Спосіб контролю однорідності температури виробів у нагрівальній печі, яка використовується у чорній металургії, і нагрівальна піч

Номер патенту: 90085

Опубліковано: 12.04.2010

Автор: Морель Ален

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб використання нагрівальної печі (1) для зменшення гарячої зони полум'я, яка утворюється в результаті роботи пальників, при цьому піч виконана з можливістю переміщення всередині неї виробів чорної металургії, контролю однорідності температури згаданих виробів і оснащена бічними пальниками, згідно з яким забезпечують на кожній внутрішній стінці печі щонайменше два пальники з полум'ям, що розсіюється, виконані з можливістю використання за принципом "все або нічого" і регулювання часу роботи і зупинки кожного з пальників для забезпечення бажаної температури, використовують пальники в режимі, близькому до максимального або в максимальному режимі, вибирають порядок запуску пальників для поліпшення перемішування і циркуляції димових газів у печі для того, щоб зменшити гарячу зону полум'я і забезпечити більш високу однорідність температури внутрішніх стінок печі і виробів і зменшення коливання тиску в печі і у системі подачі в пальники палива й окиснювача палива, при цьому для зміни перемішування і циркуляції димових газів у печі пальники запускають і зупиняють за допомогою обчислювальної машини з використанням математичних алгоритмів контролю, з урахуванням заданих температурних параметрів виробів, при цьому за допомогою згаданої обчислювальної машини і встановлених в печі датчиків контролюють розподіл тепла на основі поздовжньої і/або поперечної температурної кривої для печі, залежно від місцеположення завантаження виробів, їх характеристик, переміщення вздовж поздовжньої осі печі, а також заданих температурних параметрів і розподілу температур на виході у даному виробі.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що за допомогою обчислювальної машини контролюють розподіл температури в печі (1) залежно від промислової програми завантаження і програми прокату на виході для оптимізації параметрів підігрівання виробів.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що регулюють розподіл потужності, яка вводиться в камеру печі, з урахуванням рекуперації енергії у вхідній зоні.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розподіл теплової потужності, що нагнітається уздовж поздовжнього і поперечного напрямків печі, визначають за допомогою датчиків під час процесу прокатки, який йде за процесом підігріву.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що теплові властивості печі (1) і поздовжній тепловий профіль виробу (2), оброблюваного в печі, автоматично розраховують за допомогою обчислювальної машини, що використовує математичні моделі, системи нечіткої  логіки або алгоритми нейропредикативного типу.

6. Нагрівальна піч для виробів чорної металургії, що містить засоби для переміщення всередині неї виробів чорної металургії, щонайменше два пальники з полум'ям, що розсіюється, на кожній бічній внутрішній стінці печі, засоби керування для використання пальників за принципом "все або нічого" і регулювання часу роботи і зупинки кожного з пальників для забезпечення бажаної температури, при цьому згадані засоби керування забезпечують використання пальників в режимі, близькому до максимального, або в максимальному режимі, причому передбачені засоби для вибору порядку запуску пальників для поліпшення перемішування і циркуляції димових газів у печі для того, щоб зменшити гарячу зону полум'я і забезпечити більш високу однорідність температури внутрішніх стінок печі і виробів, і для зменшення коливання тиску в печі і у системі подачі в пальники палива і окиснювача палива, при цьому як засоби для вибору порядку запуску пальників передбачена обчислювальна машина, яка застосовує математичні алгоритми контролю, з урахуванням заданих температурних параметрів виробів, і забезпечує запуск і зупинку пальників для зміни перемішування і циркуляції димових газів у печі, при цьому піч забезпечена датчиками, які дають обчислювальній машині інформацію для контролю розподілу тепла на основі поздовжньої і/або поперечної температурної кривої для печі, залежно від місцеположення завантаження виробів, їх характеристик і переміщення вздовж поздовжньої осі печі, а також заданих температурних параметрів і розподілу температур на виході у даному виробі.

7. Нагрівальна піч за п. 6, яка відрізняється тим, що обчислювальна машина застосовує математичні алгоритми контролю залежно від визначених теплових параметрів на поверхні виробу для керування змінами циркуляції димових газів у камері вищезгаданої печі.

