RU2689345C1 - Regenerative heating well - Google Patents
Regenerative heating well Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689345C1 RU2689345C1 RU2018117987A RU2018117987A RU2689345C1 RU 2689345 C1 RU2689345 C1 RU 2689345C1 RU 2018117987 A RU2018117987 A RU 2018117987A RU 2018117987 A RU2018117987 A RU 2018117987A RU 2689345 C1 RU2689345 C1 RU 2689345C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- ingots
- regenerators
- burner
- well
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 11
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/70—Furnaces for ingots, i.e. soaking pits
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для нагрева слитков металла перед прокаткой.The invention relates to a device 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.).Known regenerative heating well, consisting of a chamber made in the form of a rectangular parallelepiped, bounded by lined walls, equipped with a moving cover and a burner, blocks of regenerators adjacent to the chamber opposite each other from the rear and frontal walls (Krivandin VA, Egorov A. B. Thermal work and furnace design 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 required for further 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 стенами и перемещающейся крышкой, блоки регенераторов и горелки, расположенные на одной из боковых стен (RU, №2637200, кл. C21D 9/70, 2017 г.).The closest to the technical nature of the claimed is a regenerative heating well containing a chamber made in the shape of a rectangular parallelepiped, bounded by lined walls and a moving cover, blocks of regenerators and burners located on one of the side walls (RU, №2637200, cl.
Недостатком данного регенеративного нагревательного колодца является неравномерность температуры по длине факелов горелок, расположенных на одной из боковых стен и, как следствие, неравномерность распределения тепловых потоков и температур по боковым поверхностям слитков. Горение топлива в факеле начинается у среза грелки и заканчивается в конце длины факела. По длине факела сгорает все поступившее в грелку топливо. На начальном участке факела происходит интенсивное горение топлива, интенсивность горения топлива достигает максимума к середине длины факела, на конечном участке факела происходит догорание топлива. От начала до середины факела сгорают 65-75% топлива, остальные 25-35% топлива догорают от середины до конца факела.The disadvantage of this regenerative heating well is the uneven temperature along the length of the torches of the burners located on one of the side walls and, as a consequence, the uneven distribution of heat fluxes and temperatures along the side surfaces of the ingots. The burning of the fuel in the torch begins at the cut-off of the heater and ends at the end of the torch length. Along the length of the torch burns all the fuel entering the heater. Intense combustion of the fuel occurs at the initial part of the torch, the intensity of fuel combustion reaches its maximum by the middle of the length of the torch, and in the final part of the torch the fuel burns out. From the beginning to the middle of the torch, 65-75% of the fuel burn, the remaining 25-35% of the fuel burn from the middle to the end of the torch.
В соответствии с интенсивностью сгорания топлива температура факела возрастает от среза горелки, достигает максимума посередине факела и резко уменьшается в конце факела, где происходит догорание топлива. Температура факела в конце его длины значительно меньше температуры в начале и посередине факела. Такое неравномерное распределение температуры и мощности по длине факела вызывает неравномерное распределение тепловых потоков от факела по боковым поверхностям слитков. На боковые поверхности слитков, расположенных напротив участка факела у горелок, подают в 1,5-2 раза больше потоки теплового излучения по сравнению с потоками теплового излучения факела на боковые поверхности слитков, расположенных напротив конечного участка факела. Боковые поверхности слитков, находящихся у боковой стены, где расположены горелки, нагреваются быстрее вследствие большей температуры факела и больших тепловых потоков излучений, падающих от факела на поверхности слитков. Боковые поверхности слитков, находящиеся у стены, противоположной боковой стене с горелками, нагреваются медленнее вследствие меньшей температуры факела и меньших тепловых потоков излучения, падающих от факела на поверхности слитков.In accordance with the intensity of fuel combustion, the temperature of the torch increases from the cut-off of the burner, reaches a maximum in the middle of the torch and sharply decreases at the end of the torch where the fuel burns out. The temperature of the flare at the end of its length is significantly less than the temperature at the beginning and in the middle of the flare. Such an uneven distribution of temperature and power along the length of the torch causes an uneven distribution of heat flux from the torch along the lateral surfaces of the ingots. On the side surfaces of the ingots located opposite the torch section at the burners, heat fluxes of 1.5–2 times more are emitted compared to the thermal fluxes of the torch on the lateral surfaces of the ingots opposite the end portion of the torch. The side surfaces of the ingots located at the side wall where the burners are located, heat up more rapidly due to the higher temperature of the torch and large heat fluxes of radiation falling from the torch on the surface of the ingots. The side surfaces of the ingots, which are located near the wall opposite the side wall with burners, heat up more slowly due to the lower temperature of the torch and lower heat fluxes of radiation falling from the torch on the surface of the ingots.
