RU2637200C1

RU2637200C1 - Regenerative soaking pit

Info

Publication number: RU2637200C1
Application number: RU2017103437A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Николаевич Макаров; Иван Алексеевич Андреев
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2017-11-30

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: regenerative soaking pit consists of a chamber made in the form of a rectangular parallelepiped bounded by lined walls and a movable cover, and blocks of regenerators. The chamber in upper part is additionally equipped with five burners arranged on one of the side walls on a common horizontal axis at a distance from the cover and equal to 0.25-0.30 of wall height.

EFFECT: reduced the residence time of the ingots in the furnace, increased performance, reduced fuel consumption due to uniform heating of the metal ingots in the pit.

3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для нагрева слитков металла перед прокаткой.The invention relates to devices for heating metal ingots before rolling.

Известен регенеративный нагревательный колодец, состоящий из камеры, выполненной в форме прямоугольного параллелепипеда, ограниченной футерованными стенами, снабженного перемещающейся крышкой и горелкой, блоков регенераторов, примыкающих к камере друг напротив друга со стороны задней и фронтальной стен (Кривандин В.А., Егоров А.В. Тепловая работа и конструкции печей черной металлургии. - М.: Металлургия, 1989. 462 с.).A regenerative heating well is known, consisting of a chamber made in the form of a rectangular parallelepiped limited by lined walls, equipped with a moving cover and a burner, regenerator blocks adjacent to the chamber opposite each other from the side of the rear and front walls (Krivandin V.A., Egorov A. B. Thermal work and design of furnaces of ferrous metallurgy. - M .: Metallurgy, 1989. 462 p.).

Недостатком данной конструкции является неравномерность распределения тепловых потоков и температур по высоте слитков и их неравномерный нагрев из-за расположения факела только в нижней части камеры. Для выравнивания температуры слитков по высоте их выдерживают в камере колодца дополнительное время до достижения каждой частью слитка температуры, необходимой для последующей обработки, что приводит к дополнительным затратам времени и расходу топлива.The disadvantage of this design is the uneven distribution of heat fluxes and temperatures along the height of the ingots and their uneven heating due to the location of the torch only in the lower part of the chamber. To equalize the temperature of the ingots in height, they are kept in the well chamber for an additional time until each part of the ingot reaches the temperature necessary for subsequent processing, which leads to additional time and fuel consumption.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является регенеративный нагревательный колодец, содержащий камеру, выполненную в форме прямоугольного параллелепипеда, ограниченную футерованными стенамии перемещающейся крышкой, и блоки регенераторов (RU №2457262, кл. С21D 9/70, 2012 г.).The closest in technical essence to the claimed one is a regenerative heating well containing a chamber made in the shape of a rectangular parallelepiped, limited by lined walls and a moving lid, and regenerator blocks (RU No. 2457262, class C21D 9/70, 2012).

Недостатком данного регенеративного нагревательного колодца является неравномерность распределения тепловых потоков и температур по боковым поверхностям слитков. Боковые поверхности слитков, обращенные к оси симметрии верхнего и нижнего факелов, нагреваются быстрее, так как на эти поверхности излучают все зоны верхнего и нижнего факелов. Боковые поверхности слитков, обращенные друг к другу, нагреваются медленнее, так как на них излучают только близлежащие зоны факелов, а излучение остальных зон факелов экранируется соседними слитками. Неравномерный нагрев боковых поверхностей слитков приводит к дополнительным затратам времени на выдержку слитков в колодце для выравнивания температур по всем четырем боковым поверхностям слитков и дополнительному расходу топлива, так как во время выдержки верхний и нижний факелы не отключаются.The disadvantage of this regenerative heating well is the uneven distribution of heat fluxes and temperatures on the side surfaces of the ingots. The side surfaces of the ingots facing the axis of symmetry of the upper and lower flares heat up faster, since all zones of the upper and lower flares emit on these surfaces. The side surfaces of the ingots facing each other heat up more slowly, since only nearby torch zones emit on them, and the radiation of the remaining torch zones is shielded by neighboring ingots. Uneven heating of the side surfaces of the ingots leads to additional time spent on holding the ingots in the well to equalize the temperatures on all four side surfaces of the ingots and additional fuel consumption, since the upper and lower flares do not turn off during aging.

