SU1724706A1 - Устройство дл термообработки длинномерных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургической промышленности. Цель изобретени  - повышение экономичности. В футерованной камере размещены параллельно муфели из теплопроводного материала с каналами дл  транспортировани  изделий в потоке контролируемой атмосферы . Муфели соединены в секции, в которых они соприкасаютс  участками наружной поверхности . Каждый муфель снабжен устройствами ввода и вывода изделий, причем эти устройства размещены вдоль торца каждой секции с чередованием. Устройство снабжено по крайней мере одним каналом дл  протока греющего теплоносител , причем стенки канала образованы теплоизолирующим материалом и футерованной камерой. Теплоизолирующий материал заполн ет рабочее пространство футерованной камеры между муфел ми. В каждой паре соседних муфелей издели  движутс  встречными потоками , направленна  теплопередача между которыми через поверхность соприкосновени  муфелей обеспечивает регенерацию теплоты охлаждаемых изделий, прошедших нагрев и выдержку. 9 ил. (Л с

Description

Изобретение относитс  к металлургической промышленности и может быть использовано дл  термообработки длинномерных изделий, например стальных прутков.

Известно устройство дл  безокислительного нагрева длинномерных изделий, состо щее из футерованной камеры и размещенных в ней муфелей с каналами дл  транспортировани  изделий в потоке контролируемой атмосферы.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  термообработки длинномерных изделий, содержащее камеры нагрева и охлаждени  с расположенными внутри трубчатыми муфел ми, в которых транспортируютс  издели  в потоке контролируемой атмосферы, причем каждый муфель снабжен устройствами ввода и вывода изделий.

Недостаток данных устройств заключаетс  в том, что теплота изделий, прошедших в процессе термообработки нагрев и выдержку , полностью тер етс  в окружающую среду при последующем охлаждении изделий .

Цель изобретени  - повышение экономичности работы установки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем футерованную камеру и размещенные в ней параллельно муфели из теплопроводного материала с каналами дл  транспортировани  изделий в потоке контролируемой атмосферы, причем каждый муфель снабжен устройствами ввоVI

ю

XI

О О

да и вывода изделий, муфели соединены в секции, в которых каждый муфель соприкасаетс  участками наружной поверхности не более чем с двум  муфел ми, причем эти два муфел  не соприкасаютс  между собой; вдоль торца каждой секции устройства ввода и вывода изделий размещены с чередованием; устройство снабжено теплоизолирующим материалом и по крайней мере одним каналом дл  протока греющего теплоносител , причем стенки канала образованы футерованной камерой и теплоизолирующим материалом.

Теплоизолирующий материал заполн ет рабочее пространство футерованной ка- меры, не зан тое секци ми муфелей и каналами дл  протока греющего теплоносител .

На фиг.1 и 2 изображено устройство, продольный разрез; на фиг,2 - разрез А - А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б - Б на фиг,2; на фиг.4 - разрез В - В на фиг.З; на фиг.5 - температурный график термообработки изделий; на фиг.6 - устройство с двум  парами каналов дл  протока греющего теплоноси- тел , разрез; на фиг.7 - температурный график термообработки изделий; на фиг,8 - устройство с одним каналом дл  протока греющего теплоносител , разрез; на фиг.9 - температурный график термообработки из- делий.

Устройство состоит из футерованной камеры 1 с размещенными в ней секци ми муфелей 2, горелочными устройствами 3, каналами 4 и 5 дл  протока греющего тепло- носител  (дымовых газов), причем стенки каналов образованы футерованной камерой

Iи теплоизолирующим материалом 6. Дл  отвода отработавшего теплоносител  устройство снабжено дымозаборниками 7. Вдоль торца каждой секции муфелей размещены с чередованием устройства 8 ввода и вывода изделий.

Дл  транспортировани  длинномерных изделий 9 и 10 муфели снабжены каналами

IIи 12. Муфели соединены в секции, в которых каждый муфель 14 соприкасаетс  участками наружной поверхности либо с двум  муфел ми 13 и 15, причём муфели 13 и 15 не соприкасаютс  между собой (фиг.4), либо, если муфель размещен на границе секции,

он соприкасаетс  с одним муфелем. Такое соединение муфелей в секции обеспечивает зазор 16 между секци ми (фиг.2).

Устройство работает следующим обра- зом.

Во всех секци х по каналам 11 и 12 каждой пары соседних муфелей 13 и 14 транспортируют издели  9 и 10 в противоположных направлени х. Направлени движени  изделий показаны стрелками на фиг.З, а также крестиками и точками на оси изделий на фиг.4. В варианте устройства с одной парой каналов 4 и 5 дл  протока греющего теплоносител  (фиг.2) поток издели  9 транспортируют последовательно через зону К - от торца устройства до канала 4, через зону L - в пределах канала 4, через зону М - между каналами 4 и 5, через зону

N-впределах канала 5, через зонуР-от канала 5 до торца устройства. Поток изделий 10 транспортируют через указанные зоны в обратном направлении - от зоны Р к зоне К.

