Протяжная печь с промежуточным секционным подом

Полезная модель относится к металлургии железа, в частности, к печам мало- и безокислительного нагрева стальной металлопродукции, например проволоки, и может быть использована на металлургических и машиностроительных заводах.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности использования топлива, качества металлопродукции и срока службы секций промежуточного пода при существенном снижении их стоимости.

Новизной предлагаемой протяжной печи является то, что промежуточный под по всей длине печи полностью выполнен плоским, секции по ширине установлены без зазоров, а по боковым сторонам рабочего пространства печи по всей длине ограничены двумя открытыми заправочными каналами с постоянными размерами и формой, выполненными в боковой футеровке печи.

Новизной печи является также то, что заправочные каналы содержат огнеупорные ограничители, утопленные в боковой футеровке печи, а высота каналов превышает их ширину. 2 ил.

Полезная модель относится к металлургии железа, в частности, к печам непрерывного действия для мало- и безокислительного нагрева металлопродукции, например проволоки, и может быть использована на металлургических и машиностроительных заводах.

Известны печи (Патенты РФ: 1570311, опубл. 15.04.1994, 2139944, опубл. 20.10.1999, 64628, опубл. 10.07.2007), содержащие последовательно размещенные камеры предварительного нагрева, окончательного нагрева и выдержки металла при заданной температуре, разделенные по высоте на параллельные зоны высокотеплопроводным промежуточным подом, выполненным в виде секций, установленных на начальном участке камеры предварительного нагрева и полностью в камере окончательного нагрева с зазорами по длине печи. В конце камеры предварительного нагрева по ходу протяжки проволоки под промежуточным подом установлен рекуператор для нагрева первичного воздуха, подаваемого на горение. В боковых стенах камеры окончательного нагрева над промежуточным подом установлены горелки для неполного сжигания природного газа, а под ним - сопла для дожигания продуктов неполного сгорания вторичным воздухом.

Секции промежуточного пода этих печей имеют фасонную форму, например канального типа, и по всей длине выполнены из дорогостоящей жаростойкой стали, например марки Х23Н19С2Л, что технически оправдано только для камеры окончательного нагрева с наиболее высокими технологическими температурами. Для протяжных печей открытого малоокислительного нагрева проволоки количество каналов секций определяется количеством протягиваемых через печь ниток проволоки. В настоящее время цены на никель и хром существенно возросли, поэтому весьма актуальной является задача снижения стоимости промежуточного пода.

Наиболее близкой к предлагаемой является печь с промежуточным подом по патенту РФ 2210707, опубл. БИ 23, 20.08.03 г. (F27В 9/30, С21D 9/56, F27D 1/02). Эта печь отличается тем, что для удешевления и повышения стойкости промежуточный под выполнен комбинированным. В камерах предварительного нагрева и выдержки секции промежуточного пода изготовлены из стойкого к ударным нагрузкам материала, например жаростойкого чугуна марки ЧС 5Ш по ГОСТ 7769-82, а в камере окончательного нагрева - из высокотеплопроводной керамики, например карбида кремния, что позволяет существенно снизить стоимость промежуточного пода.

Промежуточный под прототипа выполнен канального типа, недостатком которого является неравномерное «смывание» нагреваемой проволоки продуктами сгорания природного газа, а это в свою очередь отрицательно сказывается на качестве проволоки.

В отличие от технического решения по патенту РФ 2210707 в предлагаемой полезной модели промежуточный под по всей длине и ширине печи выполнен из плоских карбидокремниевых секций, которые в отличие от секций фасонной формы изготавливают на поточных технологических линиях, что определяет их меньшую стоимость, причем весьма существенно, и позволяет устранить выше перечисленные негативные недостатки.

Относительно срока службы секций из карбида кремния следует отметить, что их жаростойкость и теплопроводность выше чем у жаростойких сталей. Кроме того, при плоском выполнении промежуточного пода обеспечивается более интенсивный конвективный теплообмен продуктов сгорания топлива и металлопродукции, что позволяет существенно повысить эффективность использования топлива и качество металлических изделий.

Протяжные термические печи заправляют с двух сторон: печи рекристаллизационного отжига, которые используются при производстве низкоуглеродистой проволоки, заправляются нитками проволоки со стороны выгрузки печи, а печи патентировочные, применяемые при производстве высокоуглеродистой проволоки в линиях патентирования, заправляют со стороны загрузки печи, т.к. к выходному торцу печи примыкают ванны с расплавами свинца или селитры. Заправка печи нитками проволоки нередко приводит к разрушению секций промежуточного пода этих участков печей. Замена секций требует остановки печей, что в свою очередь нарушает технологический процесс, создает дополнительные энергетические, материальные и трудовые затраты.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности использования топлива, качества металлопродукции и срока службы секций промежуточного пода при существенном снижении их стоимости.