Технической проблемой изобретения является разработка новой конструкции регенеративного нагревательного колодца с возможностью равномерного распределения тепловых потоков и температур по боковым поверхностям слитков.The technical problem of the invention is the development of a new design of a regenerative heating well with the possibility of uniform distribution of heat fluxes and temperatures on the side surfaces of the ingots.

Техническим результатом является уменьшение времени пребывания слитков в печи, повышение производительности, снижение расхода топлива за счет равномерного нагрева слитков металла в колодце.The technical result is to reduce the residence time of the ingots in the furnace, increase productivity, reduce fuel consumption due to the uniform heating of metal ingots in the well.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что регенеративный нагревательный колодец состоит из камеры, выполненной в форме прямоугольного параллелепипеда, ограниченной футерованными стенами и перемещаемой крышкой, и блоков регенераторов. Согласно изобретению камера в верхней части дополнительно снабжена пятью горелками, расположенными на одной из боковых стен по горизонтальной оси на расстоянии от крышки, равном 0,25-0,30 высоте стены.The task and the specified technical result are achieved in that the regenerative heating well consists of a chamber made in the form of a rectangular parallelepiped limited by lined walls and a movable lid, and regenerator blocks. According to the invention, the chamber in the upper part is additionally equipped with five burners located on one of the side walls along the horizontal axis at a distance from the lid equal to 0.25-0.30 the height of the wall.

Наличие горелок, расположенных по горизонтальной оси на боковой стене, позволяет создать узкие, длинные факелы в верхней части камеры, причем оси факелов расположены параллельно боковым поверхностям слитков, обращенных друг к другу. При таком расположении факелов они излучают тепло на противоположные поверхности слитков, нагревая их. Мощность факелов такова, что потоки теплового излучения факелов, падающие на поверхности слитков, не вызывают их оплавление. Совместная работа факелов в верхней части камеры с факелом в нижней части камеры, образующегося при сгорании истекающего из регенератора газа и воздуха, обеспечивает равномерность нагрева всех четырех боковых поверхностей слитков, что приводит к уменьшению времени нагрева слитков, повышению производительности, снижению расхода топлива.The presence of burners located on a horizontal axis on the side wall allows you to create narrow, long torches in the upper part of the chamber, and the axis of the torches are parallel to the side surfaces of the ingots facing each other. With this arrangement of torches, they radiate heat to opposite surfaces of the ingots, heating them. The power of the torches is such that the fluxes of thermal radiation from the torches incident on the surface of the ingots do not cause their fusion. The joint operation of the torches in the upper part of the chamber with the torch in the lower part of the chamber, which is formed during the combustion of gas and air flowing from the regenerator, ensures uniform heating of all four side surfaces of the ingots, which leads to a reduction in the time of heating the ingots, to increase productivity, and to reduce fuel consumption.

При расположении горелок на общей горизонтальной оси на боковой стене на расстоянии, меньшем 0,25 высоты стен от крышки, факелы удаляются от слитков и приближаются к крышке, что вызовет оплавление ее футеровки и увеличение тепловых потерь через крышку. При расположении горелок на расстоянии, большем 0,30 высоты стен от крышки, факелы приближаются к слиткам, что вызовет перегрев и оплавление верхней части слитков.When the burners are located on a common horizontal axis on the side wall at a distance less than 0.25 of the wall height from the lid, the torches are removed from the ingots and approach the lid, which will cause its lining to melt and increase heat loss through the lid. When the burners are located at a distance greater than 0.30 of the wall height from the lid, the torches approach the ingots, which will cause overheating and fusion of the upper part of the ingots.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема регенеративного нагревательного колодца; на фиг. 2 - вид сверху в разрезе А-А; на фиг. 3 - вид сверху в разрезе Б-Б.The device is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a regenerative heating well; in FIG. 2 is a top view in section AA; in FIG. 3 is a top view in section BB.

