Нагревательный колодец

Нагревательный колодец

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам для нагрева металла и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение качества нагрева и упрощение управления работой нагревательного колодца . Крышка нагревательного колодца, в которой выполнено 1-4 отверстия для загрузки и выгрузки слитков, установлена с возможностью вращения вокруг своей оси. Под нагревательного колодца состоит по крайней мере из двух концентрически установленных колец, разделенных промежуточной стенкой, и под радиальными стенками разделен на ячейки. Конструкция нагревательного колодца позволяет повысить его производительность, уменьшить потери тепла, повысить качество нагрева и упростить его обслуживание. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 21 D 9/70

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ! ъ ъ

СЭ

Q0

Ф (21) 4700881/02 (22) 05.06,89 (46) 30.04.92. Бюл. N. 16 (71) Московский институт приборостроения (72) В.Я,Осадчий, А.А,Мышечкин, А,С,Вавилин и B.Ê.Øóìèëèí (53) 621.783.224(088.8) (56) Аксельруд Л.Г. и др, Нагревательные колодцы. М., Металлургиздат, 1962, с.13-14, (54) НАГРЕВАТЕЛЪНЫЙ КОЛОДЕЦ (57) Изобретение относится к устройствам для нагрева металла и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности. Цель изобретения— повышение качества нагрева и упрощение

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при нагреве или подогреве слитков под прокатку, Известен нагревател ьн ы и колодец, содержащий камеру с подом кольцевой формы, съемную крышку для загрузки и выгрузки слитков, горелочные устройства.

Горелки установлены тангенциально в стенке печи. При загрузке или выгрузке слитков крышка убирается (отодвигается) (Аксельруд Л,Г. и др. Нагревательные колодцы. М., Металлургиздат, 1962, с.19).

Недостатком известного нагревательного колодца являются низкое качество нагрева слитков, большие тепловые потери при загрузке и выгрузке слитков, вследствие этого — высокий расход топлива и низкий КПД, тяжелые условия труда, нерациональное использование площади цеха и относительно низкая удельная про„„. Ж„„1730184 Al управления работой нагревательного колодца. Крышка нагревательного колодца, в которой выполнено 1-4 отверстия для загрузки и выгрузки слитков, установлена с возможностью вращения вокруг своей оси.

Под нагревательного колодца состоит по крайней мере из двух концентрически установленных колец, разделенных промежуточной стенкой, и под радиальными стенками разделен на ячейки. Конструкция нагревательного колодца позволяет повысить его производительность, уменьшить потери тепла, повысить качество нагрева и упростить его обслуживание. 2 з,п. ф-лы, 6 ил. изводител ьность.(съем нагретого металла с

1 м площади).

Известен нагревательный колодец, рабочее пространство которого, образованное подом и стенками, в верхней части перекрыто при помощи арок на ячейки, закрываемыее индивидуальными заслонками.

Число ячеек равно количеству нагреваемых слитков в колодце (Аксельруд Л.Г. и др, На-, гревательные колодцы. М., Металлургиздат, 1962, с 13, 14). В каждую ячейку помещается один слиток. Посадка слитка в ячейку происходит после выдачи из нее нагретого слитка.

Недостатком известного нагревательного колодца является сложность и громоздкость конструкции вследствие того. что число заслонок равно числу нагреваемых слитков и может достигать 36, трудность управления работой такого колодца и обслуживающего его оборудования, так как все

1730184 слитки в колодце находятся в разном состоянии (одни горячие, другие — холодные) и сложно осуществить контроль за их состоянием в процессе нагрева. Низкое качество нагрева, так как невозможно обеспечить оптимальный температурный режим для качественного нагрева. В результате одни слитки не догревэются, другие — перегреваются. Поэтому такие нагревательные колодцы в настоя цее время не применяются.

Целью изобретения является повышение качества нагрева и упрощение управления работой нагревательного колодца и обслуживающего его оборудования.

Цель достигается за счет того, что крышка нагревательного колодца, в которой выполнено 1 — 4 отверстия для загрузки и выгрузки слитков, закрываемых дополнительными заслонками, установлена с возможностью вращения вокруг своей оси.

Кроме того, цель достигается за счет того. что под нагревательного колодца состоит по крайней мере из двух концентрически установленных колец, разделенных промежуточной стенкой, а также за счет того, что под нагревательного колодца радиальными стенками разделен на ячейки.

Использование предложенного нагревательного колодца позволяет также повысить его производительность и упростить конструкцию, уменьшить тепловые потери, улучшить условия труда.

Проведенный анализ патентной и научно-технической литературы показал, что аналогов предложенным существенным отличительным признакам нет.

На фиг,1 показан вид Б на фиг.2; на фиг.2 показан разрез  — В на фиг.3; на фиг.3 показан разрез А — А на фиг.2; на фиг.4 показан вид Г на фиг.5; на фиг.5 показан разрез

С-С на фиг,4; на фиг.б показан вид в плане при снятой крышке нагревательного колодца, под которого радиальными стенками разделен на ячейки.

