространство рулона. В результате рулон 15 получает тепло как с внешней стороны от разогретого колпака и д. 1 движущегос сверху вниз газа, так и с внутренней стороThe heated gas mixture thus obtained, the circulation booster, imparts a certain amount of energy and pushes it into the internal cavity of the roll and through the channels of the base plate into the interturn space of the roll. As a result, the roll 15 receives heat both from the outside of the heated bell and D. 1 of the top-down moving gas, and from the inside

5five

0 0

0 00 0

5 five

00

5five

ны от гор чих газов, поступающих из побудител циркул ции.from the hot gases coming from the circulation pump.

При прохождении гор чих газов между витками рулона снизу вверх в результате теплообмена температура газа падает, а температура металла возрастает.With the passage of hot gases between the coils of the coil from the bottom up as a result of heat exchange, the gas temperature drops and the metal temperature increases.

При такой циркул ции достигаетс стабильное перемешивание защитного газа в объеме печи, так как гор чий газ из верхней зоны направл етс в нижнюю зону печи, т. е. создаютс услови дл достаточного теплообмена , многоразового использовани и надежного контакта защитного газа с термо- обрабатываемым рулоном. Така схема циркул ции защитного газа позвол ет наиболее быстро свести к минимуму температурный перепад между верхом и низом рулона, т. е. сократить врем нагрева и выдержки.With such circulation, stable mixing of the protective gas in the furnace volume is achieved, since hot gas from the upper zone is directed to the lower zone of the furnace, i.e., conditions are created for sufficient heat exchange, reusable use and reliable contact of the protective gas with the heat-treated roll . Such a protective gas circuit allows the temperature differential between the top and bottom of the coil to be minimized most quickly, i.e., the heating and holding time can be reduced.

Аналогичным образом изобретение может быть использовано, на муфельных колпако- вых печах. При этом перед установкой колпака на стенд устанавливают муфель.Similarly, the invention can be used on muffle bell furnaces. In this case, before installing the cap on the stand set muffle.

Выполнение подставки в виде экрана, охватывающего побудитель циркул ции, а также выполнение побудител циркул ции с возможностью поворота относительно экрана и собственной оси обеспечивает плавное изменение сечени сквозных проемов за счет смещени проемов друг относительно друга, т. е. обеспечиваетс возможность изменени площади сечени проемов, соедин ющих объем печи с цилиндрической трубой побудител циркул ции. Сквозные проемы, выполненные равномерно по периметру экрана и цилиндрической части побудител циркул ции, обеспечивают устойчивое движение защитного газа в печи сверху вниз и снизу вверх - от уровн свода колпака до основани стенда и в обратном направлении.The implementation of the stand in the form of a screen encompassing the circulation booster, as well as the execution of the circulation booster with the possibility of rotation relative to the screen and its own axis, ensures a smooth change in the cross section of the through openings due to the displacement of the openings relative to each other, i.e. connecting the volume of the furnace with a cylindrical tube to promote circulation. Through openings, made evenly around the perimeter of the screen and the cylindrical part of the circulation booster, provide a stable movement of protective gas in the furnace from top to bottom and bottom to top - from the level of the roof of the hood to the base of the stand and in the opposite direction.

Выполнение газоподвод щего сопла с возможностью вертикального перемещени вдоль оси струйного аппарата также обеспечивает равномерный регулируемый подсос заданного количества гор чего защитного газа из объема печи в струйный аппарат.The implementation of the gas supplying nozzle with the possibility of vertical movement along the axis of the jet device also provides for a uniform adjustable suction of a predetermined amount of hot protective gas from the furnace volume to the jet device.

Благодар изменению площади сечени сквозных проемов и вертикальному перемещению газоподвод щего сопла имеетс возможность плавного изменени количества газа , подсасываемого в струйный аппарат, а также изменени скорости движени газа относительно садки. Изменением количества подсасываемого гор чего газа регулируют температуру газа, омывающего садку, изменением скорости газа - коэффициент теплоотдачи от газа к металлу.Due to the change in the cross-sectional area of the through openings and the vertical movement of the gas supplying nozzle, it is possible to smoothly change the amount of gas drawn into the jet device, as well as to change the velocity of the gas relative to the load. By changing the amount of hot gas drawn in, they regulate the temperature of the gas washing the cage, by changing the gas velocity the heat transfer coefficient from gas to metal.

Таким образом, обеспечиваетс возможность плавного регулировани процесса теплообмена в печи и создани заданного теплового режима.Thus, it is possible to smoothly regulate the heat exchange process in the furnace and create a predetermined thermal mode.

Интенсификаци процесса теплообмена в печи при нагреве и выдержке металла позвол ет выбрать оптимальную длительность цикла термообработки, повысить производительность печи, сократить расход энергореIntensification of the heat exchange process in the furnace during heating and holding of the metal makes it possible to choose the optimal duration of the heat treatment cycle, improve the furnace performance, reduce the energy consumption.

сурсов, последовательно тсрмообрабатывгнь в одной печи разные 1марки сталей с разными скорост ми нагрева, выдержки и охлаждени , обеспечить гибкую работу печи в процессе одного цикла термообработки, и повы шение качества термообрабатываемого металла за счет выравнивани температуры по объему садки.For example, in the same furnace, different brands of steels with different heating, holding and cooling rates, to ensure a flexible operation of the furnace during one heat treatment cycle, and an increase in the quality of the heat-treated metal by equalizing the temperature over the volume of the charge.

Предлагаема колпакова печь по сравнению с известной позвол ет сократить количество водорода, подаваемого в печь, с 60 до 40 , но при этом расход водорода, циркулирующего в печи, увеличиваетс и составл ет 120 , увеличить температуру водорода, подаваемого в печь и на рулон с 20°С (при количестве 60 MV4) до 600°С (при количестве 120 ).In comparison with the known bell-type furnace, the amount of hydrogen supplied to the furnace can be reduced from 60 to 40, but the consumption of hydrogen circulating in the furnace increases and is 120, and the temperature of the hydrogen supplied to the furnace and to the coil from 20 ° C (with the amount of 60 MV4) up to 600 ° C (with the amount of 120).

В процессе проведени экспериментальных исследований по термообработ,ке рулонов на модели колпаковой печи была достигнута устойчива циркул ци 120 м /ч водорода , подогретого до 600°С. Циркул ци обеспечивает интенсификацию процесса теплообмена . При этом врем термообработки рулона, включающее нагрев и выдержку, сокращаетс на 7,95%.In the process of conducting experimental studies on heat treatment, kegs on the model of a bell-type furnace, stable circulation of 120 m / h of hydrogen heated to 600 ° C was achieved. Circulation qi provides intensification of the heat exchange process. At the same time, the heat treatment time of the coil, including heating and holding, is reduced by 7.95%.

00

5 five

0 0

Claims

Invention Formula

A bell furnace containing a lined bell with electric heating elements, a stand, a stand, a base plate with a central channel and a circulation booster installed at the base of the furnace in the form of a central gas supply for the junction nozzle, a mixing chamber, a confuser and a cylindrical pipe with perimeter openings / - characterized in that, in order to smoothly regulate the intensity of the heat exchange process in the furnace during heating and holding of the metal, the stand is made in the form of a screen covering the jet apparatus with through openings, made evenly around the perimeter, the area of which is equal to the area of through openings on the cylindrical part of the jet apparatus, the screen and jet apparatus are aligned, the circulation booster is rotatable relative to the screen and its own axis, and the gas nozzle is vertically displaceable along the axis jet apparatus.

sixteen

15

12

F

1

Fi.g