SU1753222A1

SU1753222A1 - Continuous furnace

Info

Publication number: SU1753222A1
Application number: SU904890141A
Authority: SU
Inventors: Петр Яковлевич Лактионов; Николай Васильевич Гончаров; Валерий Григорьевич Рысев; Александр Иванович Самброс; Николай Антонович Кияшко; Александр Владимирович Петров
Original assignee: Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии
Priority date: 1990-12-10
Filing date: 1990-12-10
Publication date: 1992-08-07

Abstract

Сущность изобретени 1 методическа печь содержит рабочую камеру с зонами верхнего и нижнего нагрева, вертикальный дымоотвод щий канал с частичным перекрытием его аркой Перекрытие дымоот- вод щего канала выполнено в виде размещенных в двух русах арок с промежутками между ними дл прохода дыма Арки одного руса расположены над (под) промежутками другого, а проходное сечение промежутков со стороны рабочего пространства составл ет 1,05-1.1 площади промежутков со стороны дымоотвод щего канала 2 илSUMMARY OF THE INVENTION 1 A methodical furnace contains a working chamber with zones of upper and lower heating, a vertical smoke outlet channel with a partial overlap of its arch. The overlap of the smoke outlet channel is made in the form of arches arranged in two rus with intervals between them for the passage of smoke. (sub) gaps of the other, and the flow area of the gaps from the side of the working space is 1.05-1.1 square gaps from the side of the exhaust duct 2 or

Description

Изобретение относитс к металлургии, а именно к области нагрева металла перед прокаткой, и может быть использовано в нагревательных печах прокатного производстваThe invention relates to metallurgy, in particular to the field of metal heating before rolling, and can be used in rolling furnace heating furnaces.

Известна нагревательна печь, содержаща верхние и нижние камеры с горелкэ- ми и огнеупорными перегородками, раздел ющими рабочее пространство на зоны , вертикальный дымоотвод щи и канал и балки дл перемещени металлаA known heating furnace comprising upper and lower chambers with burners and refractory partitions dividing the working space into zones, a vertical chimney, and a channel and beams for moving metal.

Недостатком печи вл етс то, что каждую зону продукты сгорани покидают с достаточно высокой температурой и дальнейша утилизаци их тепла в пределах рабочего пространства печи не предусматриваетс .The disadvantage of the furnace is that each zone leaves the combustion products at a sufficiently high temperature and does not provide for the further utilization of their heat within the working space of the furnace.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой вл етс нагревательна печь, содержаща рабочую камеру с зонами верхнего и нижнего нагрева пережимы и перегородки между зонами, вертикальный дымоотвод щий канал с установленной над (под) ним аркой и перегородкой с отверсти ми Така конструкци позвол ет увеличить степень использовани тепла дымовых газов непосредственно в рабочем пространстве печи за счет разогрева дополнительной поверхности арки и передачи от нее тепла излучением на поверхность нагреваемого металлаThe closest to the technical essence of the present invention is a heating furnace, containing a working chamber with zones of upper and lower heating, clamps and partitions between zones, a vertical chimney channel with an arch installed above it (below) and a partition with openings. the use of heat of flue gases directly in the working space of the furnace due to the heating of the additional surface of the arch and the transfer of heat from it to the surface of the heated metal

Однако и в этой конструкции на участке дымоотвод щего канала, не закрытого ркой , резко снижаетс теплоотдача излучением от кладки. Кроме того, арку необходимо выполн ть, как правило, вдоль большей стороны сечени дымоотвод щего канала. Например , в печи дл нагрева заготовок длиной 10 м и рассто ние между опорами арки, одной из которых вл етс разделительна стенка на оси печи, составит свыше 5 мHowever, in this construction, on the section of the exhaust duct, which is not covered by light, the heat emission by radiation from the masonry is sharply reduced. In addition, the arch must be performed, as a rule, along the larger side of the cross section of the smoke outlet. For example, in a furnace for heating billets 10 m in length and the distance between the arch supports, one of which is a separation wall on the furnace axis, will be over 5 m

Целью изобретени вл етс повышение равномерности нагрева заготовок сниЧThe aim of the invention is to increase the uniformity of heating of the blanks

САCa

ЮYU

юYu

жение расхода топлива и угара металла при увеличении степени утилизации тепла дымовых газов в пределах рабочего пространства печи.reduction of fuel consumption and metal loss with increasing degree of heat utilization of flue gases within the furnace working space.

