SU1638183A1 - Циркул ционный вентил тор колпаковой печи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургической теплотехнике и может быть использовано в колпаковых печах дл  термообработки плотно смотанных рулонов на заводах металлургии и машиностроени . Цель - снижение мощности привода вентил тора. Циркул ционный вентил тор колпаковой печи содержит вал, ступицу, диск, кольцевую обечайку , лопатки, кольцевой выходной канал, образованный обечайкой и диском. Лопатки выполнены по длине составными из радиальной части со стороны ступицы и наклонной к горизонтальной плоскости со стороны обечайки. Они закреплены полностью одной стороной на обечайке , а другой снизу на радиальной части лопатки, сверху на диске, при этом кольцевой выходной канал в проекции полностью перекрываетс  наклонными част ми лопаток, а угол их наклона устанавливают в пределах 25- 45L 3 ил-, (Л

Description

Изобретение относитс  к металлургической теплотехнике и может быть использовано в колпаковых печах дл  термообработки плотно смотанных рулонов на заводах металлургии и машиностроени .

Цель изобретени  - снижение мощности привода вентил тора,

Снижение энергозатрат обеспечиваетс  при заданном расходе защитного газа в контуре циркул ции за счет более совершенной проточной части вентил тора. При неизменных энергозатратах можно увеличить кратность циркул ции защитного газа, а следовательно , снизить удельные расходы топлива или электроэнергии на нагрев рулонов .

На Лиг. 1 показана схема колпаковой печи; на сЬиг,2 - циркул ционный вентил тор, общий вид; на фиг.З - раэрез А-А на фиг,2„

Колпакова  печь содержит муфель 1, рулоны 2, крышку 3, каналы конвек- торных колец 4, внутреннюю полость 5, опорное кольцо 6, кольцевую щель 7 направл ющего аппарата, звень  8 направл ющего аппарата, опирающиес  на его днище 9 и образующие диффузоры 10, входное отверстие 11 под вентил тором , решетку 12, кольцевую полость 13, ступицу 14, диск 15, кольцевую обечайку 16, радиальные 17 и наклонные 18 лопатки, входное 19 и копьцевое выходное 20 отверсти  и вал 21.

0э со

00 00

со

Предлагаемый вентил тор устанавливают с минимально возможным по услови м безопасной эксплуатации зазором между решеткой и диском; входное отверстие под вентил тором между дни- щем и кольцевой обечайкой устанавливают , соблюда  услови  минимизации аэродинамических потерь при прохождении через него объема защитного газа, циркулирующего в системе, а внутреннюю полость рулонов при их установке на стенд ориентируют относительно оси вентил тора, при этом нижний край ступицы опирают на соответствующий выступ на валу,

Отжиг рулонов в колпаковой печи с использованием предлагаемого способа циркул ции защитного газа и предлагаемого циркул ционного вентил то- ра производ т следующим образом.

На нижнем конвекторном кольце стенда колпаковой печи формируют стопу рулонов с установленными между ними конвекторными кольцами, накрывают крышкой и муфелем, продувают защитным газом, в том числе с включенным циркул ционным вентил тором, устанавливают нагревательный колпак и зажигают горелки, После завершени  отжига колпак снимают и производ т охлаждение стопы рулонов под муфелем. Затем снимают муфель и распаковывают стопу„ Объем защитного газа, циркулирующего в системе, перед подачей снизу во внутреннюю полость рулонов при вращении предлагаемого циркул ционного вентил тора засасываетс  из диффузоров через входное отверстие по вентил тором во входное отверстие вентил тора и, проход  как через радиаль ные, так и наклонные части лопатки, формируетс  в виде кольцевого восход щего потока. Формирование кольцевого восход щего потока происходит по действием наклонных частей лопаток, которые выталкивают захватываемый их нижними концами и поступающий с радиальных частей лопаток защитный газ через кольцевое выходное отверстие. Защитный газ, поступивший во входное отверстие вентил тора, совершает винтообразно-осевое перемещение в сторону кольцевого выходного отверсти  по наклонным част м каналов, образованным наклонно установленными на кольцевой обечайке по ее ширине и жестко соединенными с ней лопатками , и выталкиваетс  плоскостью этих

5

5

,,

, „

30

35

40

45

50

55

лопаток, направленной в сторону вра- щени  вентил тора. За противоположной плоскостью наклонных частей лопаток, обращенной к входному отверстию, при вращении вентил тора создаетс  разрежение , под действием которого через входное отверстие поступает защитный газ из диффузоров. Дополнительное разрежение создаетс  в районе ступицы при вращении вентил тора радиальными част ми лопаток под действием центробежных сил. Совокупное действие радиальных и наклонных частей лопаток при вращении вентил тора увеличивает расход и статическое давление нагнетаемого потока по сравнению с известными циркул ционными вентил торами колпаковых печей при одинаковых диаметре, высоте, числе лопаток и оборотов ротора. Этому способствует то, что наклонные части лопаток , образу  острый угол 45-25 с горизонтальной плоскостью в направлении вращени  вентил тора, позвол ют перемещать нагнетаемый поток с меньшими аэродинамическими потер ми. Предпочтительна  величина этого угла составл ет 45-25 в зависимости от требуемой высоты кольцевой обечайки при замене известных вентил торов предлагаемым, паток больше 45 их числе приводит к уменьшению площади проекции кольцевого выходного канала, котора  по всей ширине полностью , а по периметру полностью перекрыта этими лопатками. В свою очередь , уменьшение площади проекции лопаток относительно площади кольцевого выходного канала уменьшает расход и статическое давление газа, так как уменьшает активную поверхность лопаток, воздействующую на газ в вертикальном направлении относительно этого канала. Уменьшение угла наклона лопаток менее 25° приводит к тому, что при соотношении высоты кольцевой обечайки и ширины кольцевого выхо/шого канала, равном или близком к единице, достигаетс  практически полное перекрытие кольцевого выходного канала проекцией лопаток, после чего также начинает уменьшатьс  расход газа, подаваемого вентил тором , т.е. увеличиваетс  холостой пробег частиц газа по лопаткам. Статическое давление газа, создаваемое предлагаемым вентил тором, достигает i