Нагревательная камера 1 предлагаемого нагревательного колодца имеет кольцевую форму и образована кольцевым подом

2, наружной круглой стенкой 3, внутренней стенкой 4 и перекрыта крышкой 5, установленной с возможностью вращения, В крышке выполнено отверстие 6 для загрузки и выгрузки слитков 7, перекрываемое дополнительной заслонкой 8. Для сжигания топлива служат горелки 9, устанавливаемые в наружной стенке (фиг.2), наружной и внутренней (фиг.5), в поду колодца (фиг.6), Для отвода дымовых газов выполнены каналы (дымоходы) 10. Для обеспечения вращения крышки и уменьшения потерь на трение крышка опирается на стенки колодца через

55 подшипниковые опоры 11, С целью уменьшения тепловых потерь между крышкой и стенками установлены тепловые (например, песочные) затворы 12.

В крышке для облегчения управления работой обслуживающего нагревательный колодец оборудования может быть выполнено также два отверстия; одно отверстие для загрузки слитков, другое — для выгрузки.

Каждое отверстие должно закрываться индивидуальной заслонкой.

Дополнительная заслонка 8 установлена на крышке с возможностью перемещения для открывания и закрывания отверстия

6. Перемещение заслонки 8 может осуществляться, например, специальным механизмом 13 (гидравлическим, механическим) или цеховым краном.

Для вращения крышки предлагаемый нагревательный колодец снабжен механизмом 14.

В предлагаемом нагревательном колодце, под которого состоит из двух кон центрически установленных колец (фиг.4,5), между кольцами установлена промежуточная стенка 15. В этом нагревательном колодце в крышке 5 над каждым кольцом пода для загрузки и выгрузки слитков выполнено 1 — 2 отверстия 6, перекрываемые двумя дополнительными заслонками 8, каждая из которых для перемещения имеет индивидуальный механизм 13.

Радиальные стенки 16 (фиг,6) служат для разделения нагревательной камеры на отдельные ячейки 17. В этом случае горелки

9 могут быть установлены в поду в центре каждой ячейки, а слитки 7 располагаются по периметру ячейки, Предлагаемый нагревательный колодец работает следующим образом.

B открытое заслонкой 8 отверстие 6 краном извлекается из рабочей камеры нагревательного колодца нагретый слиток, а на его место устанавливают на под новый слиток. После извлечения через открытое отверстие последнего нагретого слитка (при одном кольцевом поде их может быть, например, два, при двух — четыре) за время перемещения крана со слитком к слитковозу и обратно, т,е. без дополнительных затрат времени, крышка 5 поворачивается на определенный угол, чтобы под отверстием оказались очередные нагретые слитки. При этом отсутствуют дополнительные затраты времени на определение местонахождения наиболее нагретого слитка, что исключает его перегрев или извлечение недогретого . слитка, При этом заслонка 8 открывается только в момент загрузки или выгрузки слитка, Время, за которое крышка 5 совершит

1730184

10 полный оборот, равно требуемому времени нагрева слитка т; Отсюда можно определить часовую М4 и годовую Mr производительность колодца

М4=й m/s, т/ч; Мг=N rn np5, т/г, где N — число слитков, одновременно размещаемое в колодце;

m — масса одного слитка, т;

nod= Ф/х = 8000/т — число оборотов в год(отношение годового фонда времени работы нагревательного колодца к времени нагрева слитка).

Иногда слитки, поступаемые для нагрева в нагревательных колодцах, имеют разную температуру, химический состав (разные плавки). В этом случае для повышения качества нагрева и производительности нагревательного колодца целесообразно слитки распределять по их исходному состоянию. Поэтому в предлагаемом нагревательном колодце, разделенном на отдельные ячейки (фиг.6), в разные ячейки

17 можно помещать слитки с разным исходным состоянием (например, с разной температурой). В таком нагревательном колодце после нагрева слитков в какой-то ячейке крышка 5 поворачивается и отверстие в ней оказывается над данной ячейкой.

Заслонка открывается, нагретые слитки выгружаются, а новые загружаются.

В предлагаемом нагревательном колодце имеется строгая очередность загрузки и выгрузки слитков, а положение (координаты) каждого слитка в колодце определяется заданным законом движения (вращения) крышки. Поэтому предлагаемый нагревательный колодец целесообразно оснастить программируемым устройством на основе

ЭВМ. В этом случае в память вводятся координаты загружаемого слитка и тогда крышка колодца при очередном повороте остановится в заданном месте, а цеховой кран произведет захват нагретого слитка также в заданном координатами слитка месте, При использовании предлагаемого нагревательного колодца с отдельными ячейками (фиг.6) в память ЭВМ вводится также температура слитка. Тогда в момент захвата новых слитков производится измерение их температуры (например, встроенной в захватный орган крана термопарой), группировка слитков по исходной температуре и в ячейки нагревательного колодца загружаются слитки одной температурной группы. При этом для повышения качества нагрева металла в разных ячейках может быть разный температурный режим. Введя в память ЭВМ данные о времени нагрева слитка в зависимости от исходной темпера15

55 туры, крышка предлагаемого нагревательного колодца через требуемое время повернется так, чтобы отверстие в ней располагалось над данной ячейкой. Далее заслонка открывается, подходит кран и цикл повторяется.