8. Нагрівальна піч за п. 7, яка відрізняється тим, що піч з'єднана з датчиками для визначення температури під час процесу прокату після підігрівання в печі, при цьому дані датчики підключені до обчислювальної машини, яка регулює розподіл теплової потужності, що подається в піч у поздовжньому і поперечному напрямках.

9. Нагрівальна піч за п. 7, яка відрізняється тим, що обчислювальна машина для автоматичного розрахунку теплових властивостей печі (1) і поздовжнього теплового профілю виробу (2), що обробляється в печі, використовує математичні моделі, системи нечіткої логіки або алгоритми нейропредикативного типу.

Текст

1. Спосіб використання нагрівальної печі (1) для зменшення гарячої зони полум'я, яка утворюється в результаті роботи пальників, при цьому піч виконана з можливістю переміщення всередині неї виробів чорної металургії, контролю однорідності температури згаданих виробів і оснащена бічними пальниками, згідно з яким забезпечують на кожній внутрішній стінці печі щонайменше два пальники з полум'ям, що розсіюється, виконані з можливістю використання за принципом "все або нічого" і регулювання часу роботи і зупинки кожного з пальників для забезпечення бажаної температури, використовують пальники в режимі, близькому до максимального або в максимальному режимі, вибирають порядок запуску пальників для поліпшення перемішування і циркуляції димових газів у печі для того, щоб зменшити гарячу зону полум'я і забезпечити більш високу однорідність температури внутрішніх стінок печі і виробів і зменшення коливання тиску в печі і у системі подачі в пальники палива й окиснювача палива, при цьому для зміни перемішування і циркуляції димових газів у печі пальники запускають і зупиняють за допомогою обчислювальної машини з використанням математичних алгоритмів контролю, з урахуванням заданих температурних параметрів виробів, при цьому за допомогою згаданої обчислювальної машини і встановлених в печі датчиків контролюють розподіл тепла на основі поздовжньої і/або поперечної 2 (19) 1 3 90085 4 льна машина, яка застосовує математичні алгоривання змінами циркуляції димових газів у камері тми контролю, з урахуванням заданих температувищезгаданої печі. 8. Нагрівальна піч за п. 7, яка відрізняється тим, рних параметрів виробів, і забезпечує запуск і зупинку пальників для зміни перемішування і що піч з'єднана з датчиками для визначення темциркуляції димових газів у печі, при цьому піч заператури під час процесу прокату після підігріванбезпечена датчиками, які дають обчислювальній ня в печі, при цьому дані датчики підключені до машині інформацію для контролю розподілу тепла обчислювальної машини, яка регулює розподіл на основі поздовжньої і/або поперечної температеплової потужності, що подається в піч у поздовтурної кривої для печі, залежно від місцеположенжньому і поперечному напрямках. 9. Нагрівальна піч за п. 7, яка відрізняється тим, ня завантаження виробів, їх характеристик і переміщення вздовж поздовжньої осі печі, а також що обчислювальна машина для автоматичного заданих температурних параметрів і розподілу розрахунку теплових властивостей печі (1) і позтемператур на виході у даному виробі. довжнього теплового профілю виробу (2), що об7. Нагрівальна піч за п. 6, яка відрізняється тим, робляється в печі, використовує математичні мощо обчислювальна машина застосовує математиделі, системи нечіткої логіки або алгоритми чні алгоритми контролю залежно від визначених нейропредикативного типу. теплових параметрів на поверхні виробу для керу Даний винахід відноситься до способу контролю однорідності температури виробів чорної металургії, зокрема слябів і заготовок, у нагрівальній печі, оснащеній бічними пальниками. Нагрівальні печі, які використовуються у чорній металургії, призначені для доведення температури виробів до відповідної температури прокатки і забезпечення відповідної однорідності температур у всіх точках виробу. Нагрівання у печі звичайно забезпечується за допомогою розташованих на внутрішніх стінках печі пальників, в які подається повітря і мінеральне паливо. Пальники розрізняються за потужністю і формою полум'я, необхідними для забезпечення різних робочих режимів, які залежать від конструктивних особливостей, тиску, витрати палива і окиснювача палива. Це полум'я, як правило, являє собою характерний тепловий профіль з наявністю точки найбільшої