Система ускоренного охлаждения муфельных колпаковых печей

Система ускоренного охлаждения муфельных колпаковых печей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советск их

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()))900096 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.05. 80 (21) 2920402/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23.01. 82. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 23 .01. 82

{5! )М. Кл .

F 27 0 9/00

С 21 0 9/673

Гааударетвкииый каиитет

СССР аа далаи изабретеиий и аткрытий

{53 } УД К 621. 783. .244(088.8) А.H.ÌHíàåâ, Ю.Ф.Горшков, 10.И.Усенко, В.Л.Иакаренко, О.С.Ересковский, Э.А.Лазарев, А.A.Яковлев, А.Ф.Брылев, И.Н.Швецов и А.А.Морозов (72) Авторы изобретения (54) СИСТЕМА УСКОРЕННОГО ОКЯАЖЦЕНИЯ

ИУФЕЛЬНЫХ КОЛПАКОВЫХ 11Е ЧЕЙ 1

Изобретение относится к устройст- вам для ускоренного охлаждения металла под муфелем колпаковых печей и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности.

Известна колпаковая печь, оборудованная системой ускоренного охлаждения садки в атмосфере зацитного газа под муфелем печи. К таким сис10 темам относятся воздушные колпаки с вентиляторами, позволяющие сократить время охлаждения на 10-15Х орошаемые водой -и ребристые муфели, сокращаюцие время охлаждения при

1$

45-507., водоохлаждаемые конвекторные кольца и другие (1) °

Однако применение таких систем охлаждения ограничено сравнительно небольшим сроком службы охлаждающих труб, подверженных в процессе откига сильным термическим ударам.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система охлаждения защитного газа с вынесенным иэ рабочего пространства теплообменником, содержащая холодильник, вентилятор для осуществления принудительной циркуляции эацитного газа между подмуфельным пространством печи и холодильником, фильтры охлаждающей воды и охлаждаемого газа, систему водяных и газовых трубопроводов, вентили и дроссельные клапаны; одна такая система обслуживает один стенд колпаковой печи 1.23.

К недостаткам такой системы относятся тяжелые условия работы, saключаюциеся в прерывистом графике работы и высокой температуре циркулирующего газа на входе в холодильник, что приводит к большим термическим напряжениям в холодильнике в начале процесса охлаждения и выходу его из строя малый коэффициент использования системы, простаиваюц4ей в периоды нагрева и выдержки

90009 металла под колпаком, в начале процесса охлаждения садки, а также во время загрузки и разгрузки стенда а также невозможность интенсифицировать процессы нагрева и охлаждения садки, а также сократить удельный расход энергии на нагрев металла за счет осуществления массообмена газовыми средами между нагреваемой и охлаждаемыми садками.

Цель изобретения — ускорение процессов нагрева и охлаждения металла в колпаковых печах и сокращение удельного расхода энергии на его нагрев. 1$

Указанная цель достигается тем, что известная система ускоренного охла дения муфельных печей колпаковых печей, содержащая трубопроводы, дроссельные клапаны, циркуляционный вентилятор, холодильник, вход которого связан трубопроводами через дроссельные клапаны с подмуфельным пространством, а выход — через циркуляционный вентилятор — с трубопроводами устройства подвода защитного газа и выхлопные патрубки, снабжена смесителем, вход которого связан трубопроводами через дроссельные клапаны с подмуфельными простран- ствами нескольких печей, а выход— с холодильником, и дополнительным вентилятором, вход которого связан с выходом смесителя через холодильник, а выход — трубопроводами через

3S дроссельные клапаны — с устройством подвода защитного газа. Кроме того, на входе и выходе устройства подвода защитного газа установлены температурные датчики, а на каждом выхлорном патрубке установлен газоанализатор.

Использование одной системы для охлаждения нескольких стендов колпаковых печей обеспечивает непрерыв45 ный график работы холодильника и циркуляционного вентилятора практически при неизменных и более низких, чем при работе с одним стендом, температурах, что позволяет

N избежать тепловых ударов и термических напряжений, повысить срок службы охлаждающего оборудования.

Оборудование системы дополнитель1 ным вентилятором и обводными каналами с дроссельными клапанами позво ляет за счет использования тепла охлаждаемого металла сократить продолжительность процесса ггаг рева ме6 4 талла и расход энергии, а за счет сйи жения температуры газа на входе в холодильник уменьшить продолжительность процесса охлаждения садки, повысить срок службы и улучшить условия эксплуатации холодильника защитного ra a.

С целью определения оптимального для всей системы времени работы контура циркуляции, организованного дополнительным вентилятором, на подходящих к стендам и отводящих трубопроводах предусмотрены температурные датчики. Сигналом на отключение дополнительного контура циркуляции является превышение температуры газа на выходе из печи над температурой газа на ее входе.

На выхлопном патрубке стенда с целью экономии защитного газа при гарантированном качестве поверхности отожженного металла предусмотрена установка газоанализатора, по показаниям которого автоматически закрывается дроссельный клапан на ,выхлопном1 патрубке.

На чертеже представлена система ускоренного охлаждения под муфелем колпаковых ечей.

Система включает смеситель 1, вход которого связан трубопроводами через дроссельные клапаны 2-4 с выходяцими из подмуфельных пространств стендов А, В и С патрубками, а выход — через холодильник 5 защитного газа, вентилятор Б и дроссельные клапаны 7-9 — с входящими в подму-. фельные пространства стендов патрубками.