В предлагаемом нагревательном колодце с одним кольцевым подом (фиг.1 — 3) горелки целесообразно разместить тангенциально в наружной стенке. В нагревательном колодце с подом в виде двух концентрически установленных колец (фиг.4,5) горелки размещены тангенциально в наружной и внутренней стенках, при этом горелки в наружной стенке обогревают наружную камеру, а во внутренней стенке— внутреннюю камеру. В нагревательном колодце с отдельными ячейками (фиг.б) горелки установлены в центре пода каждой ячейки, Предлагаемый нагревательный колодец имеет следующие технико-экономические преимущества.

Повышается качество нагрева металла, Все слитки в рабочем пространстве предлагаемого нагревательного колодца находятся одинаковое время, независимо от опыта и квалификации оператора. Это исключает их недогрев или перегрев, При использовании слитков с разным исходным состояние качество нагрева повышается за счет того, что в предлагаемом нагревательном колодце имеется возможность оптимизации температурного режима в отдельных ячейках в зависимом от исходного состоянии слитков.

В существующем нагревательном колодце (прототипе) это невозможно. Повышению качества нагрева в сравнении с прототипом способствует также тангенциальное расположение горелок.

Упрощается управление работой нагревательного колодца и обслуживающих его агрегатов, так как в предлагаемом нагревательном колодце имеется строгая очередность загрузки и выгрузки слитков, а положение каждого слитка в колодце определяется законом движения крышки.

Упрощается конструкция нагревательного колодца, так как в существующем нагревательном колодце(прототипе) в крышке выполняется 30 — 36 отверстий, закрываемых индивидуальными заслонками, которые должны быть выполнены с возможностью перемещения. Для этого должны быть предусмотрены соответствующие механизмы.

В предлагаемом нагревательном колод це благодаря тому, что под имеет кол ьцевун форму, а крышка выполнена с возможно стью вращения, для загрузки и выгрузк

1730184

N—, шт„

a+z

45

55 слитков в крышке выполняется всего 1 — 4 отверстия.

Вследствие уменьшения числа отверстий в крышке и, соответственно, повышения ее герметичности уменьшаются 5 тепловые потери, улучшаются условия труда.

Повышается производительность нагревательного колодца вследствие упрощения определения местонахождения 10 нагретого слитка и сокращения за счет этого времени вспомогательных операций. Производительность повышается также за счет оптимизации температурного режима в отдельных ячейках. Кроме того, производи- 15 тельность колодца зависит также от его вместимости. Выполнение пода в виде двух концентрически установленных колец позволяет значительно повысить вместимость нагревательного колодца и, соответствен- 20 но, его производительность, При использовании предлагаемого нагревательного колодца с кольцевым подом в нем размещается следующее количество слитков: 25 Ы:

N — + — +, шт., где L — длина линии, по которой установлены центры слитков;

D — диаметр рабочей камеры; 30

Ь вЂ” ширина рабочей камеры; а — сечение слитка;

z — зазор между слитками.

В нагревательном колодце с подом в виде двух концентрически установленных 35 колец размещается следующее количество слитков: где t — толщина промежуточной стенки.

Например, при использовании предлагаемого нагревательного колодца с диаметром рабочей камеры D=25 м с кольцевым подом и с подом в виде двух концентрически установленных колец при нагреве слитков сечением 700х700 мм с зазором между ними

500 мм в нем соответственно разместится

116 и 200 слитков. При массе одного слитка около 7 т и числа оборотов в год 1700 — 1900 производительность такого колодца в год составит соответственно 1,46 млн. т и 2,53 млн. т.

Следовательно, для обслуживания высокопроизводительного автоматизированного блюминга производительностью 5 млн, т в год потребуется всего два нагревательных колодца D=25 м предлагаемой конструкции с подом в виде двух концентрически установленных колец.

Формула изобретения

1. Нагревательный колодец, содержащий нагревательную камеру с подом кольцевой формы, съемную крышку для загрузки и выгрузки слитков, горелочные устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения качества нагрева металла, крышка выполнена с возможностью вращения и в ней выполнены загрузочные отверстия.

2, Колодец по п.1, отличающийся тем, что под состоит по коайней мере из двух концентрически установленных колец, разделенных между собой промежуточной стенкой.

3. Колодец по п.1, отличающийся тем, что под разделен радиальными стенками на ячейки.

1730184

1 7 g

Иа2

1730184

1730184