RU2005109915A

RU2005109915A - Способ и устройство для термообработки

Info

Publication number: RU2005109915A
Application number: RU2005109915/06A
Authority: RU
Inventors: Андерс ЛУГНЕТ (SE); Андерс ЛУГНЕТ; Томас ЭКМАН (SE); Томас ЭКМАН
Original assignee: Линде АГ (DE); Линде Аг
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2005-10-10
Also published as: NO20051955L; SE0202836D0; AU2003263721A1; MXPA05003198A; BR0314741A; JP2006500543A; PL374499A1; NO20051955D0; EP1543271A1; WO2004029511A1; KR20050062556A; CA2501062A1; US20050239005A1; ZA200502379B

Claims

1. Способ термообработки материалов, предпочтительно металлов, включающий следующие этапы: получение и поддерживание пламени путем подачи к горелке топлива и кислородосодержащего газа с содержанием кислорода на уровне, по меньшей мере, 80 об.%, причем указанный газ подводят при скоростях не менее 0,5 М, где М - число Маха, создание смеси кислорода и горячих выбросов рециркуляцией выбросов от указанного пламени к кислородосодержащему газу посредством эжекторного эффекта, смешивание указанной смеси кислород-выбросы с топливом и обеспечение вторичной рециркуляции посредством рециркуляции выбросов от указанного пламени к смеси кислорода и выбросов с топливом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап получения и поддерживания пламени включает в себя инжектирование кислородосодержащего газа, по меньшей мере, в одно сопло для формирования свободной струи на отрезке, составляющем, по меньшей мере, 15 диаметров сопла.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап создания смеси кислород-выбросы включает в себя смешивание кислородосодержащего газа, по меньшей мере, с шестикратным объемом горячих газообразных выбросов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап создания смеси кислорода и выбросов включает в себя смешивание кислородосодержащего газа и горячих выбросов на отрезке, составляющем, по меньшей мере, 20 диаметров сопла, за счет обеспечения возможности для кислородосодержащего газа соударяться со стенками смесительной камеры.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап смешивания указанной смеси кислорода и выбросов с топливом включает в себя смешивание при скоростях более 0,5 М.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает дополнительный этап осуществления теплообмена между выбросами, выходящими из процесса, и кислородом, подводимым к горелке.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислородосодержащий газ содержит больше 99,5 об.% кислорода.

8. Способ п.1, отличающийся тем, что кислородосодержащий газ содержит менее 4,5 об.% аргона.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислородосодержащий газ содержит менее 5,5 об.% азота.

10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что термическая обработка включает в себя термическую обработку стали.

11. Устройство для термообработки материалов, предпочтительно металлов, содержащее по меньшей мере, одно топливное сопло (16а), выполненное с возможностью присоединения к источнику топлива, по меньшей мере, одно газовое сопло (18а), выполненное с возможностью присоединения к источнику газа, содержащего, по меньшей мере, 80 об.% кислорода, причем указанные, по меньшей мере, одно топливное сопло и, по меньшей мере, одно газовое сопло выполнены с возможностью образования реакционной зоны (26), отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит средства для подведения кислородосодержащего газа при скоростях не менее 0,5 М, средства (24) для подведения горячих выбросов от указанного пламени против течения струи, по меньшей мере, одного газового сопла к газу, исходящему из, по меньшей мере, одного газового сопла посредством эжекторного эффекта, с созданием тем самым смеси кислород-выбросы, причем указанное, по меньшей мере, одно топливное сопло (16а) выдвинуто по направлению струи, относительно, по меньшей мере, одного газового сопла (18а), и пламенную трубу (22), размещенную вокруг газовых сопел, причем пламенная труба снабжена отверстиями (24), расположенными снаружи соответствующего, по меньшей мере, одного газового сопла (18 а).

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что содержит средства для инжектирования кислородосодержащего газа с возможностью формирования свободной струи на расстоянии, по меньшей мере, 15 диаметров сопла.

13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что содержит средства для смешивания кислородосодержащего газа и горячих выбросов на отрезке, составляющем, по меньшей мере, 20 диаметров сопла, за счет обеспечения возможности для кислородосодержащего газа соударяться со стенками смесительной камеры.

14. Устройство по п.11, отличающееся тем, что содержит средства для смешивания смеси кислорода и выбросов с топливом при скоростях более 0,5М.

15. Устройство по любому из п.11, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одно топливное сопло (16а) расположено по центральной оси устройства.

16. Устройство по п.11, отличающееся тем, что содержит, по меньшей мере, два, предпочтительно четыре или шесть равноудаленных газовых сопел (18а), размещенных на постоянном расстоянии от центральной оси устройства.

17. Устройство по п.11, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одно газовое сопло (18а) представляет собой сопло Лаваля и/или аэродинамическое сопло.

18. Устройство по п.11, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одно топливное сопло (16а) имеет обтекаемую форму, обеспечивающую возможность беспламенного горения.

19. Устройство по любому из пп.11-18, отличающееся тем, что содержит пламенную трубу (22), размещенную напротив газовых и топливных сопел (16а, 18а), а излучающая труба 30 содержит наружную цилиндрическую трубу (32), имеющую первый, открытый конец, обращенный к газовым и топливным соплам, и второй, закрытый конец, противоположный первому концу, и внутреннюю трубу (34), размещенную в наружной трубе (32) и имеющую диаметр меньший, чем внутренний диаметр наружной трубы (32), с образованием внутреннего канал (36), по существу, в форме кругового цилиндра и наружного кольцевого канала (38).

20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что внутренняя труба расположена так, что ее первый конец заканчивается на расстоянии (L3) от переднего конца пламенной трубы (22), а ее второй конец пространственно отделен от закрытой торцевой стенки наружной трубы (32) с обеспечением вторичной замкнутой траектории для выбросов.

21. Устройство по п.19, отличающееся тем, что пламенная труба (22) имеет площадь поперечного сечения, более чем в 100 раз превышающую площадь поперечного сечения, по меньшей мере, одного газового сопла (18а).