активності полум'я (гарячої зони полум'я), де сконцентрована значна частина енергії, яка вивільняється, і теплового випромінювання. Здійснення контролю над точкою найбільшої активності полум'я являє собою складний момент, оскільки її положення може змінюватися і залежати від режиму роботи пальника, який, у свою чергу, визначається необхідними тепловими параметрами печі. Тепловий профіль полум'я, який утворюється у результаті роботи пальників, безпосередньо впливає на розподіл температури внутрішніх стінок печі і розташованих поруч з ними виробів, які відтворюють у тій або іншій мірі по суті такий же режим розподілу температури, який залежить від місцеположення точки найбільшої активності полум'я. Різниця температур у різних місцях виробу буде тим більшою, чим більшу сфокусованість буде мати точка найбільшої активності полум'я і чим вищою буде її температура порівняно з температурою на поверхні виробу. Явище різниці температур на поверхні виробу може також виникнути у випадку наявності перешкоди для теплового випромінювання між точкою найбільшої активності полум'я і виробом, напри клад, зумовлене використанням підставки для виробів, яка створює тіньовий ефект. Вироби, якщо на них впливає сильний тепловий потік, можуть бути перегрітими по краях, оскільки теплового впливу як полум'я, так і бічних стінок зазнають не тільки його дві основні поверхні (верхня і нижня), але і краї. Це явище набуває особливого значення з урахуванням впливу, який здійснює точка найбільшої активності полум'я на бічну внутрішню стінку печі, яка бере участь у нагріванні країв виробу. Найбільш тонкі вироби, розташовані між товстими виробами, які завантажуються, і схильні до відповідного теплового режиму, також будуть перегріті і навпаки. Для зменшення недоліків засобів нагрівання звичайно намагаються, щоб на виході з печі вироби підігрівалися до температури, яка перевищує на декілька десятків градусів температуру, найбільш відповідну для прокатки, для того, щоб у всіх точках температура була вищою за цю температуру. Неоднорідність температури, зокрема наявність «холодних точок», може викликати при цьому значні навантаження у кліті прокатного стану і призвести до помітних змін товщини або форми кінцевого виробу. Зменшення різниці температур у підігрітих виробах у печі завжди являло собою предмет особливої важливості для користувачів і розробників печей і здійснювалося у різних напрямах, наприклад: - за рахунок оптимізації розташування пальників у печі і (або) збільшення їх кількості з одночасним зниженням потужності кожного окремо; - шляхом покращення процесу керування пальниками за рахунок зміни положення точок найбільшої активності полум'я і часу, протягом якого працює пальник. Зокрема, з документа FR-A-2794132 (9906725) відомо, як використовувати бічні пальники за принципом «все або нічого», регулювати час їх експлуатації та зупинки кожного з пальників для забезпечення потрібної температури. Відповідно до даного способу, регулювання процесу нагрівання виробів здійснюють шляхом 5 90085 6 керування положенням точки найбільшої активноють таким чином, щоб покращити перемішування і сті з використанням в окремих місцях теплового циркуляцію димових газів для зменшення точки потоку полум'я і газоподібних продуктів, які утвонайбільшої активності полум'я і забезпечення рюються внаслідок спалювання палива, і з урахубільш хорошої однорідності температури внутрішванням особливостей та існуючих недоліків в їх ніх стінок печі та виробів. розподілі. Дослідження по одержанню виробів, які Опис пальників з полум'ям, що розсіюється, які мають однорідну температуру на виході з нагрівамогли б використовуватися, поданий у документі льної печі, здійснювалися в основному з урахуFR-A-2784449 (9812824). ванням існуючих недоліків у розподілі температури Завдяки використанню пальників з полум'ям, у полум'ї пальників, при цьому спроби усунути дащо розсіюється, які функціонують за принципом ний недолік робилися за допомогою засобів, які «все або нічого» і використовуються з метою макдозволили б правильно направити енергію підігрісимального зменшення кількості точок з найбільвання на шари виробів. шою активністю полум'я і димових газів, які утвоПроцес керування явищами перегрівання в рюються у камері печі, однорідність температури окремих місцях, як це випливає з документа FR-Aвиробів, які