Садочные печи для термической обработки

Садочные печи характеризуются переменным по времени температур­ным режимом и необходимостью достижения возможно большей равно­мерности распределения температур по объему рабочего пространства в каждый период цикла. В связи с этим количества тепла, подаваемого в раз­личные периоды цикла, различаются в 10-15 раз.

Простейшие типы садочных печей (камерные со стационарным или выдвижным подом, с внешней механизацией) в настоящее время в про­катных цехах металлургических предприятий применяются крайне редко. Получают распространение садочные печи, в которых загружают, разгру­жают и передают изделия из камеры в камеру с помощью печного рольган­га или шагающих балок. Для таких печей системы отопления решаются ана­логично системам отопления проходных и протяжных печей (примером может служить печь, схема которой показана на рис. 1.12). Разумеется, для садочных печей специально должна быть проработана возможность широ­ких пределов изменения подвода тепла. Для обеспечения высокой равно­мерности температур по объему рабочего пространства целесообразно орга­низовать рециркуляцию среды за счет энергии факелов горелок или с по­мощью циркуляционных вентиляторов.

Своеобразна система отопления колпаковых печей для отжига руло­нов полосы — одного из самых распространенных типов садочных печей. В этих печах стопу рулонов накрывают металлическим муфелем, а затем на­гревательным колпаком, в котором расположены горелочные устройства. Продукты сгорания из-под нагревательного колпака удаляют с помощью воздушного эжектора. Подача тепла в течение цикла нагрева должна коле­баться в пределах 1:12—1:15.

В колпаковых печах, построенных по первоначальным проектам, на нагревательном колпаке установлены радиально инжекционные горелки в специальных топках, экранированных от муфеля корундовыми плитками. Однако необходимые высокие пределы регулирования недостижимы при инжекционных горелках. Поэтому применено позиционное регулирование. В начале цикла нагрева подачу топлива регулируют двухпозиционно: тепло­вая мощность колпака или 10—15 % тепловой мощности. При достижении заданной температуры в месте установки стендовой термопары закрывают­ся дроссели на газопроводе и воздухопроводе. В результате максимальное количество тепла, которое можно подать в печь, сокращается до 50 % теп­ловой мощности. С этого момента регулирование ведется двухпозиционно: 50 % или 10—15 % тепловой мощности. Минимальное количество газа по­ступает через байпас вокруг регулирующего дросселя. Подача эжектирующего воздуха в эжектор настроена так, чтобы при минимальном расходе газа разрежение под колпаком повышалось. В результате горелки работают с повышенным коэффициентом расхода воздуха, что исключает опасность проскока пламени в горелку.

Такая система успешно работает на смеси коксового и доменного га­зов. При работе же на природном газе возникли трудности. Топка разогрева­лась до 1500—1600 °С, а при минимальном расходе газа быстро охлаждалась воздухом, подсасываемым через горелку. В результате наблюдались местные перегревы садки против топок, топки быстро разрушались. При больших расходах газа в холодные топки происходили хлопки. Это положение было исправлено переделкой горелок на работу с а = 1,3 и подачей минимально­го количества газа не через горелку, а через специальную трубку в нижней части топки. Топки стали меньше перегреваться, а при минимальных рас-

ходах меньше остывать, так как подаваемый через трубку газ сгорал с воз­духом, подсасываемым через горелку. Эти осложнения привели к решению применять для колпаковых печей инжекционно-атмосферные горелки час­тичного предварительного смешения, установленные в два ряда по высоте тангенциально. Нагрев стал мягче, а стойкость кладки повысилась. Однако подсос вторичного воздуха под действием разрежения в колпаке приводит к значительному и трудноуправляемому повышению коэффициента расхо­да воздуха. Это, естественно, вызывает некоторое повышение удельного расхода топлива.

Оптимальным решением системы отопления колпаковых печей явля­ется применение горелок с принудительной подачей воздуха, имеющих широкий диапазон регулирования коэффициента расхода воздуха, а также рекуперация тепла уходящих продуктов сгорания для подогрева воздуха горения. В этом случае представляется возможным добиться повышения качества нагрева, стойкости печи и снижения расхода топлива.

Этот пример иллюстрирует процесс разработки системы отопления, необходимость комплексного решения при выборе горелочных устройств и схемы регулирования тепловой работы печи, важность учета технологичес­ких, эксплуатационных и экономических факторов.

Дата добавления: 2014-01-05