Вследствие неравномерного распределения тепловых потоков излучений по боковой поверхности слитков расположенные у боковой стены с горелками слитки нагреваются быстрее слитков, находящихся у противоположной стены. Для выравнивания температуры слитков, расположенных у боковой стены, противоположной боковой стене с установленными в ней горелками, слитки выдерживают в колодце дополнительное время с включенными нижним и верхним факелами. Работа колодца во время выдержки с включенными нижним и верхним факелами приводит к дополнительному расходу топлива и увеличению времени нагрева слитков.Due to the uneven distribution of heat fluxes of radiation along the lateral surface of the ingots located on the side wall with burners, the ingots heat up faster than ingots located on the opposite wall. To equalize the temperature of the ingots located at the side wall opposite to the side wall with burners installed in it, the ingots are kept in the well for additional time with the lower and upper torches included. The operation of the well during the exposure with the lower and upper torches turned on leads to additional fuel consumption and an increase in the ingot heating time.
Технической проблемой изобретения является разработка новой конструкции регенеративного нагревательного колодца с возможностью равномерного распределения тепловых потоков и температур по боковым поверхностям слитков.A 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 along the side surfaces of the ingots.
Техническим результатом обеспечение 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 uniform heating of the metal ingots in the well.
Поставленная проблема и указанный технический результат достигаются тем, что регенеративный нагревательный колодец содержит камеру, выполненную в форме прямоугольного параллелепипеда, ограниченную футерованными стенами и перемещающейся крышкой, блоки регенераторов и горелки, при этом блоки регенераторов расположены со стороны задней и фронтальной стены камеры, и включают воздушные регенераторы, газовые регенераторы и камеру смесеобразования, которая через технологическое отверстие связана с камерой горелки, которые расположены в верхней части на одной из боковых стен. Согласно изобретению, камера дополнительно снабжена горелками, расположенными на противоположной боковой стене, причем каждая горелка расположена на общей оси с расположенной напротив горелкой и выполнена с возможностью образования узкого короткого факела напротив каждой из боковых, обращенных друг к другу, поверхностей слитков, при этом колодец снабжен средствами контроля мощности и температуры факелов.The problem and this technical result are achieved by the fact that the regenerative heating well contains a chamber made in the form of a rectangular parallelepiped, bounded by lined walls and a moving cover, blocks of regenerators and burners, while the blocks of regenerators are located on the side of the rear and front wall of the chamber, and include air regenerators, gas regenerators and a mixture-formation chamber, which is connected through the technological opening to the burner chamber, which are located in top of one of the side walls. According to the invention, the chamber is additionally equipped with burners located on the opposite side wall, each burner located on a common axis with a burner located opposite and configured to form a narrow short flare opposite each of the side facing each other ingot surfaces, while the well is provided means of controlling power and temperature of torches.
Наличие горелок, расположенных на противоположной боковой стене, причем каждая горелка установлена на общей оси с расположенной напротив горелкой позволяет создавать узкие короткие факелы напротив каждой из боковых обращенных друг к другу поверхностей слитков. Мощность факелов контролируется средствами контроля мощности и температуры факелов и в процессе нагрева слитков составляет такую величину, что потоки теплового излучения факелов, падающие на поверхность слитков, не вызывают их оплавление. Мощность и температура факелов одинакова и они излучают на боковые обращенные друг к другу поверхности слитков одинаковые тепловые потоки, равномерно нагревая находящиеся в колодце слитки. Совместная работа факелов в верхней части колодца с факелом в нижней части колодца обеспечивает равномерность нагрева всех четырех боковых поверхностей слитков и приводит к уменьшению времени нагрева слитков, повышению производительности, снижению расхода топлива.The presence of burners located on the opposite side wall, each burner mounted on a common axis with the opposite burner allows you to create narrow short torches opposite each of the side facing each other ingot surfaces. The power of the flares is controlled by means of controlling the power and temperature of the flares and, in the process of heating the ingots, is of such magnitude that the thermal radiation fluxes falling on the surface of the ingots do not cause their melting. The power and temperature of the torches are the same and they radiate identical heat flows to the side surfaces of the ingots facing each other, uniformly heating the ingots in the well. The joint operation of the torches in the upper part of the well with the torch in the lower part of the well ensures uniform heating of all four side surfaces of the ingots and leads to a decrease in the heating time of the ingots, increased productivity, reduced fuel consumption.
