RU80849U1 - OVEN FOR THERMAL PROCESSING OF LARGE-SIZED PRODUCTS - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройствам для термической обработки крупногабаритных изделий и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности. Целью предлагаемой полезной модели является улучшение условий труда, повышение удобства в работе и эффективности процесса теплообмена. Указанная цель достигается тем, что в печи для термообработки крупногабаритных изделий, содержащей основание с песчаной подушкой, цилиндрическую секцию, нагревательный колпак и систему нагрева и циркуляции воздуха с тангенциально установленными горелками, согласно полезной модели, основание выполнено заодно с цилиндрической секцией в виде опорного стакана с футерованными огнеупорным кирпичем дном, обечайкой и размещенными в ней тангенциальными гнездами для стационарной установки горелок, причем стенки тангенциальных гнезд образуют направляющие каналы для организации заданного направления и повышения интенсивности движения потоков горячего воздуха.The invention relates to devices for heat treatment of large-sized products and can be used in the metallurgical and engineering industries. The purpose of the proposed utility model is to improve working conditions, increase ease of use and the efficiency of the heat transfer process. This goal is achieved by the fact that in the furnace for heat treatment of large products containing a base with a sand cushion, a cylindrical section, a heating hood and a heating and air circulation system with tangentially installed burners, according to a utility model , the base is integral with the cylindrical section in the form of a support cup with the bottom lined with refractory brick, the shell and the tangential sockets placed in it for stationary installation of burners, and the walls of the tangential nests form t guide channels for organizing a given direction and increasing the intensity of the movement of hot air flows.

Description

Изобретение относится к устройствам для термической обработки крупногабаритных изделий и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности.The invention relates to devices for heat treatment of large-sized products and can be used in the metallurgical and engineering industries.

Известна колпаковая печь для термообработки крупногабаритных изделий, содержащая основание с песчаной подушкой, нагревательный колпак и систему нагрева и циркуляции воздуха. (Патент РФ №2096710, F28B 11/09, 1997 г).Known bell furnace for heat treatment of large products, containing a base with a sand cushion, a heating hood and a heating system and air circulation. (RF patent No. 2096710, F28B 11/09, 1997).

Недостатком известной, колпаковой печи является невысокая интенсивность теплообмена и низкие технологические возможности.A disadvantage of the known bell-type furnace is its low heat transfer rate and low technological capabilities.

Известна также печь для термообработки крупногабаритных изделий, содержащие основание с песчаной подушкой, цилиндрическую секцию, нагревательный колпак и систему нагрева и циркуляции воздуха с тангенциально установленными горелками (Патент РФ на ПМ №58678, МПК F27811/00, С21Д 9/00, С21Д 9/70, 27.11.2006 г., Бюл. №33).Also known is a furnace for heat treatment of large products containing a base with a sand cushion, a cylindrical section, a heating hood and a heating and air circulation system with tangentially mounted burners (RF Patent ПМ No. 58678, IPC F27811 / 00, С21Д 9/00, С21Д 9/00 70, 11/27/2006, Bull. No. 33).

Данная печь для термообработки крупногабаритных изделий совершеннее предыдущей конструкции, однако имеет ряд существенных недостатков, обусловленных ее конструктивными особенностями. Расположение горелок на съемных элементах печи - цилиндрической секции и нагревательном колпаке требует много времени на установку и снятие горелок и при необходимости заглушек при каждом цикле. Тангенциальные патрубки под горелки и зона их установки имеют слабую теплоизоляцию и сильно нагреваются при работе, что очень неудобно при установке, снятии и обслуживании горелок. Описанные недостатки приводят к неудобству в работе и снижают условия труда. Кроме того, расположение защитных экранов на стенках цилиндрической секции и нагревательного колпака приводит к их частой This furnace for heat treatment of large-sized products is more perfect than the previous design, however, it has a number of significant drawbacks due to its design features. The location of the burners on the removable elements of the furnace - the cylindrical section and the heating hood requires a lot of time to install and remove the burners and, if necessary, plugs for each cycle. The tangential nozzles for the burners and their installation area have poor thermal insulation and become very hot during operation, which is very inconvenient during installation, removal and maintenance of the burners. The described disadvantages lead to inconvenience in work and reduce working conditions. In addition, the location of the protective screens on the walls of the cylindrical section and the heating cap leads to their frequent

деформации от изделия при работе, изменяя при этом заданное положение и направление горячего воздуха, снижая из-за этого эффективность процесса теплообмена.deformation from the product during operation, while changing the set position and direction of hot air, thereby reducing the efficiency of the heat transfer process.