Регенеративный нагревательный колодец состоит из камеры 1, выполненной в форме прямоугольного параллелепипеда. Камера 1 сверху ограничена перемещаемой крышкой 2, а с боков - футерованными стенами: задней 3, боковыми 4 и фронтальной 5. Со стороны задней 3 стены и фронтальной 5 расположены блоки 6 регенераторов, включающих воздушные регенераторы 7, газовые регенераторы 8 и камеру 9 смесеобразования, которая через технологическое отверстие 10 связана с камерой 1 с размещенными в ней рядами слитками 11. Через технологическое отверстие 10 в камеру 1 формируется факел 12. В верхней части камеры 1 колодца на расстоянии от крышки 2, равном 0,25-0,30 высоты стен, на общей горизонтальной оси на боковой стене 4 установлены горелки 13. Горелки 13 формируют факелы 14, которые располагаются между слитками 11 в верхней части камеры.The regenerative heating well consists of a chamber 1 made in the form of a rectangular parallelepiped. The chamber 1 is bounded on top by a movable cover 2, and on the sides by lined walls: back 3, side 4 and front 5. On the side of the rear 3 wall and front 5, there are blocks 6 of regenerators, including air regenerators 7, gas regenerators 8 and mixing chamber 9, which through the technological hole 10 is connected with the chamber 1 with the rows of ingots 11 placed in it. A torch 12 is formed through the technological hole 10 into the chamber 1. In the upper part of the chamber 1 of the well, at a distance from the cover 2, equal to 0.25-0.30 of the height of the walls on a common burn The burner 13 is installed on the horizontal axis on the side wall 4. The burners 13 form torches 14, which are located between the ingots 11 in the upper part of the chamber.

Регенеративный нагревательный колодец работает следующим образом. Нагреваемые слитки 11 через перемещающуюся крышку 2 устанавливают в камеру 1 колодца. Работа регенеративного нагревательного колодца происходит в два цикла. В первом цикле функционирует левый и правый блоки 6 регенераторов и горелки 13. Газ и воздух поступают, соответственно, через газовый 8 и воздушный 7 регенераторы. Газовоздушная смесь образуется в камере 9 смесеобразования левого блока 6 регенераторов. Одновременно газ и воздух поступают в горелки 13 для создания газовоздушной смеси и образования верхних узких, длинных факелов 14. Истекающие из камеры 9 смесеобразования левого блока 6 регенераторов и горелок 13 газовоздушные смеси при зажигании образуют верхние узкие, длинные факелы 14 в верхней части и один факел 12 в нижней части камеры 1. Вывод из камеры 1 колодца продуктов сгорания, образующихся при горении газовоздушных смесей в факеле 12 и в верхних узких, длинных факелах 14, осуществляется через воздушный 7 и газовый 8 регенераторы правого блока 6 регенераторов.Regenerative heating well works as follows. Heated ingots 11 through a moving cover 2 are installed in the chamber 1 of the well. The regenerative heating well operates in two cycles. In the first cycle, the left and right blocks 6 of the regenerators and the burner 13 function. Gas and air flow, respectively, through the gas 8 and air 7 regenerators. The gas-air mixture is formed in the mixture formation chamber 9 of the left regenerator unit 6. At the same time, gas and air enter the burners 13 to create a gas-air mixture and the formation of upper narrow, long flares 14. The gas-air mixtures flowing from the mixture formation chamber 9 of the left unit 6 of the regenerators and burners 13 form an upper narrow, long torch 14 in the upper part and one torch when ignited 12 in the lower part of the chamber 1. The output from the chamber 1 of the well of combustion products resulting from the combustion of gas-air mixtures in the torch 12 and in the upper narrow, long torches 14 is carried out through the air 7 and gas 8 regenerators of the right Lok 6 regenerators.

