Нагрівальний колодязь

1 Нагрівальний колодязь, що містить камеру з вогнетривкого матеріалу з кришкою і ДИМОВІДВІДНИМИ вікнами, подину та принаймні один пальник для подачі палива, який відрізняється тим, що подина має центральну, призначену для розміщення зливків металу, частину, підняту по відношенню до її периферійної зони з утворенням кільцевого каналу для циркуляції продуктів згоряння палива, пальник встановлено горизонтально в СТІНЦІ камери на рівні кільцевого каналу і орієнтовано вздовж його стінки, а ДИМОВІДВІДНІ вікна виконані в кільцевому каналі 2 Нагрівальний колодязь за п 1, який відрізняється тим, що центральна частина подини зв'язана зі стінками камери розпірними елементами з вогнетривкого матеріалу, встановленими над кільцевим каналом 3 Нагрівальний колодязь за п 1, який відрізняється тим, що містить додатковий пальник, встановлений горизонтально в СТІНЦІ камери на рівні кільцевого каналу вздовж його стінки, віддалений від пальника переважно на половину довжини кільцевого каналу і орієнтований в супутньому по ходу каналу напрямку 4 Нагрівальний колодязь за п 1, який відрізняється тим, що ДИМОВІДВІДНІ вікна виконані в донній частині кільцевого каналу Винахід стосується чорної металурги, а саме конструкції так званих нагрівальних колодязів тобто печей, що використовуються для нагрівання зливків металу перед прокаткою ВІДОМІ нагрівальні колодязі, що містять виконану з вогнетривкого матеріалу стаціонарну робочу камеру з подиною та кришкою, пальник, розташований в центрі подини і спрямований вертикально, ДИМОВІДВІДНІ вікна, керамічні повітряні рекуператори, димову трубу, а також ВІДОМІ прилади регулювання та контролю (див книгу «Нагревательные колодцы», Аксельрод Л Г и др Металлургиздат, М ,-1962,-С 757-759) В процесі роботи таких колодязів, паливо, що подається до пальника, утворює при згорянні спрямований догори факел, що вдаряє в кришку камери, розвертається на 180 градусів і обтікає встановлені на подині зливки згори донизу, після чого продукти згоряння евакуюються через ДИМОВІДВІДНІ вікна в стінках камери До недоліків такої конструкції слід віднести нерівномірний прогрів зливків по вертикалі, а також підвищений угар металу і оплавленння окалини внаслідок тісного безпосереднього контакту поверхні зливків з високотемпературними, агресивними продуктами згоряння, що містяться в факелі Для більш рівномірного прогріву зливків процес доводиться вести в помірному режимі, що спричиняє до зайвих витрат часу, палива і додаткових втрат металу, а спроби інтенсифікувати і прискорити процес призводять і до прискореного оплавлення верхньої частини зливків, що неприпустимо Ці недоліки частково усунені в вибраній нами за найближчий аналог конструкції нагрівального колодязя, розкритій в описі до авторського свідоцтва СРСР № 508545 (Мкл С 21 D 9/70) Зазначений колодязь також містить виконану з вогнетривкого матеріалу камеру з кришкою, подину для розміщення зливків, центральний, орієнтований догори пальник, встановлений в подині, та ДИМОВІДВІДНІ вікна в стінках камери 3 метою створення більш рівномірного по висоті камери температурного поля колодязь - прототип додатково обладнано поперечною проміжною арочною перегородкою з вогнетривкого матеріалу, розташованою в середній частині камери Перегородка, що утворює проміжне арочне склепіння, відвертає частково продукти згоряння і забезпечує їх додаткову рециркуляцію в нижній частині камери, внаслідок чого нижні частини зливків отримують дода (О 1 ю ю 55746 ткове тепло і зливки прогріваються дещо скоріше і поданим нижче описом варіантів його реалізації та рівномірніше В той же час, посилення процесу кресленнями, на яких схематично зображено конвективної теплопередачі має місце в умовах - на фіг 1 - нагрівальний колодязь із встановпосиленої турбулентності, що сприяє у цьому виленими зливками металу, вид зверху, без кришки падку ще більшому утворенню окалини та и опла- на фіг 2 - переріз по А-А колодязя по фіг 1, вленню на нижній частині зливків із встановленою кришкою Нагрівальний колодязь містить стаціонарну камеру 1 з вогнетривкого маВ основу винаходу покладено задачу побудутеріалу, яка складається із стінок 2, рухомої кришвати нагрівальний колодязь такої конструкції, де б ки 3 (див фіг 2) та подини 4 Подина 4 має за рахунок створення оптимальних умов передачі центральну частину 5, призначену для розміщення тепла від згоряння палива до зливків забезпечузливків металу 6, що підлягають розігріву, яка підвався швидкий рівномірний прогрів зливків з мінінята по відношенню до її периферійної зони, внамальним угаром металу і мінімальним оплавленслідок чого утворюється кільцевий канал 7, що ням окалини ВІДПОВІДНО ДО винаходу, ця задача охоплює центральну частину 5 подини 4 На праквирішується шляхом обладнання нагрівального тиці, вугли камери 1 та подини 4 можуть бути в колодязя, що містить камеру із вогнетривкого маплані округлені Ширина кільцевого каналу 7 вибитеріалу з кришкою, ДИМОВІДВІДНИМИ вікнами і пальрається такою, аби запобігти випадковому потрапником, спеціальною (дворівневою) подиною, лянню в канал зливка, що розігрівається Оскільки центральна частина якої, призначена для розмінагрівальний колодязь завжди будується під зливщення зливків, піднята по відношення до перифеки певної конфігурації і розміру, а це визначає і всі рійної зони з утворенням кільцевого каналу для ІНШІ виміри і параметри колодязя, абсолютне знациркуляції продуктів згоряння палива, пальник чення ширини кільцевого каналу в різних колодявстановлено горизонтально в СТІНЦІ камери на рівзях може бути різним, але має дорівнювати 0,5 ні кільцьового каналу і орієнтовано вздовж його 0,7, переважно - 0,6 мінімальної ширини зливка, стінки , а ДИМОВІДВІДНІ вікна облаштовані в кільцедля розігріву якого призначений колодязь Глибина вому каналі кільцевого каналу 7, тобто висота центральної Крім того, нагрівальний колодязь може містити частини 5 подини, може бути близькою до його другий, додатковий, пальник, подібний першому, ширини і канал 7 у перетині є переважно квадратвстановлений горизонтально в СТІНЦІ камери на ним В двох діагонально протилежних кутах кільрівні кільцевого каналу вздовж його стінки із зміцевого каналу 7 в стінках 2 камери 1 встановлені щенням по відношенню до першого пальника педвопровідний пальник 8 та додатковий двопровідреважно на половину довжини кільцевого каналу і ний пальник 9, відомої конструкції Пальники 8 і 9 орієнтований в супутньому з першим пальником послідовно орієнтовані вздовж стінок камери в напряму, а ДИМОВІДВІДНІ вікна можуть бути виконасупутньому по ходу каналу 7 напрямку і віддалені ні в донній частині кільцевого каналу, тобто власне один від одного завдяки зазначеному розташуванв подині ню фактично на половину довжини кільцевого каТехнічний результат, що досягається завдяки налу Принципово, бажаний ефект може бути дотакій конструкції колодязя, полягає в тому, що сягнуто і при використанні одного пальника, але з продукти згоряння циркулюють в кільцевому канаточки зору забезпечення рівномірного температулі і лише у вкрай незначній мірі безпосередньо рного поля по перетину камери доцільніше викоконтактують з металом зливків Теплопередача до ристовувати два пальники зливків здійснюється при цьому опосередковано, переважно шляхом випромінювання, перевипроЦентральна частина 5 подини з метою посимінювання та вторинної конвекції Відсутність конлення конструкції зв'язана зі стінками камери розтакту між швидкісним потоком агресивних продукпірними