Таким образом, основными недостатками печи для термообработки крупногабаритных изделий по патенту №58678, принятой за прототип, являются: неудобство в работе, низкие условия труда и невысокая эффективность процесса теплообмена.Thus, the main disadvantages of the furnace for heat treatment of large products according to patent No. 58678, adopted as a prototype, are: inconvenience in work, low working conditions and low efficiency of the heat transfer process.

Целью предлагаемой полезной модели является улучшение условий труда, повышение удобства в работе и эффективности процесса теплообмена.The purpose of the proposed utility model is to improve working conditions, increase ease of use and the efficiency of the heat transfer process.

Указанная цель достигается тем, что в печи для термообработки крупногабаритных изделий, содержащей основание с песчаной подушкой, цилиндрическую секцию, нагревательный колпак и систему нагрева и циркуляции воздуха с тангенциально установленными горелками, согласно полезной модели, основание выполнено заодно с цилиндрической секцией в виде опорного стакана с футерованными огнеупорным кирпичем дном, обечайкой и размещенными в ней тангенциальными гнездами для стационарной установки горелок, причем стенки тангенциальных гнезд образуют направляющие каналы для организации заданного направления и повышения интенсивности движения потоков горячего воздуха.This goal is achieved by the fact that in the furnace for heat treatment of large products containing a base with a sand cushion, a cylindrical section, a heating hood and a heating and air circulation system with tangentially installed burners, according to a utility model, the base is integral with the cylindrical section in the form of a support cup with the bottom lined with refractory brick, the shell and the tangential sockets placed in it for stationary installation of burners, and the walls of the tangential nests form guide channels for organizing the predetermined direction and increasing in traffic hot air flows.

Выполнение основания заодно с цилиндрической секцией в виде опорного стакана с футерованными огнеупорным кирпичем дном, обечайкой и размещенными в ней тангенциальными гнездами для стационарной установки горелок, позволяет получить надежную и простую конструкцию опорного стакана печи, с хорошо теплоизолированными обечайкой и тангенциальными гнездами. Опорный стакан стал неподвижной несущей частью и поэтому появилась возможность стационарной установки горелок в тангенциальные гнезда. При этом исключается необходимость установки и снятии горелок и заделки монтажных зазоров при каждом цикле, что значительно повышает удобство в работе и сокращает непроизводительные затраты времени. Футеровка обечайки и непосредственно тангенциальных гнезд огнеупорным The implementation of the base at the same time with a cylindrical section in the form of a support cup with a bottom lined with refractory bricks, a shell and tangential sockets for stationary installation of burners, makes it possible to obtain a reliable and simple design of the furnace support cup, with well insulated shell and tangential sockets. The support cup has become a fixed bearing part and therefore the possibility of stationary installation of burners in tangential nests has appeared. This eliminates the need to install and remove burners and seal mounting clearances during each cycle, which significantly increases ease of use and reduces overhead. Lining of the shell and directly tangential nests refractory

кирпичем и надежная теплоизоляция постоянных монтажных зазоров при стационарной установке горелок, приводит к улучшению условий труда, т.к. в зоне обслуживания горелок температура значительно снизилась.brick and reliable thermal insulation of permanent installation gaps with stationary installation of burners, leads to improved working conditions, because in the burner service area, the temperature has dropped significantly.

Образование стенками тангенциальных гнезд направляющих каналов для организации заданного направления и повышения интенсивности движения потоков горячего воздуха, позволяет создать интенсивное круговое движение горячего воздуха с равномерной плотностью по всей высоте опорного стакана и с максимальной угловой и вертикальной составляющей скорости потоков. При этом повышается эффективность процесса теплообмена при термообработке крупногабаритных изделий.The formation of the walls of the tangential nests of the guide channels to organize a given direction and increase the intensity of the movement of hot air flows, allows you to create an intense circular movement of hot air with a uniform density along the entire height of the support cup and with a maximum angular and vertical component of the flow velocity. This increases the efficiency of the heat transfer process during the heat treatment of large products.

По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков полезной модели неизвестна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "новизна".According to the information available to the applicant, the set of essential features of the utility model is unknown from the prior art, which allows us to conclude that the claimed object meets the criterion of "novelty."

