способ термообработки изделий в горизонтальной печи

Классы МПК:C21D1/34 способы нагрева
F27B3/00 Подовые печи, например отражательные; электродуговые печи
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технический университет "МИСиС" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-07-09
публикация патента:

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве мелких изделий машиностроения под закалку, нормализацию, отпуск и цементацию. Способ термообработки изделий в горизонтальной печи включает нагрев мелких изделий при их перемещении вдоль методической и огневой секций печи с помощью шнекового механизма, при этом нагрев в огневой секции, примыкающей к зоне выгрузки изделий, осуществляют с помощью системы мелких факелов с эффектом поверхностного горения на корпусе шнекового механизма, образованных путем взаимодействия потока газа, подаваемого параллельно стенкам корпуса шнекового механизма, и потока воздуха, подаваемого перпендикулярно стенкам корпуса шнекового механизма, а нагрев в методической секции, примыкающей к зоне загрузки изделий, осуществляют с помощью подачи на поверхность шнекового механизма высокоскоростного потока продуктов сгорания, образующихся в огневой секции, что обеспечивает повышение энергоэффективности за счет значительного сокращения подачи избыточного воздуха в методическую зону, увеличение температурного напора при высоких скоростях струй продуктов сгорания, натекающих в методическую зону печи, и увеличение коэффициента использования топлива в связи с повышенной теплоотдачей в ней при малых коэффициентах избытка воздуха и снижение выбросов оксида углерода, догорающего в буферной зоне методической секции.

Формула изобретения

Способ термообработки изделий в горизонтальной печи, включающий нагрев мелких изделий при их перемещении вдоль методической и огневой секций печи с помощью шнекового механизма, при этом нагрев в огневой секции, примыкающей к зоне выгрузки изделий, осуществляют с помощью системы факелов с эффектом поверхностного горения на корпусе шнекового механизма, образованных путем взаимодействия потока газа, подаваемого параллельно стенкам корпуса шнекового механизма, и потока воздуха, подаваемого перпендикулярно стенкам корпуса шнекового механизма, а нагрев в методической секции, примыкающей к зоне загрузки изделий, осуществляют с помощью подачи на поверхность шнекового механизма высокоскоростного потока продуктов сгорания, образующихся в огневой секции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве мелких изделий машиностроения под закалку, нормализацию, отпуск и цементацию.

Известен способ термообработки изделий в печи (JP 2007192471, опубл. 11.09.2001), в котором проводят перемещения нагреваемых изделий внутри вращающейся горизонтальной печи с помощью шнекового устройства.

К недостаткам этого способа относятся низкие плотности тепловых потоков к нагреваемому материалу и связанный с этим невысокий коэффициент использования топлива.

Прототипом предложенного изобретения является способ нагрева изделий в печи (RU 2251579, опубл. 10.05.2005), в котором предусмотрен воздушно-факельный нагрев изделий с помощью газовоздушной смеси, при этом факелы расположены перпендикулярно поверхности изделий.

К недостаткам этого способа относятся: существенное снижение плотности теплового потока на выходе из рабочей камеры из-за разбавления продуктов сгорания, поступающих из зоны горения, воздушными струями, атакующими нагреваемую поверхность и снижающими при этом температурный напор; а также существенные потери теплоты с уходящими газами в связи с разбавлением избыточным воздухом и возможность при переходных режимах «замораживания» непрореагировавшего оксида углерода струями холодного воздуха.

В предложенном изобретении достигается технический результат, заключающийся в повышении энергоэффективности способа за счет значительного сокращения подачи избыточного воздуха в методическую зону, увеличении температурного напора при высоких скоростях струй продуктов сгорания, натекающих на нагреваемую поверхность методической зоны печи, и значительное увеличение коэффициента использования топлива в связи с повышенной теплоотдачей в методической зоне при малых коэффициентах избытка воздуха, а также существенное снижение выбросов оксида углерода, догорающего в буферной зоне методической секции. Кроме того, обеспечивается возможность интенсивного нагрева изделий в огневой секции за счет обеспечения равномерного прогрева изделий до пластического состояния при их перемешивании шнековым механизмом в методической секции.

Указанный технический результат достигается следующим образом.

В способе термообработки изделий проводят нагрев изделий при их перемещении вдоль методической и огневой секций печи с помощью шнекового механизма.

При этом нагрев в области огневой секции, примыкающей к зоне выгрузки изделий, проводят с помощью системы мелких факелов с эффектом поверхностного горения на корпусе шнекового механизма.

Систему мелких факелов образуют путем взаимодействия потока газа, подаваемого параллельно стенкам корпуса шнекового механизма, и потока воздуха, подаваемого перпендикулярно стенкам корпуса шнекового механизма.