підігріваються, покращується. Вирів2794132, носить достатньо ефективний характер, нювання температури димових газів і внутрішніх але накладає деякі обмеження, оскільки він веде стінок печі значно усуває недоліки, властиві наявдо ускладнення пальників і контрольної апаратури ності точки найбільшої активності у полум'ї печей, (обладнання керування роботою печі) в інтересах виготовлених відповідно до Звичайного рівня техзабезпечення, за рахунок використання алгоритму ніки. обчислювальної машини, роздільного керування Позитивним моментом є те, що піч передбачамісцерозташуванням точок найбільшої активності ється оснастити, щонайменше, двома пальниками, полум'я пальника залежно від положення виробів і які будуть встановлені на кожній з бічних стінок, показників температури на виході з печі. при цьому передбачається такий порядок запусКрім того, незважаючи на складність контролю кання цих пальників, який дозволив би покращити теплового профілю печі, зазначається, що існує перемішування і циркуляцію димових газів. залишкова неоднорідність (слабка, але показова), Як правило, регулювання циркуляції димових яка пов'язана з підвищеною різницею температури газів у камері вищеназваної печі здійснюється за між точкою найбільшої активності полум'я і виродопомогою обчислювальної машини, яка викорисбами, і стінками печі, а також зі значними тіньовитовує математичні алгоритми контролю з урахуми ефектами, зокрема, для кожного режиму ексванням заданих теплових параметрів виробу. плуатації пальників. Такі явища неоднорідність За допомогою обчислювальної машини можна виявляються у різниці температур між краями виконтролювати розподіл тепла, зокрема, поздовжробу та його центральною частиною, а також у ньо і/або поперечно розташовані криві, темперанаявності «холодних точок», розташованих на потуру печі, залежно від положення завантаження, її верхні виробів, на рівні опор, розташованих на характеристик, переміщення вздовж поздовжньої підставках, які знаходяться у печі. осі печі, заданих температурних параметрів і розУ документі US-A-4281984 пропонується викоподілу температур виробу на виході. ристати поперемінне запускання пальників, а таЗа допомогою обчислювальної машини можна кож внести зміни у витрату окиснювача палива контролювати порядок запускання пальників і моі/або палива, що призведе до змін режиму експлумент, коли ці пальники запалюються з метою змеатації пальників. Це не дуже сприятливо впливає ншення показників зміни тиску у камері печі і у сина коефіцієнт корисної дії пальників, а також на стемі подачі у пальники палива та окиснювача однорідність температур. палива. Даний винахід відноситься до способу, який, За допомогою обчислювальної машини можна залишаючись загалом відносно простим і економіконтролювати розподіл температури у печі залежчним, забезпечував би покращену однорідність но від промислової програми завантаження і протемператури виробу, який нагрівається у печах, які грами прокату на виході в інтересах оптимізації використовуються у чорній металургії, з метою параметрів підігрівання виробів. обмеження можливості появи дефектів при прокаРегулювання розподілу потужності, яка податі. ється у камеру печі, здійснюється з урахуванням Винахід відноситься до способу контролю однеобхідності рекуперації енергії у вхідній зоні печі. норідності температури виробів чорної металургії, Розподіл теплоти згоряння палива, яка видізокрема слябів і заготовок, у нагрівальній печі, ляється, у поздовжньому або поперечному напряоснащеній бічними пальниками на кожній з двох мі печі, може бути врахований при її використанні протилежно розташованих сторін, паралельних у процесі прокату. напряму переміщення виробів всередині печі, а Теплові властивості печі і поздовжній темпетакож до способу, згідно з яким будуть функціонуратурний профіль виробу, який виготовляється у вати бічні пальники за принципом «все або нічого» печі, можуть автоматично розраховуватися за доі регулюватися час експлуатації та зупинки кожнопомогою обчислювальної машини, яка використого з пальників для забезпечення бажаної темперавує математичні моделі, системи нечіткої логіки тури, які характеризуються тим, що як бічні пальабо алгоритми нейропредикативного типу та інш. ники застосовуються пальники з полум'ям, що Винахід також відноситься до нагрівальної печі розсіюється, які використовують у режимі, близьдля виробів