При установке каждой из горелок выше оси расположенной напротив на боковой стене горелки факелы удаляются от слитков и приближаются к крышке, что вызовет оплавление ее футеровки и увеличение тепловых потерь через крышку. При установке каждой из горелок ниже оси расположенной напротив на боковой стене горелки факелы приближаются к слиткам, что вызовет перегрев и оплавление верхней части слитков.When installing each of the burners above the axis located opposite on the side wall of the burner, the torches are removed from the ingots and approach the lid, which will cause the lining of its lining and an increase in heat loss through the lid. When installing each of the burners below the axis located opposite on the side wall of the burner torches approach the ingots, which will cause overheating and melting 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 A-A; 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 боковых стенах 4 установлены горелки 13. Горелки 13 формируют узкие короткие факелы 14, которые располагаются между слитками 11 в верхней части камеры.Regenerative heating well consists of a
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 десять горелок 13 для создания газовоздушной смеси и образования верхних факелов 14. Истекающие из камеры 9 смесеобразования левого блока 6 регенераторов и горелок 13 газовоздушные смеси при зажигании образуют узкие короткие 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 факелах 14, осуществляется через воздушный 7 и газовый 8 регенераторы правого блока 6 регенераторов.Regenerative heating well works as follows. The heated
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 десять горелок 13 для создания газовоздушной смеси и выхода ее из горелок 13 в камеру колодца 1.When the upper rows of the regenerative nozzles reach a certain technology temperature, the second cycle begins, in which the gas and air supply takes place, respectively, through the
Газовоздушные смеси, выходящие из блока 6 регенераторов через технологическое отверстие 10 и из горелок 13 в камеру 1 колодца, зажигают при этом верхние узкие короткие 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 mixture leaving the
Верхние узкие короткие факелы одинаковой мощности и температуры находятся между слитками. Верхние узкие короткие факелы равномерно нагревают каждую из боковых обращенных друг к другу поверхностей слитков.The upper narrow short flares of the same power and temperature are between the ingots. The upper narrow short torches uniformly heat each of the side facing each other surfaces of the ingots.
Таким образом, верхние узкие короткие 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 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 коротких факелов 14 в процессе нагрева слитков 11 контролируется средствами контроля мощности и температуры факела. Мощность верхних узких коротких факелов 14 такова, что потоки их теплового излучения на поверхность слитков 11 не вызывают оплавление поверхности слитков. Так как верхние узкие короткие факелы 14 нагревают верхние части слитков 11, а нижний факел 12 нагревает 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
В настоящее время изобретение находится на стадии технического предложения.Currently, the invention is at the stage of technical proposals.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018117987A RU2689345C1 (en) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | Regenerative heating well |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018117987A RU2689345C1 (en) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | Regenerative heating well |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2689345C1 true RU2689345C1 (en) | 2019-05-27 |
Family
ID=66636824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018117987A RU2689345C1 (en) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | Regenerative heating well |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2689345C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1719452A (en) * | 1927-03-03 | 1929-07-02 | Herbert C Ryding | Soaking pit |
| SU517651A1 (en) * | 1973-05-31 | 1976-06-15 | Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова | Heating well |
| RU2457262C1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Regenerative soaking pit |
| CN103014312A (en) * | 2012-12-26 | 2013-04-03 | 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 | Control method of regenerative burner of regenerative heating furnace |
| RU2637200C1 (en) * | 2017-02-01 | 2017-11-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Regenerative soaking pit |
-
2018
- 2018-05-15 RU RU2018117987A patent/RU2689345C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1719452A (en) * | 1927-03-03 | 1929-07-02 | Herbert C Ryding | Soaking pit |
| SU517651A1 (en) * | 1973-05-31 | 1976-06-15 | Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова | Heating well |
| RU2457262C1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Regenerative soaking pit |
| CN103014312A (en) * | 2012-12-26 | 2013-04-03 | 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 | Control method of regenerative burner of regenerative heating furnace |
| RU2637200C1 (en) * | 2017-02-01 | 2017-11-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Regenerative soaking pit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI588416B (en) | Selective oxy-fuel boost burner system and method for a regenerative furnace | |
| CA2930950C (en) | Selective oxy-fuel burner and method for a rotary furnace | |
| RU2689345C1 (en) | Regenerative heating well | |
| RU2521772C1 (en) | Recuperative soaking pit | |
| RU2637200C1 (en) | Regenerative soaking pit | |
| KR100563761B1 (en) | Pyrolysis heater with paired burner zoned firing system | |
| CN103725866B (en) | The heating system of a kind of soaking pit and heat supply method | |
| RU2637199C1 (en) | Recuperative soaking pit | |
| RU2457262C1 (en) | Regenerative soaking pit | |
| RU2684006C1 (en) | Recuperative heating well | |
| RU2786550C1 (en) | Regenerative soaking pit | |
| SU602555A1 (en) | Blast furnace air heater | |
| US3583691A (en) | Furnace with preheated combustion air and ceramic burner blocks | |
| US2289719A (en) | Metallurgical furnace | |
| US3434704A (en) | Heating up furnaces | |
| JP2016202289A (en) | Continuous rice cooking device | |
| JP2007003099A (en) | Heat treat furnace | |
| US4362293A (en) | Cupola | |
| RU2778593C1 (en) | Method for the ignition and flare combustion of an air-fuel mixture and apparatus for the implementation of the method | |
| RU2312907C1 (en) | Regenerative heating pit | |
| TW201910275A (en) | Method and burner assembly for combusting a fuel gas with an oxidant | |
| SU453243A1 (en) | PASSAGE MUFFLE OVEN FOR RECEPTION OF POWDERS RESTORATION | |
| US2572819A (en) | Chambered soaking pit | |
| US2480374A (en) | Furnace | |
| SU1174710A1 (en) | Chamber furnace for article heating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200516 |