Поставленна цель достигаетс тем, что в методической печи, содержащей рабочую камеру с зонами верхнего и нижнего нагрева , вертикальный дымоотвод щий канал с ограничивающим его сечение перекрытием, перекрытие выполнено в виде размещенных в двух русах поперечных рок, причем арки в каждом русе установлены с зазором одна относительно другой с перекрытием зазоров одного руса арками другого руса, а проходное сечение зазоров между арками со стороны рабочего пространства составл ет 1,05-1,1 площади зазоров со стороны ды MOOT вод щего канала.The goal is achieved by the fact that in a furnace containing a working chamber with zones of upper and lower heating, a vertical smoke outlet channel with overlapping limiting its cross section, the overlap is in the form of transverse rock placed in two Rus, with arches in each shaft being installed with a gap of one relative to the other with the overlap of the gaps of one floor by the arches of the other one, and the flow area of the gaps between the arches from the side of the working space is 1.05-1.1 the area of the gaps on the side of the water channel MOOT .

В предложенной печи обеспечиваетс более равномерное распределение дымовых газов в рабочем пространстве методической зоны и по сечению дымоотвод щего канала, за счет чего уменьшаютс подсосы атмосферного воздуха со стороны посада заготовок, увеличиваетс температура кладки в методической зоне и дыма перед дымоотвод щим каналом, вследствие теплообмена между дымовыми газами, кладкой арок и нагревательным металлом увеличиваетс степень утилизации тепла дымовых газов в рабочем пространстве печи, которое излучением с поверхности арок передаетс непосредственно нагреваемому металлу.In the proposed furnace, a more uniform distribution of flue gases in the working space of the methodical zone and over the cross section of the flue duct is ensured, thereby reducing the inflow of atmospheric air from the side of the billet, increases the temperature of the masonry in the methodical zone and the smoke in front of the flue channel gases, laying of arches and heating metal increases the degree of heat utilization of flue gases in the working space of the furnace, which by radiation from the surface of apo transmitted directly heats the metal.

Увеличение в 1,05-1,10 проходного сечени зазоров дл прохода дымовых газов в русе со стороны рабочего пространства, а значит, соответствующее увеличение поверхности арок другого руса, перекрывающих эти промежутки, обеспечивает перекрытие всего сечени канала поверхностью с максимальной интенсивностью излу- чени а направлении нагреваемого металла. Кроме того, уменьшенное проходное сечение во втором по ходу движени дымовых газов русе обеспечивает равенство скоростей движени газов в каждом русе , а значит, и минимальные потери напора на местное сопротивление.An increase in the passage section of 1.05-1.10 gaps for the passage of flue gases in the trough from the working space, and therefore, a corresponding increase in the surface of the arches of another tusk, covering these gaps, ensures that the entire channel section is covered with a surface with maximum radiation intensity direction of the metal being heated. In addition, the reduced bore in the second direction along the flue gas movement ensures equal gas velocities in each run, and hence minimal pressure losses for local resistance.

Таким образом, установкой арок в двух русах достигают равномерного распределени дымовых газоа в объеме методической зоны и по сечению канала, чем существенно уменьшают подсосы атмос- ферного воздуха через окно посада заготовок , а значит, сохран ют высокий уровень температуры дымовых газов на участке перед дымоотвод щим каналом, Все сечение канала перекрыто арками, что существенно увеличивает теплоотвод щую поверхность с максимальной интенсивностью излучени в направлении поверхности нагреваемого металла. Поскольку поверхность арок выполн ет функцию промежуточного теплообменника, интенсифицируетс Thus, by installing arches in two tiers, a uniform distribution of flue gas in the volume of the methodical zone and over the channel cross section is achieved, which significantly reduces the inflow of atmospheric air through the bottom window of the blanks, which means that they maintain a high level of flue gas temperature in the area before the channel, the entire cross section of the channel is blocked by arches, which significantly increases the heat-removing surface with the maximum radiation intensity in the direction of the surface of the heated metal. Since the surface of the arches performs the function of an intermediate heat exchanger, it is intensified

теплоотдача от газов к поверхности нагреваемого металла. Снижение температуры дымовых газов на участке арочного перекрыти составл ет 60-120°С, а среднемас- сова температура металла на этом участкеheat transfer from gases to the surface of the heated metal. The temperature decrease of the flue gases in the section of the arched ceiling is 60-120 ° C, and the average mass-temperature temperature of the metal in this section

дополнительно увеличиваетс на 40-60°С. Это позвол ет уменьшить тепловые нагрузки и температуру в последующих зонах и, как следствие, снизить расход топлива и угар металла.additionally increased by 40-60 ° C. This reduces heat loads and temperatures in subsequent zones and, as a result, reduces fuel consumption and metal waste.