чорної металургії, зокрема слябів і кому до максимального, або у максимальному заготовок, яка обладнана бічними пальниками і режимі, а порядок запускання пальників вибиравключає засоби керування, які забезпечують фун 7 90085 8 кціонування бічних пальників за принципом «все На Фіг.4 можна побачити схематичний вигляд або нічого», а також регулювання часу експлуатапечі, відповідно до винаходу, представленої у ції та зупинки кожного з пальників для одержання плані і у розрізі. У даній печі 1 показані чотири пазаданої температури, що характеризується тим, льники з полум'ям, що розсіюється, В1-В4. Вироби що бічні пальники являють собою пальники з почорної металургії 2, призначені для нагрівання, лум'ям, що розсіюється, які керуються таким чирозташовують на опорі і переміщують зліва наном, щоб забезпечити їх експлуатацію у режимі, право. З кожної сторони печі, на внутрішніх бічних близькому до максимального, або у максимальносторонах, передбачена наявність, щонайменше, му режимі, при цьому порядокзапалювання пальчотирьох пальників В1, В2, В3 і В4, розташованих ників вибраний таким чином, щоб покращити певище і нижче площини Ρ виробів. Пальники В1 і В3 ремішування і циркуляцію димових газів з метою розташовані, відповідно, вище пальників В2 і В4 зменшення точки найбільшої активності полум'я, відповідно до напряму переміщення виробів у печі. коливань тиску у печі, а також системи живлення Пальники В1 і В3, а також пальники В2 і В4 розтапальників і забезпечення більш високої однорідношовані навпроти один одного. сті температури внутрішніх стінок печі та виробів. Роз'яснення з приводу таких пальників з полуВинахід включає, крім викладених вище прим'ям, що розсіюється, подані у документі FR-Aстроїв, цілий ряд інших пристроїв, питання про 2784449, опис яких включений, як посилання, у яких буде розглядатися більш конкретно, коли даний опис. мова піде про приклади використання, детально Пальник з полум'ям, що розсіюється, з консописані з посиланням на додані фігури креслень, труктивної точки зору, призначений для створення але які у жодній мірі не є обмежувальними. На цих полум'я, що розсіюється, у всіх робочих режимах, фігурах: але в умовах, які можуть змінюватися. - Фіг.1 зображає вертикальну проекцію нагріНа Фіг.3 показаний, наприклад, для пальника вальної печі для виробів чорної металургії відпові5, зображеного у площині поперечного перерізу, дно до винаходу; розподіл енергії або теплових потоків (у кВт), - Фіг.2 - схематичний вигляд пальника з полупредставлений на осі ординат, залежно від віддам'ям, що розсіюється; леності від бічної внутрішньої стінки печі 1, в якій - Фіг.3 зображає діаграму зі схематичним зовстановлений даний пальник, зображеної на осі браженням розподілу, залежно від режимів функабсцис. Криві С1, С2 і С3 показують розподіл тепціонування, теплових потоків пальника з полум'ям, лового потоку цього пальника на різних робочих що розсіюється, 5 у поперечній площині печі; при режимах; крива С1 - параметри функціонування цьому зміни теплового потоку зображені на осі пальника на малих режимах; крива С2 - на проміординат, на осі абсцис представлена відстань від жних режимах і крива С3 - на максимальному ребічної стінки печі, на якій встановлений пальник; жимі або у режимі повного вогню. - Фіг.4 - вигляд у розрізі, у схематичному і часЗазначається, що залежно від робочого режитковому плані, печі відповідно до винаходу з паму розсіювання полум'я з урахуванням ширини рами пальників, розташованими на кожній бічній печі 5 краще усього досягається, згідно з кривою стінці; С3, на режимах, близьких до максимальних. На - Фіг.5 - діаграму, яка ілюструє приклад запусФіг.3 зображено, що на малому режимі точка найкання пальників печі у загальному циклі запусканбільшої активності пальника знаходиться поруч з ня; внутрішньою стінкою печі, яка буде підігріватися, - Фіг.6 і 8 - діаграми, які ілюструють, аналогічно що спричиняє перегрівання країв виробів на виході діаграмі, зображеній на Фіг.5, інші приклади порядз печі, а також одержання теплового профілю вику запускання пальників. робу, в якому температура по краях вища, ніж у На Фіг.1 зображений схематичний вигляд нацентрі. грівальної печі, яка складається з ізольованої каВідповідно до винаходу, передбачається вимери 1; вироби чорної металургії 2, призначені для користовувати пальники з полум'ям, що