Система также имеет дополнительный вентилятор 10, вход которого связан с выходом смесителя 1, а выход— трубопроводами через дроссельные клапаны 11-13 с трубопроводами системы подвода в рабочие пространства печей защитного газа.

Выхлопные патрубки стендов оборудованы дроссельными клапанными вентилями 14-16 и газоанализаторами

17-19. На подводяцих к рабочему про— странству стендах и отводящих патрубках установлены температурные датчики 20-22 и 23-25, соответственно. На трубопроводе подачи охлаждающей воды перед холодильником установлен водяной фильтр 26 и последовательно соединенные с ним дроссельная заслонка 27 и счетчик 28

900096

1О

tS

iS

55 расхода воды. Холодильник 5 оборудован манометром 29 для аварийного отключения подачи воды. Вход вентилятора 6 связан через дроссельную заслонку 30 с патрубком подвода газа.

В случае обслуживания трех стендов, на одном из которых (стенд А,1 осуществляется нагрев садки, а на двух других (стенды В и С) — охлаждение, система работает следующим образом.

Вентилятор 6, создавая раэряжение на выходе из холодильника 5, осуществляет циркуляцию защитного газа по замкнутому циклу: дроссельные клапаны 8 и 9, стенды В и С, клапаны 3 и 4, смеситель 1, холодильник 5, вентилятор 6. Вентили

15 и 16 на выхлопных патрубках закрыты. Циркулирующий газ, отбирая тепло у садки, отдает его водоохлазкдаемым элементам холодильника.

На стенде А в начале процесса нагрева клапан 14 на выхлопной трубе открыт, а клапаны 7 и 2 закрыты.

Включают дополнительный вентилятор

10, который, отбирая часть нагретого в охлалщакк ихся садках газа, после смесителя 1, через открытый клапан 11, посылает его в подмуфельное пространство стенда А и далее через выхлопной патрубок — на свечу.

Это происходит до тех пор, пока, следуя сигналу с газоаналиэатора 17 при отсутствии примесей в составе газа, клапан 14 закроется, а клапан

2 откроется. После этого гаэ циркулирует по контуру: дополнительный вентилятор IO клапан 11, стенд А, клапан 2, смеситель !. Ilo сигналу датчиков температуры 20 и 23 при достижении температуры t çO< "„î,клапаны

2 и 11 закрываются, клапан 7 открывается, дополнительный вентилятор

10 выключается.

IIo окончании процессов нагрева и выдержки металла на стенде А открывается клапан 2, начинается процесс ускоренного охлаждения садки по контуру: вентилятор 6, клапан 7, стенд А, клапан 2, смеситель 1, холодильник 5. На стенде Б после окончания процесса охлаждения в начале процесса нагрева включается дополнительный вентилятор 10, закрываются клапаны 8 и 3, открываются клапаны 12 и 15 и далее, как было показано выше.

Подпитка системы газом осуществляется централизованно через дроссельную заслонку 30.

Охлаждающая вода непрерывно циркулирует по контуру, включающему: счетчик 28, дроссельную заслонку 27, фильтр 26, холодильник 5>.слив. Для аварийного отключения воды, в случае попадания ее в газовую магистраль предусмотрена установка манометра

29, по сигналу которого при резком повышении давления автоматически закроется заслонка 27.

Расчеты показывают, что применение системы ускоренного охлаждения металла под муфелем колпаковых печей для работы с двумя и больше стендами и использование в них тепла охлаждаемой садки для предварительного нагрева другой циркулирующим защитным газом, минуя холодильник, позволяет не менее, чем на 107 сократить продолжительность нагрева металла, на 5-7Х снизить удельный расход энергии, повысить коэффициент использования и срок службы оборудования.для скоростного охлаждения садки колпаковых печей.

Формула изобретения

1. Система ускоренного охлаждения муфельных колпаковых печей, содержащая трубопроводы, дроссельные клапаны, циркуляционный вентилятор, холодильник, вход которого связан трубопроводами через дроссельные клапаны ! с подмуфельным пространством, а вы,ход — через циркуляционный вентилятор — с трубопроводами устройства подвода защитного газа и выхлопные патрубки, о т л и ч а ю щ а— я с я тем, что, с целью ускорения процессов нагрева и охлаждения металла и сокращения удельного расхода энергии, система снабжена смесителем, вход которого связан трубопроводами через дроссельные клапаны с подмуфельными пространствами нескольких печей, а выход — с холодильником, и дополнительным вентилятором, вход которого связан с выходом смесителя через холодильник, а выход — трубопроводами через дроссельные клапаны — с устройством подвода защитного газа.

2. Система по и. l, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью

900096

Сос тавнтель В. Бербенев

Техред Ж.Кастелевич Корректор Н Стец

Редактор Т.Киселева

Заказ 12161/

57 Тираж 641 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 лиал ПШ1 "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 регулирования времени работы контура циркуляции, на входе и выходе устройства подвода защитного газа установлены температурные датчики.

3 Система по п. 1, о т л и ч а ю а я щ с я тем, что, с целью регули ова у р вания количества отходящих газов на к

Э аждом выхлопном патрубке установлен газоанализа атор..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Аптерман В.Н. Двейрин Е.Г.

Тымчак В.М. Колпаковые печи. M., 3 "Металлургия", )965, с. 114-135.

2. Системы ускоренного охлаждения рулонов стальной полосы. Экспрессинформация ЦНИИТЭИЧМ, сер. 13, "Металлургические печи", вып. ¹ 3, 1977, с. 32.