Угол наклона частей ло- о

при одном и том же

максимума, когда наклонные каналы, образуемые лопатками, имеют пересечение проекции верхнего кра  одной лопатки с проекцией нижнего кра  соседней лопатки. Это достигаетс , ; когда число лопаток составл ет не менее восьми. Дальнейшее увеличение числа лопаток и уменьшение угла их наклона менее 25° не увеличивает ста- тического давлени  газа, подаваемого предлагаемым вентил тором, так как при одном и том же числе оборотов двигател  скорость схода частиц газа с лопаток посто нна, а обратный цир- кул ционный поток в самом вентил торе возрастает по мере увеличени  давлени . Таким образом при полностью перекрытом проекцией лопаток 18 кольцевом выходном канале достигаетс  расход газа, характеризуемый максимальным статическим давлением.

Объем защитного газа, циркулирующего в системе и сформированный предлагаемым вентил тором в виде кольце- вого восход щего потока, через решетку поступает во внутреннюю полость рулонов и через каналы конвертерных колец выбрасываетс  .перпендикул рно бокрвой поверхности муфел , затем движетс  сверху вниз по кольцевой полости между муфелем и наружной поверхностью рулонов, поступает в кольцевую щель направл ющего аппарата и через диффузоры, образованные звень ми направл ющего аппарата, и входное отверстие под вентил тором поступает на входное отверстие вентил тора .

Таким образом, защитный газ, цир- кулирукнций в системе, перед подачей снизу во внутреннюю полость рупонов Формируют в виде кольцевого восход щего потока.

Такое Формирование потока защит- ного газа в колпаковой печи увеличивает расход и статическое давление нагнетаемого потока во внутренней полости рулонов за счет его винтообразно-осевого перемещени  в сторону выходного кольцевого канала вентил тора по наклонным каналам, образованным наклонно установленными на кольцевой обечайке по ее ширине и жестко соединенными с ней лопатками, как за счет уменьшени  аэродинамических потерь в самом вентил торе, так и в диффузорах направл ющего аппарата, во внутренней полости рулонов и в

,п 20

8183 . 6

кольцевой полости. Увеличение расхо ,п 20

25 зд

,«

д Q

35

5

да и статического давлени  восход щего потока через внутреннюю полость рулонов повышает скорости нагрева и охлаждени  внутренних витков рулонов . Движение большего объема защитного газа по каналам конвекторных колец от внутренних витков к наружным позвол ет ускорить нагрев и охлаждение рулонов в аксиальном на- правлении через их торцовые поверхности . Истечение.большего объема защитного газа из каналов конвекторных колец перпендикул рно внутренней боковой поверхности муфел  позвол ет существенно улучшить теплоотдачу в самом узком звене теплопередачи от дымовых газов колпака к защитному газу, циркулирующему под муфелем.

Перемещение большего объема защитного газа, циркулирующего в системе, через кольцевую полость между муфелем и наружной поверхностью рулонов сверху вниз стопы позвол ет поддерживать в процессе отжига максимальную при нагреве и минимальную при охлаждении температуру потока при входе во внутреннюю полость рулонов. Это также способствует повышению скорости нагрева и охлаждени  внутренних витков рулонов. В процессе перемещени  по каналам конвекторных колец в процессе нагрева рулонов температура защитного газа понижаетс , а в процессе охлаждени  - повышаетс . Это способствует выравниванию и одновременно ускорению нагрева и охлаждени  внут,- ренних и наружных витков рулонов

В результате ускорени  нагрева и охлаждени  внутренних и наружных витков рулонов повышаетс  производит тельность стенда колпаковой печи; снижаетс  расход топлива, электроэнергии и длительность цикла пребывани  рулонов в термическом отделении. Это обусловлено возможностью более длительного сжигани  топлива горелками с максимальным расходом, интенсификацией теплообмена на боковой поверхности муфел , рулонов и в каналах конвекторных колец.

Возможно улучшение качества готовой продукции за счет устранени  перегрева наружных витков и сокращени  длительности периодов нагрева и охлаждени , что уменьшает слипание и сваривание витков рулонов, ведущие к по влению дефектов типа излома, i

а также выравнивает механические свойства по длине полосы и по высоте стопы рулонов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Циркул ционный вентил тор колпако- вой печи, содержащий вал, ступицу, диск, кольцевую обечайку, лопатки, жестко соединенные с диском, ступицей и обечайкой, кольцевой выходной канал, образованный обечайкой и диском , отличающийс  тем, что, с целью снижени  мощности приво

   да вентил тора, лопатки выполнены по длине составными из радиально установленной вертикальной части со стороны ступицы и установленной наклонно к горизонтальной плоскости части со стороны обечайки, при этом наклонна  часть лопатки закреплена на обечайке снизу на радиальной части лопатки , а сверху - на диске, при этом кольцевой выходной канал в плане полностью перекрыт наклонными част ми лопаток, а угол их наклона составл ет 25-45.

   9 11

   18 17/г 19 tt 1д 16 Я Фиг. 1

   w

   га

   17

   1В

   Фм.З

   20

   п

   18

   Фиг. 2

   А-А

   U 18 19