розсіюєтьнагрівання, розташовують всередині печі на підсся, В1-В4 у режимі, близькому до максимального, тавці 3 і переміщують за допомогою механізму 4 або у максимальному режимі, за принципом «все справа наліво за Фіг. Пальники з полум'ям, що або нічого», з додержанням порядку чистого запурозсіюється, 5 розташовуються на внутрішніх бічскання для забезпечення перемішування і циркуних стінках печі, вище і нижче ряду виробів 2. ляції домових газів з метою зменшення точки найНа Фіг.2 схематично представлений пальник з більшої активності полум'я і досягнення більшої полум'ям, що розсіюється, який обладнаний канаоднорідності температури внутрішніх стінок та вилом 6 згоряння, який має розширювану форму з робів. довжиною (L), яка дорівнює, щонайменше, 1,3 виЦе дозволяє покращити розподіл теплової соти (Н), та отворами 8, 7 впорскування палива і енергії. Оптимізація експлуатації пальника у реокиснювача палива, розташованими симетрично у жимі експлуатації, близькому до максимального, відношенні до основної осі симетрії трубки PS, а дозволяє скоротити викид забруднювальних речотакож паралельно площини Ρ виробів, які знаховин у виникаючі газоподібні продукти горіння. дяться у печі. Направленість отворів впорскування Функціонування пальників на повній потужноспалива і окиснювача палива вибирається таким ті з характерною для цього значною швидкістю чином, щоб створити різницю розподілу продуктів газу у пальнику дозволяє краще розподілити тепзгоряння і вторинних димових газів з метою одерлову енергію по всій поверхні полум'я, перемішати жати полум'я, що розсіюється, яке забезпечує ріві забезпечити циркуляцію димових газів у камері номірний розподіл теплового потоку. печі. Основним результатом цього є додаткове 9 90085 10 зменшення точки найбільшої активності полум'я і об'ємом розміщеного у цій частині печі завантапокращення розподілу теплової енергії на внутріження. шніх стінках і на поверхні виробу. На Фіг.7 зображений інший приклад порядку і Зменшення розмірів точки найбільшої активтривалості запускання пальників, в якому кожний ності полум'я, перемішування і циркуляція димопальник працює протягом визначеного часу (В1, вих газів у печі, зумовлених використанням робоt3), (В2, t4), (В3, t5) і (В4, t6), який відповідає теплочого циклу пальників за принципом «все або вим параметрам, які запитуються, у визначеній нічого», дозволяють досягнути гомогенізації видічастині печі залежно від кожного з пальників. На лення димових газів при умовах, які ведуть до рівданій фігурі видно, що у момент, позначений «ts», номірного теплообміну між внутрішніми стінками функціонують три пальники, а у момент «tr» жоден печі і виробом. Тіньовий ефект, зумовлений, наз пальників не працює. Стає ясно, що функціонуприклад, використанням підставок 3 під нижню вання печі за даним варіантом призведе до істотповерхню виробів 2, також значно зменшується, них коливань тиску у печі і у системі подачі палива завдяки усуненню температурного перепаду між і окиснювача палива у пальники у часовому інтердимовими газами і внутрішніми стінками печі, вирівалі ts-tr, тобто під час запускання і вимикання павнюванню теплопередачі на поверхню виробів, а льників. також і на підставки, які мають на всій їх поверхні На Фіг.8 зображений різний порядок запускантемпературні показники внутрішніх стінок. Резульня пальників В1 і В4 на період, відповідно, t3 і t6, татом цього є більш високий рівень однорідності аналогічний роботі печі, показаної на Фіг.7. На датемператур виробу, що витягується з печі, який ній фігурі видно, що одночасно запускаються макдозволяє досягнути кращої якості прокату при симально два пальники і в один момент вони всі більш низькій температурі прокату та виготовленгаснуть. Зрозуміло, що у даному випадку коливання остаточного виробу з кращими характеристиня тиску у печі і системі подачі палива і окиснюваками металу і розмірними параметрами. ча палива будуть менш значними, ніж у випадку На Фіг.5 представлений перший приклад пороботи пальників, зображеному на Фіг.7. рядку послідовного запускання пальників В1 і В4. Ясно також, що можна використовувати різні Для кожного пальника на осі абсцис показані покаспособи запускання з метою модифікації перемізники часу, а на осі ординат - стан роботи, який шування димових газів у печі і/або розподілу тепвідповідає не нульовому рівню ординати, і стан лової потужності