Решение поставленной задачи достигается тем, что протяжная печь содержит футерованные, последовательно размещенные, камеру предварительного нагрева, камеру окончательного нагрева с установленными в ней соплами и горелками и камеру выдержки металла при заданной температуре, разделенные по высоте на параллельные зоны промежуточным подом, выполненным в виде секций, установленных на начальном участке камеры предварительного нагрева и полностью в камере окончательного нагрева с зазорами по длине печи. Согласно полезной модели промежуточный под печи по всей длине выполнен плоским, печь дополнительно снабжена открытыми заправочными каналами, которые расположены по боковым сторонам рабочего пространства печи и выполнены в боковой футеровке печи. Кроме того, заправочные каналы содержат огнеупорные ограничители, а высота каналов превышает их ширину.

На фиг.1 изображена предлагаемая печь с промежуточным секционным плоским подом, продольный разрез печи. На фиг.2 представлен поперечный разрез (А-А) фиг.1. Печь содержит последовательно размещенные камеру 1 предварительного нагрева, камеру 2 окончательного нагрева и камеру 3 выдержки. Печь по высоте разделена промежуточным плоским подом 4. Он выполнен из секций, установленных с зазорами по длине на начальном участке камеры 1 и полностью в камере 2. На остальных участках печи секции пода 4 установлены без зазоров. В конце камеры 1 перед камерой 2 под подом 4 установлен трубчатый радиационно-конвективный рекуператор 5 U-образной формы для нагрева первичного воздуха. В камере 2 над подом 4 по боковым сторонам печи установлены горелки 6 для неполного сжигания природного газа первичным воздухом, а под подом - сопла 7 для подачи вторичного воздуха на дожигание продуктов неполного сгорания. Сопла 7 установлены в шахматном порядке относительно горелок 6.

Промежуточный под 4 по всей длине печи полностью выполнен плоским, например из карбидокремниевых плит. По боковым сторонам рабочее пространство печи по всей длине ограничено двумя открытыми заправочными каналами 8, выполненными в боковой футеровке печи с постоянными размерами и формой. Каналы 8 содержат огнеупорные ограничители 9, утопленные в боковой футеровке печи, высота каналов превышает их ширину, что позволяет исключить проскакивание на секционный промежуточный плоский под печи заправочных шомполов, к которым приваривают нитки проволоки перед ее протяжкой через каналы 8. Протяжная печь также содержит дымовую трубу 10 для удаления продуктов полного сгорания топлива, снабженную заслонкой 11, регулирующей давление в рабочем пространстве печи. Нагреваемые изделия 12, например проволоку, после протяжки равномерно распределяют по ширине секционного плоского промежуточного пода.

При загрузке печи через заправочные каналы 8 с помощью шомполов индивидуально протягивают каждую нитку проволоки. После выхода нитки из печи ее перебрасывают через огнеупорные ограничители 9, а шомпол отсоединяют.

Наличие заправочных каналов по бокам печи исключает выход из строя хвостовых участков печи, что позволяет в качестве материала для промежуточного пода по всей длине печи использовать высокотеплопроводные карбидокремниевые секции. Промежуточный плоский под из карбида кремния в свою очередь улучшает качество атмосферы в печи, повышает скорость нагрева и качество обрабатываемой проволоки, и уменьшает расход природного газа.

Заправка печи проволокой через заправочные каналы позволяет увеличить срок службы секций промежуточного пода при существенном снижении их стоимости.

Следует отметить, что установка рекуператора 5 является обязательной, так как нагрев первичного воздуха подавляет образование сажистого углерода в продуктах неполного сгорания природного газа, что способствует улучшению качества их химического состава и, как следствие, поверхности проволоки, снизив ее окисление. В связи с этим рекуператор является не только энергетическим, но и технологическим узлом протяжной печи. Печь с секционным промежуточным плоским подом предполагается внедрить на агрегате горячего оцинкования 2 сталепроволочного цеха 1 Череповецкого завода ОАО «Северсталь - метиз».

1. Протяжная печь с промежуточным секционным подом, содержащая футерованные последовательно размещенные камеру предварительного нагрева, камеру окончательного нагрева с установленными в ней соплами и горелками и камеру выдержки металла при заданной температуре, разделенные по высоте на параллельные зоны промежуточным подом, выполненным в виде секций, установленных на начальном участке камеры предварительного нагрева и полностью в камере окончательного нагрева с зазорами по длине печи, отличающаяся тем, что промежуточный под печи выполнен плоским, печь дополнительно снабжена открытыми заправочными каналами, расположенными по боковым сторонам рабочего пространства печи и выполненными в боковой футеровке печи.

2. Протяжная печь по п.1, отличающаяся тем, что заправочные каналы содержат огнеупорные ограничители, а высота каналов превышает их ширину.