На фиг, 1 показан профиль части методической печи со стороны окна выдачи; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows the profile of a portion of the furnace on the side of the dispensing window; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

Печь включает в себ зоны верхнего 1 и нижнего 2 обогрева, вертикальный дымоотвод щий канал 3, установленные в нем арки 4 со стороны рабочего пространства печи и арки 5 со стороны дымоотвод щего канала, глиссажные трубы 6, по которым перемеща- ющис нагреваемое заготовки 7, которыеThe furnace includes the zones of the upper 1 and lower 2 heating, the vertical flue duct 3, the arches 4 installed in it from the working area of the furnace and the arch 5 from the flue channel side, gliding pipes 6 through which the heated billet 7 is heated, which

поступают в печь через окно посада,enter the furnace through the window of the tenements

Печь работает следующим образом. Дымовые газы из зон 1 и 2 направл ютс к дымоотвод щему каналу 3. Перед перегородками первого руса арок 4 потокThe furnace works as follows. The flue gases from zones 1 and 2 are directed to the flue gas duct 3. Before the partitions of the first arch of arches 4, the flow

дымовых гачов раздел етс на отдельные потоки, которые направл ютс в зазоры между арками 4. Поскольку происходит торможение потока арками руса, увеличиваетс давление газов под сводом методическойof flue gaci is divided into separate flows, which are directed into the gaps between the arches 4. As the flow of the arches of the river is slowed down, the pressure of gases under the roof of the methodical

зоны до 10-15 Па, а на уровне металла разрежение уменьшаетс до нул с пульсаци ми до +2 Па. За счет этого прекращаютс подсосы атмосферного воздуха через окно посада, увеличиваетс температура кладкиzones up to 10-15 Pa, and at the metal level the vacuum is reduced to zero with pulsations up to +2 Pa. Due to this, the inflow of atmospheric air through the window of the ground stops, the temperature of the masonry increases

в методической зоне. Одновременно происходит разогрев поверхностей арок 4, обращенных к нагреваемой заготовке 7. Поскольку температура металла на этом участке практически равна начальной температуре при посаде, идет интенсивное усвоение тепла, излучаемого арками. Это приводит к снижению температуры поверхности арок, что интенсифицирует теплоотдачу от газов к поверхност м арок, а в целомin the methodical zone. At the same time, the surfaces of the arches 4 facing the heated billet 7 are heated up. Since the temperature of the metal in this area is almost equal to the initial temperature at the bottom, there is an intensive absorption of heat emitted by the arches. This leads to a decrease in the surface temperature of the arches, which intensifies the heat transfer from the gases to the surfaces of the arches, and in general

увеличиваетс интенсивность теплоотдачи от газов к нагреваемому металлу. Далее, проход между зазорами арок 4, дымовые газы встречаютс с арками 5 второго руса, отдава им тепло, которое излучением с поверхностей арок через зазоры между арками 4 передаетс нагреваемому металлу. Через зазоры между арками 5 дымовые газы направл ютс в дымоотвод щий канал 3. При этом на участке двух русов дымоотвод щего канала температура дымовых газовThe intensity of heat transfer from gases to the heated metal increases. Further, the passage between the gaps of the arches 4, the flue gases meet with the arches 5 of the second river, giving them heat, which is transmitted by radiation from the surfaces of the arches through the gaps between the arches 4 to the metal to be heated. Through the gaps between the arches 5, the flue gases are directed into the flue gas duct 3. At the same time, in the area of the two runes of the flue gas flue gas temperature

снижаетс на 60-120°С, а среднемассова температура нагреваемого металла дополнительно увеличиваетс на 40-60°С.decreases by 60-120 ° C, and the mass-average temperature of the metal being heated further increases by 40-60 ° C.

Выбранное соотношение между проходным сечением первого (по ходу газа) и второго русов 1,05-1,1 позвол ет обеспечить перекрытие арками второго руса зазоров между арками первого руса и сохранить равенство скоростей дымовых газов в зазорах между арками. При температуре дымовых газов перед первым русом 900-950°С и снижении ее при проходе участка на 60°С объем дымовых газов за счет снижени температуры уменьшаетс перед зазорами второго руса в 1,05 раза, а при температуре 1050-1100°С и снижении ее на 120°С объем газов уменьшаетс в 1.1 раз. Проходное сечение дл дымовых газов между арками русов составл ет усредненное значение проходных сечений первого и второго русов.The selected ratio between the first section through passage (along the gas flow) and the second Rus 1.05-1.1 allows the arches of the second Rus to overlap the gaps between the arches of the first Rus and maintain the equality of the flue gas velocities in the gaps between the arches. When the temperature of the flue gases is 900-950 ° C before the first flux and it decreases when the site passes by 60 ° C, the volume of the flue gases decreases by 1.05 times before the gaps of the second tusk, and at 1050-1100 ° С and decreases at 120 ° C, the volume of gases is reduced by a factor of 1.1. The flue gas cross-section between the arches of the Russ is the average value of the flow sections of the first and second Rus.