у печі, і/або обмеження коливань зупинки, який відповідає нульовому рівню ординатиску у печі, і/або тиску у системі подачі у пальнити. Таким чином режим функціонування відповідає ки палива і окиснювача палива. Цей принцип заінтервалу, в якому здійснюється режим, близький стосовний для печей, які мають значні розміри і до максимального; неробочий режим або режим оснащені більшою кількістю пальників, ніж це назупинки відповідає нульовому діапазону ординати. ведено як приклад. Принципи запускання пальниЧас «Т» циклу запускання пальників, тривалість ків можуть також бути застосовані і до пальників, «t» функціонування кожного пальника є величинарозташованих вище і нижче площини Ρ виробів. ми, які характеризують, у кожний конкретний моТакий же принцип регулювання тривалості ромент, частину загальної потужності, створеної у боти кожного пальника з урахуванням місця їх зоні печі і необхідної для підігрівання існуючого у встановлення у печі дозволяє контролювати темцій зоні завантаження. Як випливає з Фіг.5, тривапературний профіль печі залежно від характерислість функціонування кожного пальника є однакотик місця розміщення завантаження у печі, або вою. теплових властивостей виробу, який витягується з Порядок функціонування (див. Фіг.5) пальників печі. протягом одного циклу наступний: В1, В4, В2, В3. Зокрема, регулювання розподілу потужності, У випадку використання зображеної на Фіг.4 схеми яка подається у камеру печі, здійснюється з урахурозташування одночасне або послідовне функціованням рекуперації енергії у вхідній зоні печі шлянування пальників В1 і В4 викликає переміщення хом запускання насамперед пальників, розташодимових газів за годинниковою стрілкою; у подаваних на виході печі, з метою збільшення таким льшому одночасне або послідовне функціонуванчином зони рекуперації тепла на вході у піч. ня пальників В2 і В4 призводить до переміщення Контроль температурного профілю і розподіли димових газів проти годинникової стрілки. теплової потужності у печі дозволяють продовжити Поперемінне запускання пальників В1 і В2, а підігрівання окремого виробу або всіх виробів, ропотім В3 і В4 дозволяє чергувати напрям циркулязміщених у печі, протягом всього періоду часу їх ції димових газів всередині печі у відповідній зоні. знаходження у печі. На Фіг.6 показаний інший приклад порядку і Комбінована робота всіх пальників печі протятривалості запускання пальників В1 і В4 печі, зогом визначеного часу з урахуванням енергетичних браженої на Фіг.4. Пальники В1 і В3 працюють потреб виробів (обчислювальна машина і регуляодночасно, також як і пальники В2 і В4. Ці дві пари тори) сприяє розподілу відповідним чином тепла у пальників функціонують по черзі. Крім того, пальпечі шляхом використання технології пальників з ники В2 і В4 працюють протягом часу «t2», який по полум'ям, що розсіюється, які застосовують принтривалості перевищує час «t1» функціонування цип «все або нічого», і перемішуванню газоподібпальників В1 і В4, що дозволяє здійснювати нагніних продуктів горіння, які утворюються внаслідок тання у піч більшої кількості теплової енергії (у зоні здійснення контролю над порядком запускання цих пальників В2 і В4) з метою приведення рівня теппальників. лового потоку, який подається, у відповідність з Комбінована робота всієї сукупності пальників печі протягом визначеного часу з урахуванням 11 90085 12 енергетичних потреб виробів і запускання цих пака найбільшої активності не носить яскраво виральників у визначеній послідовності (обчислювальженого характеру, внаслідок чого вдається уникнуна машина і регулятори) дозволяють зменшити ти концентрованого випромінювання, яке викликає коливання тиску у печі і у системі подачі у пальнирізницю температур на внутрішніх стінках печі і на ки палива і окиснювача палива. виробах, а також тіньового ефекту на виробах. Піч 1 обладнана, як правило, обчислювальною Фіксований режим також забезпечує оптимальний машиною, яка застосовує математичні алгоритми викид забруднювальних речовин (наприклад, NOX, контролю залежно від визначених теплових параCO, CO2), процентний вміст кисню у печі, а також метрів на поверхні виробу для керування порядзниження ступеня окиснення поверхні виробів і ком і тривалістю запускання кожного пальника і «втрати вогню». забезпечення модифікації циркуляційних процесів Перемішування горючої суміші у печі спричидимових