Нагрев в области методической секции, примыкающей к зоне загрузки изделий, проводят с помощью подачи на поверхность шнекового механизма высокоскоростного потока продуктов сгорания, образующихся в огневой секции.

Способ по предложенному изобретению осуществляется следующим образом.

Через зону загрузки изделий в шнековый механизм, которым снабжена печь, загружаются нагреваемые изделия и с помощью шнека транспортируются вдоль корпуса печи.

В огневой секции печи поток газа, поступающий из системы подачи потока газа и движущийся параллельно поверхности корпуса шнекового механизма, взаимодействует с воздушными струями потока воздуха, поступающего из системы подачи потока воздуха и движущийся перпендикулярно поверхности корпуса печи.

При взаимодействии этих потоков образуется система мелких факелов с эффектом поверхностного горения на корпусе шнекового механизма.

Отработанные дымовые газы из огневой секции поступают в методическую секцию, в которой горячие дымовые газы с большой скоростью направляются на поверхность шнекового механизма. Таким образом достигается существенное повышение теплоотдачи от дымовых газов к нагреваемой поверхности шнекового механизма и повышение коэффициента использования топлива за счет эффективного использования дымовых газов в методической секции при коэффициенте избытка воздуха порядка единицы.

Используемая система нагрева обладает высоким коэффициентом теплоотдачи к нагреваемой поверхности. При этом теплота отработанных продуктов горения эффективно используется в методической секции, существенно повышая коэффициент использования топлива. Применение шнекового механизма позволяет эффективно использовать печь как для нагрева, так и для термообработки, в том числе и химико-термической, например, при подаче вместе с изделиями твердого карбюризатора, равномерно перемешиваемого шнековым механизмом

Способ термообработки изделий, предложенный в изобретении, является высокоэффективной технологией, используемой для нагрева изделий, и позволяет проводить безокислительный нагрев и химико-термическую обработку изделий с использованием различных сред.

Использование струйно-факельного нагрева с эффектом поверхностного горения в огневой секции и последующего струйного нагрева продуктами сгорания в методической секции позволяет существенно повысить коэффициент использования топлива, снизив тепловые выбросы.

Многостадийное сжигание топлива путем многоструйной подачи воздуха в огневой секции существенно снижает концентрацию оксидов азота в дымовых газах, а догорание оксида углерода в буферной зоне методической секции приводит его концентрацию в продуктах сгорания практически к нулю, что приводит к значительному снижению вредных выбросов.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2494155

patent-2494155.pdf

Класс C21D1/34 способы нагрева

способ термообработки полосовой стали в печи непрерывного действия с кислородотопливными горелками -  патент 2435869 (10.12.2011)
способ нагрева заготовок на сортовых и проволочных станах -  патент 2430977 (10.10.2011)
способ повышения фреттинг-стойкости деталей -  патент 2390581 (27.05.2010)
способ нагрева заготовок -  патент 2378392 (10.01.2010)
способ нагрева слитков и заготовок из сплавов на основе титана под прошивку в станах косой прокатки -  патент 2312153 (10.12.2007)
способ перевода твердого металла в состояние пластичности и текучести -  патент 2296168 (27.03.2007)
способ факельного воздушно-струйного нагрева изделий и устройство для его реализации (варианты) -  патент 2251579 (10.05.2005)
способ нагрева и прокатки металла в станах горячей прокатки -  патент 2247785 (10.03.2005)
способ отопления газовых садочных печей -  патент 2218424 (10.12.2003)
способ нагрева стальных слитков в методических печах -  патент 2186128 (27.07.2002)

Класс F27B3/00 Подовые печи, например отражательные; электродуговые печи

отражательная печь для переплава алюминиевого лома -  патент 2529348 (27.09.2014)
устройство и способ подачи металлического материала в плавильную установку -  патент 2528619 (20.09.2014)
способ для определения момента времени загрузки для загрузки расплавляемого материала в электродуговую печь, устройство обработки сигналов, машиночитаемый программный код, носитель для хранения данных и электродуговая печь -  патент 2526641 (27.08.2014)
дверь для спуска шлака из дуговой металлургической печи -  патент 2524020 (27.07.2014)
способ электроплавки в дуговой печи постоянного тока -  патент 2523626 (20.07.2014)
способ ведения начального периода электроплавки в дуговой печи постоянного тока -  патент 2523381 (20.07.2014)
устройство позиционирования загрузочной корзины -  патент 2522056 (10.07.2014)
газоотвод электродуговой печи -  патент 2521741 (10.07.2014)
дуговая сталеплавильная печь с дожиганием горючих газов -  патент 2520883 (27.06.2014)
нагревательная печь с кольцевым подом -  патент 2517079 (27.05.2014)
Наверх