Совокупность признаков, характеризующих сущность полезной модели, может быть многократно воспроизведена в металлургической и машиностроительной промышленности для термической обработки крупногабаритных изделий с обеспечением технического результата, заключающегося в улучшении условий труда, повышения удобства в работе и эффективности процесса теплообмена, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного объекта критерия "промышленная применимость".The set of features that characterize the essence of the utility model can be repeatedly reproduced in the metallurgical and engineering industries for the heat treatment of large-sized products with the technical result consisting in improving working conditions, improving working comfort and the efficiency of the heat transfer process, which allows us to conclude that the claimed object criterion of "industrial applicability".

Сущность заявленной полезной модели поясняется чертежами, где изображен общий вид печи для термообработки крупногабаритных изделий (главный вид и вид в плане).The essence of the claimed utility model is illustrated by drawings, which depicts a General view of the furnace for heat treatment of large products (main view and plan view).

Печь для термообработки крупногабаритных изделий содержит опорный стакан 1, состоящий из дна 2 и обечайки 3 с песчаной подушкой 4. В обечайке 3 опорного стакана 1 расположены тангенциальные гнезда 5 для стационарной установки горелок 6. Дно 2, обечайка 3 и расположенные в ней тангенциальные гнезда 5 опорного стакана 1 футерованы огнеупорным кирпичом.The furnace for heat treatment of large-sized products contains a support cup 1, consisting of a bottom 2 and a shell 3 with a sand cushion 4. In the shell 3 of the support cup 1 there are tangential sockets 5 for stationary installation of burners 6. The bottom 2, the shell 3 and tangential sockets 5 located therein the support cup 1 is lined with refractory bricks.

Стенки тангенциальных гнезд 5 образуют направляющие каналы 7 для организации заданного направления и повышения интенсивности движения потоков горячего воздуха. На опорном стакане 1 расположены две направляющие скалки 8. Съемный нагревательный колпак 9, устанавливается на песчаную подушку 4 и представляет собой цилиндрическую и коническую части, состоящие из металлического каркаса 10 с ребрами жесткости. Вверху конической части колпака 9 расположена выпускная труба 11 с управляемым затвором 12. Внутренняя поверхность цилиндрической части колпака 9 также футерована огнеупорным кирпичом выложенным с зазором вдоль закрепленных на каркасе металлических листов. Зазор заполнен рулонным теплоизоляционным материалом. Коническая часть колпака 9 теплоизолирована несколькими слоями рулонного теплоизоляционного материала. На цилиндрической части нагревательного колпака 9 закреплены втулки 13 для взаимодействия с направляющими скалками 8 при опускании колпака 9 на опорный стакан 1.. Система нагрева и циркуляции воздуха включает в себя тангенциальные гнезда 5 с горелками 6 и направляющими каналами 7, выпускную трубу 11 и управляемый затвор 12. На опорном стакане 1 расположена лестница для обслуживания, а на нагревательном колпаке 9 строповые устройства.The walls of the tangential nests 5 form guide channels 7 to organize a given direction and increase the intensity of movement of hot air flows. On the support cup 1 there are two guide rolling pins 8. A removable heating cap 9, is mounted on the sand cushion 4 and is a cylindrical and conical part consisting of a metal frame 10 with stiffeners. At the top of the conical part of the cap 9 is an exhaust pipe 11 with a controlled shutter 12. The inner surface of the cylindrical part of the cap 9 is also lined with refractory bricks lined with a gap along the metal sheets fixed to the frame. The gap is filled with roll insulation material. The conical part of the cap 9 is insulated with several layers of rolled heat-insulating material. On the cylindrical part of the heating cap 9, bushings 13 are fixed for interacting with guide rolling pins 8 when lowering the cap 9 onto the support cup 1 .. The heating and air circulation system includes tangential sockets 5 with burners 6 and guide channels 7, an exhaust pipe 11 and a controlled shutter 12. On the support cup 1 there is a ladder for servicing, and on the heating cap 9 sling devices.

Работает печь для термообработки крупногабаритных изделий следующим образом.The furnace for heat treatment of large products as follows.

Изделие устанавливается на дно 2 опорного стакана 1 (на технологические подставки) и накрывается нагревательным колпаком 9, который уплотняется с помощью песчаной подушки 4. При опускании нагревательного колпака 9, втулки 13 взаимодействуют с направляющими скалками 8, ориентируя колпак 9 относительно песчаной подушки 4. После чего включается необходимое количество горелок 6, затвор 12 выпускной трубы 11 устанавливается в необходимое положение (подбирается опытным путем). Происходит нагрев воздуха в печи и разогрев изделия. Нагретый воздух, благодаря направляющим каналам 7 тангенциальных гнезд 5, получает стабильное круговое The product is installed on the bottom 2 of the support cup 1 (on technological supports) and is covered with a heating cap 9, which is sealed with a sand cushion 4. When lowering the heating cap 9, the bushings 13 interact with the guide rolling pin 8, orienting the cap 9 with respect to the sand cushion 4. After which includes the required number of burners 6, the shutter 12 of the exhaust pipe 11 is installed in the required position (selected experimentally). There is heating of the air in the furnace and heating of the product. Heated air, thanks to the guide channels 7 of the tangential nests 5, receives a stable circular