газів у камері вищеназваної печі. няє зменшення різниці температури між димовими Встановлені у печі 1 датчики дають обчислюгазами, внутрішніми стінками, підставками під вивальній машині інформацію, яка дозволяє їй контроби і виробами, які знаходяться у печі, що дозворолювати розподіл тепла, зокрема поздовжню ляє одержати більш однорідний у температурному і/або поперечну температурну криву печі, який відношенні виріб. визначається місцеположенням завантаження Зменшення точки найбільшої активності полувиробів, їх характеристиками, переміщенням м'я і вирівнювання температур димових газів і внувздовж поздовжньої осі печі, а також заданими трішніх стінок дозволяють обмежити вплив тіньотемпературними параметрами і розподілом темвого ефекту підставок під вироби, а також зрівняти ператур на виході даного виробу. температуру цих підставок (ліквідувати ефект «гаОбчислювальна машина містить пристрої вверяча поверхня/холодна поверхня»), внаслідок чого дення даних, які дозволяють здійснювати контроль значно скорочуються чорні смуги на виробах. над тепловим розподілом температури у печі заВирівнювання температури димових газів у лежно від промислової програми завантаження і печі дозволяє зменшити перегрівання стінок печі, програми прокату на виході для оптимізації паравплив на краї виробів, який здійснюють ці стінки, і, метрів підігрівання виробів. як наслідок, ефект «гарячі голова і хвіст», що хаТака інформація, як температура або розподіл рактерно для сучасних печей. температури у виробі,а також кінцева продукція Рівномірний розподіл теплових потоків у печі прокату може бути введена у базу даних системзменшує напруженість у розміщенні виробів у печі. ної обчислювальної машини печі для визначення У зв'язку з цим завантаження печі може мати рівня розподілу теплової потужності, яку передбабільш вільний порядок, наприклад, тільки з урахучається подавати, залежно від поздовжніх і попеванням механічних зусиль, які докладаються до речних механізмів керування печі з метою підвипідставок. щення однорідності температури виробів, які Зменшення коливань тиску у печі перешковитягуються з печі. джає надходженню побічного повітря, що спричиОбчислювальна машина може використовуваняє зменшення ступеня окиснення поверхні вироти математичні моделі, системи нечіткої логіки або бів, а також «втрату вогню». алгоритми нейропредикативного типу для викоПокращена однорідність виробів дозволяє нання розрахунків (визначення) теплових властизменшити рівень безпечного перегрівання, який востей печі і поздовжнього теплового профілю використовується часто у класичних печах, де виробу, який виготовляється у печі. враховується неоднорідність температур виробів. Винахід надає наступні переваги. Відповідно до винаходу, також скорочене спожиПальники працюють у визначеному режимі, що вання енергії у печі. дозволяє досягнути оптимального розподілу тепОптимізація тривалості активного гарячого пелової енергії по всій поверхні так званого «полум'я, ріоду печі, тобто періоду, протягом якого функціощо розсіюється» і кращого перемішування димонують пальники, дозволяє збільшити довжину зони вих газів у печі. Полум'я, яке утворюється, не має рекуперації і скоротити споживання теплоти у печі. більше точок найбільшої активності, або така точ 13 90085 14 15 90085 16 В описі до патенту на винахід графічні зображення та текст подаються в редакції заявника Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for control of homogeneity of temperature of articles in heating furnace used in ferrous metallurgy and heating furnace

Автори англійською

MOREL, Alain

Назва патенту російською

Способ контроля однородности температуры изделий в нагревательной печи, которая используется в черной металлургии, и нагревательная печь

Автори російською

Морель Ален

МПК / Мітки

МПК: F27B 9/30

Мітки: металургії, контролю, нагрівальний, однорідності, піч, використовується, спосіб, нагрівальна, виробів, яка, температури, печі, чорний

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-90085-sposib-kontrolyu-odnoridnosti-temperaturi-virobiv-u-nagrivalnijj-pechi-yaka-vikoristovuehtsya-u-chornijj-metalurgi-i-nagrivalna-pich.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб контролю однорідності температури виробів у нагрівальній печі, яка використовується у чорній металургії, і нагрівальна піч</a>

Подібні патенти