елементами 10 з вогнетривкого матеріалу тів згоряння і металом, а також рівномірний Розпірні елементи розміщені безпосередньо над розподіл тепла, що випромінюється після виходу кільцевим каналом 7 таким чином, аби не переколодязя на робочий режим стінками і кришкою кривати його перетин камери, які в свою чергу нагріваються через виДИМОВІДВІДНІ вікна 11, через які евакуюються промінювання від зони кільцевого каналу, дозвопродукти згоряння палива, облаштовані в кільцеляють розігрівати зливки швидко і рівномірно по вому каналі 7, зокрема - в його донній частині, висоті при мінімальному оплавленню окалини і тобто власне в периферійній зоні подини дуже незначному угарі металу Супротив враженТаке розташування ДИМОВІДВІДНИХ ВІКОН 11 заню, що може скластися, відсутність прямого контабезпечує евакуацію продуктів згоряння палива кту між потоком продуктів згоряння і поверхнею безпосередньо з кільцевого каналу, без їх суттєзливків не тільки не призводить до уповільнення вих викидів до камери 1 ДИМОВІДВІДНІ вікна 11 процесу розігрівання останніх і зменшенню ефекзв'язані з димовою трубою (на кресленнях не потивності використання палива, а напроти - дозвоказана) Крім описаних вузлів, нагрівальний кололяє проводити швидкісний і рівномірний нагрів дязь може бути обладнаним Іншими відомими завдяки можливості вести процес горіння в зоні пристроями і системами (контрольна апаратура, кільцевого каналу в інтенсивному режимі, який елементи автоматичного управління, рекуператопризвів би до руйнації зливків, якби продукти згори тепла та ш), що не мають безпосереднього ряння входили з ними в контакт, як це має місце в відношення до суті винаходу, тому на кресленнях відомих конструкціях Як буде показано нижче, не показані винахід, завдяки описаній формі виконання, заПрацює заявлений колодязь таким чином безпечує досягнення і інших переваг у порівнянні з кришку 3 зсувають ВІДПОВІДНИМ механізмом і всевідомими рішеннями Суть винаходу пояснюється редину колодязя, на центральну частину 5 подини 4 встановлюють злівки металу 6, що підлягають розігріву Після завантаження зливків кришку встановлють на місце і включають в роботу пальники 8 і 9 Факели, що утворюються при згорянні палива в кожному з пальників, розповсюджуються вздовж кільцевого каналу 7 і таким чином формується потік полум'я, що з великою швидкістю циркулює в кільцевому каналі в напряму, позначеному стрілками Завдяки тому, що продукти згоряння евакуюються через ДИМОВІДВІДНІ вікна 11 безпосередньо з того ж кільцевого каналу, вони практично не контактують зі зливками 6 Втім, В ЗОНІ кільцевого каналу 7 створюється висока температура і через випромінювання від цієї зони забезпечується розжарення стінок і кришки камери і прогрів зливків Прогрів через випромінювання та шляхом вторинної конвекції від стінок та кришки камери проходить рівномірно, в інтенсивному режимі, але без ризику оплавлення ока 55746 лини і з мінімальним угаром металу, оскільки агресивні продукти згоряння до простору камери, де розташовані зливки, практично не надходять Розрахунки свідчать про те, що ведення процесу в більш інтенсивному режимі з більшими витратами палива за одиницю часу кінець кінцем обертається економією того ж палива на один цикл роботи колодязя через суттєве скорочення циклу нагріву, а також економією металу, що не зазнає угару і не втрачається через оплавлення окалини Крім зниження питомих витрат пального та угару металу, досягається також економія вогнетривів, оскільки інтенсифікація теплообміну за рахунок високої швидкості руху продуктів згоряння в обмеженому просторі кільцевого каналу дозволяє використовувати не керамічні рекуператори, а металічні Фіг. 1 55746 Фіг. 2 Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24