движение с равномерной плотностью по всей высоте опорного стакана 1, максимально контактируя с наружной поверхностью изделия. За счет интенсификации движения потоков горячего воздуха происходит повышение эффективности процесса теплообмена в печи. Температура термообработки фиксируется при помощи термопар, а сам процесс регистрируется при помощи самопишущих приборов в виде диаграммы. Т.к. гнезда 5 для установки горелок 6 смонтированы в обечайке 3 и заодно с ней теплоизолированы, а горелки 6 установлены стационарно с качественной заделкой монтажного зазора, то температура в зоне установки и обслуживания горелок значительно снизилась, улучшив тем самым условия труда термистов и другого обслуживающего персонала. После окончания процесса термообработки, нагревательный колпак 9 снимается с опорного стакана 1, термообработанное изделие убирается и загружается следующее изделие. При этом не требуется убирать и заново ставить горелки 6, что повышает удобство в работе и не требует затрат дополнительного времени.movement with uniform density over the entire height of the support cup 1, in maximum contact with the outer surface of the product. Due to the intensification of the movement of hot air flows, there is an increase in the efficiency of the heat transfer process in the furnace. The heat treatment temperature is recorded using thermocouples, and the process itself is recorded using recorders in the form of a diagram. Because the sockets 5 for installing the burners 6 are mounted in the casing 3 and are thermally insulated with it, and the burners 6 are installed permanently with high-quality sealing of the installation gap, the temperature in the installation and maintenance zone of the burners has significantly decreased, thereby improving the working conditions of thermists and other maintenance personnel. After the end of the heat treatment process, the heating cap 9 is removed from the support cup 1, the heat-treated product is removed and the next product is loaded. In this case, it is not necessary to remove and reinstall the burners 6, which increases the convenience in operation and does not require additional time.

Опытный образец печи был изготовлен на ОАО «Тамбовский завод «Комсомолец» им. Н.С.Артемова» (г.Тамбов, Россия) и использован при термообработке днищ и корпусов аппаратов различного диаметра из коррозионностойких и углеродистых сталей. По сравнению с ранее существующей технологией улучшились условия труда, повысились удобства в работе при повышении в целом эффективности процесса теплообмена. Качество термообработки изделий соответствовало конструкторской и технической документации.A prototype furnace was manufactured at JSC “Tambov Plant“ Komsomolets ”named after N.S. Artemova ”(Tambov, Russia) and was used in the heat treatment of bottoms and bodies of apparatuses of various diameters from corrosion-resistant and carbon steels. Compared with the previously existing technology, working conditions improved, working comforts improved while the overall efficiency of the heat exchange process increased. The quality of the heat treatment of the products corresponded to the design and technical documentation.

Таким образом, при использовании всей совокупности существенных признаков заявляемой полезной модели, печь для термообработки крупногабаритных изделий позволяет решить поставленную задачу по улучшению условий труда, повышению удобства в работе и эффективности процесса теплообмена.Thus, when using the entire set of essential features of the claimed utility model, the furnace for heat treatment of large-sized products allows us to solve the problem of improving working conditions, improving the usability and efficiency of the heat transfer process.

Claims (1)

Печь для термообработки крупногабаритных изделий, содержащая основание с песчаной подушкой, цилиндрическую секцию, нагревательный колпак и систему нагрева и циркуляции воздуха с тангенциально установленными горелками, отличающаяся тем, что основание выполнено заодно с цилиндрической секцией в виде опорного стакана с футерованными огнеупорным кирпичом дном, обечайкой и размещенными в ней тангенциальными гнездами для стационарной установки горелок, причем стенки тангенциальных гнезд образуют направляющие каналы для организации заданного направления и повышения интенсивности движения потоков горячего воздуха.

A furnace for heat treatment of large products, containing a base with a sand cushion, a cylindrical section, a heating hood and a heating and air circulation system with tangentially installed burners, characterized in that the base is integral with the cylindrical section in the form of a support cup with a lined refractory brick bottom, a shell and placed tangential sockets in it for stationary installation of burners, and the walls of the tangential nests form guide channels for organizing the back nnogo direction and motion intensity increase hot air flow.