Поток изделий 9 в зоне К нагреваетс , получа  теплоту от встречного потока изделий 10 благодар  теплопередаче через поверхность соприкосновени  муфелей и выполнению муфелей из теплопроводного материала; в зоне L- нагреваетс  до заданного диапазона температуры выдержки Ti - от теплоносител , протекающего по каналу 4; в зоне М - выдерживаетс  в диапазоне температуры выдержки в практически адиабатных услови х, обеспечиваемых тем, что встречный поток изделий 10 имеет примерно такую же температуру, и поэтому теплообмен между соседними муфел ми в секци х пренебрежимо мал, а также тем, что рабочее пространство между секци ми в данной зоне заполнено теплоизолирующим материалом 6; в зоне N - дополнительно нагреваетс  в пределах заданного диапазона температуры выдержки Ti, при этом отвод теплоты от муфелей с потоком изделий 9 к муфел м с потоком более холодных изделий 10 компенсируетс  под водом теплоты от греющего теплоносител , протекающего по каналу 5; в зоне Р - охлаждаетс , отдава  теплоту встречному потоку изделий 10.

Поток изделий 10 подвергаетс  такой же последовательности тепловых воздействий при его движении от зоны Р к зоне К.

В пределах зон К и Р, примыкающих к торцам футерованной камеры, ее рабочее пространство, не зан тое секци ми муфелей 2, заполнено теплоизолирующим материалом 6 частично (на высокотемпературных участках зон, фиг.1 и 2) или полностью (фиг.б и 8). В результате теплопередача через зазор 16 между соседними секци ми подавл етс  термическим сопротивлением заполн ющего этот зазор вещества: либо только твердого (теплоизолирующего материала 6), либо твердого в сочетании с газообразным .

Так как муфели выполнены из теплопроводного материала и соединены в секции, обеспечивающие теплопередачу через поверхность соприкосновени  муфелей, то издели  при их транспортировании ввод т в тепловой контакт, причем, благодар  высокому термическому сопротивлению между секци ми в зонах К и Р, обеспечивают в плоскости, перпендикул рной направле- нию движени  изделий, направленный теплообмен между издели ми встречных потоков с подавлением теплообмена между издели ми, относ щимис  к одному и тому же потоку,

На фиг.5 показаны реализуемые в устройстве температурные графики термообработки дл  потока изделий 9 (а) и дл  потока изделий 10 (б) в случае, когда каналы 4 и 5 расположены равноудаленно от тор- цов устройства, а массовый расход и тепло- физические характеристики встречных потоков изделий одинаковы.

Контролируема  атмосфера, двигающа с  по каналам дл  транспортировани  из- делий, не только преп тствует окислению материала, но и  вл етс  в за вл емом устройстве промежуточным теплоносителем между изделием, движущимс  в канале муфел , и внутренней поверхностью канала. Изменение скорости движени  контролируемой атмосферы вли ет на интенсивность теплопередачи между издели ми в каналах соседних муфелей, измен   одновременно как скорость нагрева, так и скорость ох- лаждени  изделий. Помимо этого, рост скорости движени  защитной атмосферы обеспечивает в за вл емом устройстве снижение разности температур встречных потоков изделий на торцовых границах (в месте загрузки - выгрузки изделий), что прит водит к увеличению глубины регенерации теплоты термообработанных изделий и, следовательно, к дополнительной экономии топлива.

Движение контролируемой атмосферы может быть, как .вариант, организовано по замкнутому контуру, включающему каналы дл  транспортировани  изделий.

В варианте устройства с двум  парами каналов 4, 5, 17 и 18 дл  протока греющего теплоносител  (фиг.6) реализуетс  температурный график термообработки с двум  стади ми выдержки в заданных диапазонах температур Ti и Т2 (фиг.7).

В варианте устройства с одним каналом 19 дл  протока греющего теплоносител  (фиг.8) реализуетс  температурный график термообработки, состо щий из двух стадий - нагрева и охлаждени  (фиг.9).

Размещение теплоизолирующего материала во всем рабочем пространстве футерованной камеры, не зан том секци ми муфелей и каналами дл  протока греющего теплоносител , исключает радиационный и конвективный теплообмен между секци ми муфелей, дополнительно усилива  направленность теплообмена между встречными потоками изделий и повыша  степень регенерации теплоты охлаждаемых изделий.

Таким образом, за вл емое устройство обеспечивает реализацию различных видов термообработки: без выдержки, с одной или двум  стади ми выдержки, - с повышением экономичности процесса.

Осуществл ема  при этом глубока  регенераци  теплоты термообработанных изделий не только обеспечивает энергосбережение , но и дает экологический эффект вследствие исключени  расхода технологической воды на охлаждение изделий или уменьшени  теплового загр знени  производственных помещений (по сравнению с охлаждением изделий на воздухе).

Технико-экономическа  эффективность за вл емого устройства по сравнению с колпаковыми или роликовыми проходными печами состоит в: снижении удельного расхода условного топлива на тонну металла от 90 - 150 до 6 - 7 кг/т (в 15 - 20 раз); исключении расхода воды на охлаждение элементов печи; снижении себестоимости термообработки металла от 29 до 10,6 руб./т.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  термообработки длинномерных изделий, преимущественно стальных прутков, содержащее футерованную камеру и размещенные в ней муфели из теплопроводного материала с каналами дл  транспортировани  изделий в потоке контролируемой атмосферы, а также устройства загрузки и выдачи изделий, отличающеес  тем, что, с целью повышени  экономичности , оно снабжено установленной в камере по обе стороны от центральной оси устройства между муфел ми, теплоизол цией , в которой выполнен по меньшей мере один вертикальный канал дл  теплоносител , муфели соединены в вертикальные секции, устройства загрузки и выдачи размещены с их чередованием вдоль торца каждой секции.

   9ШШ

   sAJT

   ///

   //////////// JtJ

   90IfrZll

   2226 Фиъ.8