При достижении верхними рядами регенеративных насадок определенной технологией температуры начинается второй цикл, в котором подача газа и воздуха происходит, соответственно, через газовый 8 и воздушный 7 регенераторы правого блока 6 регенераторов. Газовоздушная смесь образуется в камере 9 смесеобразования правого блока 6 регенераторов и проходит через технологическое отверстие 10 в камеру 1 колодца. Одновременно газ и воздух подаются в пять горелок 13 для создания газовоздушной смеси и выхода ее из горелок 13 в камеру колодца 1.When the upper rows of regenerative nozzles reach a certain technology temperature, the second cycle begins, in which gas and air are supplied, respectively, through gas 8 and air 7 regenerators of the right block 6 of the regenerators. The gas-air mixture is formed in the mixture formation chamber 9 of the right regenerator unit 6 and passes through the technological hole 10 into the chamber 1 of the well. At the same time, gas and air are supplied to five burners 13 to create a gas-air mixture and exit it from the burners 13 into the chamber of the well 1.

Газовоздушные смеси, выходящие из блока 6 регенераторов через технологическое отверстие 10 и из горелок 13 в камеру 1 колодца, зажигают при этом верхние узкие, длинные факелы 14 в верхней части и один факел 12 в нижней части камеры 1 колодца. Продукты сгорания, образующиеся при сжигании топлива в факелах 12, 14, выводятся через воздушный 7 и газовый 8 регенераторы левого блока регенераторов 6.Air-gas mixtures leaving the regenerator unit 6 through the process hole 10 and from the burners 13 into the well chamber 1, ignite the upper narrow, long flares 14 in the upper part and one torch 12 in the lower part of the well 1. The combustion products resulting from the combustion of fuel in flares 12, 14 are discharged through air 7 and gas 8 regenerators of the left block of regenerators 6.

Таким образом, верхние узкие, длинные факелы 14 нагревают боковые поверхности слитков 11, обращенные друг к другу, нижний факел 12 нагревает боковые поверхности слитков 11, обращенные к продольной оси симметрии колодца, а нагретые узкими, длинными факелами 14 боковые стены 4 нагревают обращенные к ним боковые поверхности слитков 11, что приводит к равномерному нагреву всех четырех боковых поверхностей слитков 11. Мощность верхних узких, длинных факелов 14 такова, что потоки их теплового излучения на поверхность слитков 11 не вызывают оплавление поверхности слитков. Так как верхние узкие, длинные факелы 14 нагревают верхние части слитков 11, а нижние факелы 12 нагревают нижние части слитков 11, то слитки 11 равномерно нагреваются по высоте. Равномерный нагрев всех четырех боковых поверхностей слитков 11 уменьшит общее время нагрева до заданной температуры, повысит производительность колодца, снизит расход топлива.Thus, the upper narrow, long torches 14 heat the side surfaces of the ingots 11 facing each other, the lower torch 12 heats the side surfaces of the ingots 11 facing the longitudinal axis of symmetry of the well, and the side walls 4 heated by the narrow long torches 14 heat facing them the side surfaces of the ingots 11, which leads to uniform heating of all four side surfaces of the ingots 11. The power of the upper narrow, long flares 14 is such that the fluxes of their thermal radiation to the surface of the ingots 11 do not cause melting erhnosti ingots. Since the upper narrow, long torches 14 heat the upper parts of the ingots 11, and the lower torches 12 heat the lower parts of the ingots 11, the ingots 11 are uniformly heated in height. Uniform heating of all four side surfaces of the ingots 11 will reduce the total heating time to a predetermined temperature, increase well productivity, and reduce fuel consumption.

В настоящее время изобретение находится на стадии технического предложения.Currently, the invention is at the stage of a technical proposal.

Claims

Регенеративный нагревательный колодец, содержащий камеру, выполненную в форме прямоугольного параллелепипеда, ограниченную футерованными стенами и перемещаемой крышкой, горелки и блоки регенераторов, отличающийся тем, что камера снабжена дополнительными горелками, расположенными в верхней части на общей горизонтальной оси на одной из боковых стен на расстоянии от крышки, равном 0,25-0,30 от высоты стены.A regenerative heating well containing a chamber made in the shape of a rectangular parallelepiped limited by lined walls and a movable cover, burners and regenerator blocks, characterized in that the chamber is equipped with additional burners located in the upper part on a common horizontal axis on one of the side walls at a distance from cover equal to 0.25-0.30 of the height of the wall.