В качестве примера рассмотрим реализацию предложенного технического решени на методических нагревательных печах крупносортного стана, имеющего дымоотвод в виде двух каналов сечением 3,0x3,0 м каждый. Расход дымовых газов через каждый канал при номинальных нагрузках составл ет 30,0 тыс.м3/ч, что соответствует их скорости 0,9 м/с. Сечение каждого канала перекрыли арками, расположив их в двух русах. В первом установили арку в центре сечени шириной 0,6 м и на рассто нии 0,48 м от нее по обе стороны установили арки шириной 0,48 м, образующие со стенками канала зазоры шириной 0,24 м. Во втором русе установили четыре арки напротив зазоров первого руса (примыкающие к боковым стенам канала шириной 0.25 м) и две напротив центральных зазоров шириной 0,48 м. Отношение проходных сечений верхнего руса, площадь которого равна З.Ох (0,24+0,48+0,24) 4,32 м2, к проходному сечению нижнего руса, имеющего площадь 3,0х(0,51+0,52+0,51) 462 м2, составл ет 4,62:4.32 1,07. Рассто ние междуAs an example, let us consider the implementation of the proposed technical solution on methodical heating furnaces of a large-sized mill with a smoke outlet in the form of two channels with a section of 3.0x3.0 m each. The flue gas flow rate through each channel at nominal loads is 30.0 m3 / h, which corresponds to their speed of 0.9 m / s. The cross section of each channel blocked arches, placing them in two Rus. In the first, an arch was installed in the center of the cross-section with a width of 0.6 m and at a distance of 0.48 m from it, arches 0.48 m wide were installed on both sides, forming gaps 0.24 m wide with the channel walls. In the second floor four archways were installed opposite the gaps of the first tusa (adjacent to the side walls of the channel 0.25 m wide) and two opposite the central gaps of 0.48 m wide. The ratio of the flow sections of the upper tusk, whose area is Z.Oh (0.24 + 0.48 + 0.24) 4.32 m2, to the lower rus bore, having an area of 3.0x (0.51 + 0.52 + 0.51) 462 m2, is 4.62: 4.32 1.07. Distance between

нижним основанием арок первого руса и ве рхним основанием нижнего руса составл ет 0,25 м, что обеспечивает проходное сечение дл дыма 4,5 м2. .the lower base of the arches of the first Rus and the upper base of the lower Rus are 0.25 m, which provides a passage for smoke of 4.5 m2. .

Уменьшение проходного сечени дымоотвод щего канала способствует увеличению давлени дымовых газов в методической зоне (под сводом зоны до 15- 20 Па, на уровне металла до 0-5,0 Па) иA decrease in the flow area of the flue duct contributes to an increase in the pressure of the flue gases in the methodical zone (under the vault of the zone to 15-20 Pa, at the level of the metal to 0-5.0 Pa) and

более равномерному распределению дымовых газов по сечению канала. За счет этого устран ютс подсосы воздуха в дымоотво- д щий канал. Увеличиваетс на 120-150°С температура кладки в методической зоне иmore uniform distribution of flue gases over the channel section. In this way, air is vented into the smoke duct. The temperature of the masonry in the methodical zone increases by 120-150 ° C.

дымоотвод щем канале, что вместе с увеличением излучающей поверхности за счет установки арок способствует снижению расхода топлива на 5,0-7,0%. Увеличение температуры заготбв кйГ в методТйёской зоне позвол ет повысить равномерность ее нагрева по сечению, отказатьс от формированных режимов нагрева и снизить температурный уровень в сварочных зонах, что приводит к снижению на ТО-12% угара металла .chimney channel, which, together with an increase in the radiating surface due to the installation of arches, contributes to a reduction in fuel consumption by 5.0–7.0%. An increase in the temperature of zygtbv kyG in the method of the zone allows to increase the uniformity of its heating over the cross section, to give up the formed heating modes and reduce the temperature level in the welding zones, which leads to a decrease in TO-12% of metal carbon.

Claims

Invention Methodological oven comprising a working chamber with zones of the upper and lower

heating, a vertical smoke exhaust channel with overlapping limiting its cross section, characterized in that, in order to increase heating uniformity of billets, reduce fuel consumption and metal loss by increasing the degree of heat utilization of flue gases within the working space of the furnace, in two Rus transverse arches, with arches in each

the tusk is installed with a gap one relative to another with the overlap of the gaps of one tus with the arches of another tus, and the flow area of the gaps between the arches on the working space side is 1.05-1.1

gaps on the side of the chimney channel.

BUT

.6

5ss $ ss s s3 s s