Нагревательная печь

Нагревательная печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскик

Социалистических

Республик

< >900086 (6I) Дополнительное к авт. саид-ау (22) Заивлено 28.12.79 (21) 2900566/22 — 02 (5l)M. Кл.

F 27 В 3(02 с присоединением заявки,1й.—

Ркударотовнкый коиитвт

СССР ло делам изо4рвтвикй и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано ?3.01.82. Бюллетень Рй 3

Дата опубликования описания 23.01.82 (53) Уд К621.365..43 (088.8) Э. С. Калинин, М. И. Спектор, К. Ф. Ридер, Н. Г. Евланов, Ю. Б. Гольцов и Е. H. Шуркин (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к металлургии, в частности к печам для нагрева теплотехнически массивных изделий из титановых и жаропрочных сплавов под дальнейшую обработку давлением.

Известно устройство, в котором сжигание топлива осуществляют в слое,.заполненном шарами, равномерно размещенными в мелкодисперсном слое огнеупорного материала (11.

Однако такое выполнение слоя не обеспечивает равномерное тепловыделение по его высоте, так как выгорание топлива в основном заканчивается в нижней его части. Это является причиной неравномерной температуры по высоте излучающих экранов, отделяющих камеры предварительного сжигания с огнеупорной засыпкой от рабочего пространства печи.

Наиболее близкой к предлагаемой является нагревательная печь, содержащая камеры предварительного сгорания с соплами для подачи газовоздушной смеси, выполненные в боковых стенках, отделенные от рабочего пространства излучающими экранами и заполненные засыпкой из огнеупорного материала (2).

Недостатком такой конструкции является невозможность обеспечения равномерного нагрева изделий в печи, так как засыпка носит неупорядоченный характер, что не обеспечивает равномерное тепловыделение по высоте слоя, из-за выгорания топлива в его нижней части.

Цель изобретения — обеспечение равномерной температуры по излучающей поверхности экранов нагревательной печи.

Поставленная цель достигается тем, что в печи, содержащей рабочую камеру, излучающие экраны и камеры предварительного сгорания топлива с соплами подачи газовоэдушной смеси и с засыпкой из огнеупорного материала, которые отделены от рабочей камеры излучающими экранами, засыпка выполнена из нескольких слоев: ингибиторного с высо- .

20 той (5 — 5,5)0 и порозностью 0,195 — 0,205, нейтрального с высотой (12 — 12,5)d и порозностью 0,395 — 0,405 и каталитического с высотой (3 — 3,5) d и пороэностью 0,595-0,605, 5

11 !

36

М

3 9000 где d — диаметр сопел, подающих газовоздушную смесь в засыпку. На чертеже представлена конструкция предлагаемой нагревательной печи, Печь содержит рабочую камеру 1, боковые стены 2 с камерами 3 предварительного сгорания, выполненными огнеупорной засыпкой 4, выполненной из нескольких слоев с изменяющейся по высоте порозностью и материалом наполнителя, сопел 5, подающих горячую смесь в засыпку, карборундовых излучающих экранов б, отделяющих камеры предварительного сгорания от рабочей камеры и свода 7.

Печь работает следующим образом.

Подготовленная газовоздушная смесь через

I ряд сопел 5, расположенных в боковых стенах с определенным шагом, подается в камеры 3 предварительного сгорания, где горит в огнеупорной засыпке 4. Выделяющееся тепло передается карборундовым излучающим экраном 6. Продукты полного сгорания из камер 3 подаются встречными потоками настильно ча свод 7, Потоки встречаются в центре свода и циркулируют в вертикальной плоскости. 11гнеупорная засыпка на высоте (5 — 5,5)d выполнена из ингибиторного материала, например хромомагнезита, с порозностью 0,195 — 0,205, затем на высоте (12—

11,5) d — из нейтрального материала, например высокоглинозема, с порозностью 0,395 — 0,405, и на высоте (3 — 3,5)d — из каталитического материала, например никель-глинозема (ГИАП-8) с порозностью 0,595 — 0,605, где

d — диаметр сопел, подающих горячую смесь.

При сжигании газообразного топлива полное выгорание газа (90%) с имеющей место на практике при неупорядоченной укладке порозностью порядка 0,6 происходит в пределах высоты слоя около 5 — бт1. что приводит к черезмерному разогреву нижней части панели.

В предлагаемой печи выбранная порозность

0,195 — 0,205 приводит к переносу горения в средний и верхний слой. Нижний слой разогревается только за счет тепла, переданного от верхних слоев, теплопроводностью и частично излучением от граничного между нижним и средним слоем промежуточного ряда зерен.

Материал-ингибитор предотвращает горение газа внутри слоя несмотря на его разогрев.

При высоте слоя менее Sd нагрев шаров нижнего слоя приводит к разогреву соответственно газовоздушной смеси в смесителе.

Это, в свою очередь, вызывает проскок пламени внутрь смесителя, и наступает более ранее выгорание газовоздушной смеси и по- 55 следующих слоях в связи с предварительным нагревом смеси в смесителе. При высоте нижнего слоя более 5,56 не обеспечивается его достаточный прогрев, наблюдается охлаждение нижних рядов слоя и не обеспечивается необходимая степень накала нижней части панели.

Материал гранул второго слоя, например, глинозем, является нейтральным к процессу горения.

Высота второго слоя принята равной (12—

12,5)d при порозности 0,395 — 0,405. При указанном значении порозности в слое поддерживается устойчивое горение, и оно частично выносится в верхний слой. При высоте слоя менее 12d, горение с большей мере переносится в верхний слой. В результате этого наблюдается перегрев верхней части панели и появляются продукты неполного сгорания над торцом верхнего слоя форкамеры. При высоте второго подслоя более 12,5d, горение завершается, в основном, в пределах этого слоя. При этом отмечается его сильный перегрев, что приводит к локальному разогреву панели в средней части, Высота третьего слоя принята равной (3—

3,5)0. Материал слоя обладает каталитическими свойствами. Порозность равна 0,5950,605, что обеспечивает благоприятные условия для полного выгорания газа и равномерного разогрева зерен-шаров.

Несмогря на то, что торец наполнителя излучает около 30% тепла, интенсивное горение газовоздушной смеси в каталитическом слое обеспечивает интенсивный теплоперенос к панели благодаря высокому значению (примерно 120 Вт/м ) коэффициента эффективной теллопроводности. Это позволяет поддерживать необходимую степень разогрева панели в верхней части, При уменьшении высоты слоя до значений менее 3d, над торцом форкамеры отмечаются продукты неполного сгорания газа, и верхняя часть панели охлаждается. При увеличении высоты верхнего слоя более 3,54 второй разогревается, в нем интенсифицируется горение и теплоотвод к панели, Панель становится раскаленной в средней части, Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает достижение высокой равномерности распределения температуры во всем объеме печи и позволяет выдержать основные требования технологии нагрева титановых и жаропрочных сплавов.

Формула изобретения

Нагревательная печь, содержащая рабочую камеру, излучающие экраны и камеры предварительного сгорания топлива с соплами подачи газовоздушной смеси и с засыпкой

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 374377, кл. С 21 0 9/00, 1971.

2, Равич М. Б. !поверхностное горение. М-Л.

Изд.-во АН СССР, 1946, с. 17, рис. 5.

Составитель В. Смирнов .

Техред 3.Фанта Корректор С. Шекмар

Редактор Т. Киселева

Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 12)60/56

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 900086 4 из огнеупорного материала, которые отделены тического с высотой (3 — 3,5)4 и пороэностьв от рабочей камеры излучающими экранами, 0,595 — 0,605, где d — диаметр сопел. отличающаяся тем, что, с целью обеспечения равномерной температуры по излучающей поверхности экранов, засыпка выполнена из нескольких слоев: ингибиторного с выс,той (5 — 5,5)d и пороэностью

0,195 — 0,205, нейтрального с высотой (12—

12,5)d и порозностью 0,395 — 0,405 и катали