Проходные и протяжные печи для термической обработки

При термической обработке подвод тепла должен быть рассредоточен по длине рабочего пространства.

В печах этого типа нагреваемые изделия транспортируют с помощью печных рольгангов, шагающих балок и пода, печных конвейеров различ­ных типов или проталкивают по направляющим, а полосу протягивают через печь по приводным роликам.

Длина печей этого типа может достигать 100 м и более, а тепловая мощность — 100 МВт.

При нагреве изделий до 700 °С и выше камеры нагрева этих печей оснащают горелками, обычно расположенными с обеих сторон нагреваемого изделия (сверху и снизу) а если это невозможно, — только сверху. При термической обработке в атмосфере контролируемого состава таким же образом располагают радиационные трубы. В вертикальных протяжных печах горелочные устройства или радиационные трубы располагают с обе­их сторон ветви полосы.

В большинстве случаев для проходных и протяжных печей целесооб­разно применять инжекционные горелки с инжекцией воздуха газом. При постоянном во времени тепловом режиме ограниченные пределы регули­рования инжекционных горелок приемлемы. При большом, а часто огром­ном числе горелок весьма желательно избежать системы трубопроводов для разводки воздуха, которые чрезмерно осложняют конструкцию печи и зат­рудняют ее обслуживание.

Горелки работают обычно на холодном газе, так как разводка подо­гретого газа — сложная задача. Кроме того, сеть газопроводов подобных печей чрезвычайно разветвлена, и при прохождении через нее подогретый газ сильно остывает. В связи с тем, что обычно устанавливают горелки ма­лых размеров, внутренняя изоляция газопроводов к ним невозможна. Вне­шняя их изоляция недопустима по правилам техники безопасности.

Радиационные трубы обычно конструируют со встроенным рекупера­тором для подогрева воздуха. Если требуется высокая равномерность и ин­тенсивность нагрева изделий, то прибегают к циркуляции среды в рабочем пространстве.

На рис. 1.9 показана схема поперечного сечения печи с шагающими балками для нагрева изделий на поддонах до 900—950 °С. Двухпроходные горелки расположены попеременно выше и ниже уровня пода. Нижняя го­релка соединена каналом, расположенным в кладке продольных стен, с верхней частью рабочего пространства, а верхняя горелка — с нижней час­тью рабочего пространства. Через эти каналы к корню факела подсасываются продукты сгорания из рабочего пространства. В результате в печи создана си­стема интенсивной рециркуляции продуктов сгорания. Это обеспечивает вы­сокую равномерность распределения температур в поперечном сечении печи.

В печи с роликовым подом для светлого отжига тяжелых бунтов про­волоки (нагрев до 770—810 °С) для интенсификации и повышения равно­мерности нагрева применены циркуляционные вентиляторы (рис. 1.10).

Циркуляционный вентилятор /, установленный на поду печи, отса­сывает атмосферу контролируемого состава из рабочего пространства. По­ток атмосферы из направляющего аппарата 2 омывает тупиковые радиаци­онные трубы 3, расположенные вертикально у продольных стен печи. На­гретая атмосфера омывает бунты 4, транспортируемые на роликах 5 печно­го рольганга.

При нагреве до низких температур (200—600 °С) наиболее предпочти­тельна система отопления с интенсивным теплообменом конвекцией.

На рис. 1.11 показана схема поперечного разреза печи с шагающими балками для нагрева до 400—630 °С тяжелых алюминиевых слябов. Циркуля­ционный вентилятор 7, расположенный на боковой стене печи, подсасы­вает газовую среду из рабочего пространства и подает ее в продольный канал 2. В этом канале установлены горелки 3, позволяющие получить низ­котемпературные продукты сгорания. Затем смесь газов через канал 4 по­ступает в короб 5. Из коробов через большое число сопел горячий газ на­правляется с большой скоростью на верхнюю и нижнюю поверхности сля­бов. Избыточное количество продуктов сгорания сбрасывают через дымо­провод 6. При организованном таким образом струйном нагреве удается достичь высокой равномерности и скорости нагрева.

Иной способ реше­ния системы отопления печи для низкотемпера­турного нагрева представ­лен на рис. 1.12. Здесь схе­матически показан по­перечный разрез печи с шагающими балками для нагрева до 250-350 °С (от­пуск) пакетов прутков. Продукты сгорания, сме­шанные с воздухом, с помощью дымососов от­сасываются из рабочего пространства печи. От дымососов смесь поступает в коллектор 1, а из него в патрубки 2. В патрубках встроены горелки, где газ сгорает в рециркуляте; образуются низкотемпературные продукты сгорания, которые подаются в продольный короб 3, а из него в ряд труб 4. Продукты сгорания из труб выходят в рабочее пространство и нагревают пакеты прутков. Эта печь пред­назначена для работы садками, но такая система отопления вполне приме­нима и для непрерыв­ных проходных печей.

В обоих случаях (см. рис. 1.11 и 1.12) рециркуляционные контуры разбиты по длине печи на несколько одинаковых секций. При проектировании низкотемпературных печей совершенно необ­ходимо предусматривать специальные меры по обеспечению взрывобезопасности при эксплуатации: запальные горелки, устройства контроля пла­мени и тому подобное.

Если в печи должны проводиться две операции с существенно разны­ми температурами нагрева (например, отпуск и нормализация), то систему ее отопления предпочтительно решать с применением горелок с широким диапазоном изменения коэффициента расхода воздуха. Благодаря возмож­ности работы этих горелок с большими пределами регулирования расходов топлива и высокими коэффициентами расхода воздуха переход от одного режима к другому может проводиться без отключения части горелок. Если же заданные режимы окажутся неосуществимыми по характеристике этих горелок, то необходима система отопления, предусматривающая отключе­ние части горелок.

Неудобством этой системы является то, что отключать и включать го­релки приходится вручную. Для обеспечения безопасности эксплуатации печи при 500—600 °С и менее необходимо конструктивно выделить группы горелок, работающих при этом режиме. Эта группа горелок должна быть оснащена устройствами контроля пламени, автоматической отсечкой зоны при погасании горелки и другими устройствами, обеспечивающими взрывобезопасность низкотемпературных печей.

При значительной ширине печи равномерность нагрева изделий мо­жет быть обеспечена путем применения отопления сводовыми горелками. Тип горелок должен выбираться в зависимости от технологического режи­ма работы печей.

В современных агрегатах непрерывного горячего цинкования в камере скоростного нагрева необходимо проведение безокислительного нагрева открытым пламенем. С этой целью камеру скоростного нагрева отапливают с помощью горелок, которые обеспечивают сжигание газа с коэффициен­том расхода воздуха несколько меньше единицы и практически с полным выгоранием кислорода воздуха.

Для проходных и протяжных печей часто применяют горелочные уст­ройства, снабженные запальными горелками. При разработке системы ото­пления в этих случаях необходимо предусматривать питание запальных го­релок газом и воздухом таким образом, чтобы при изменении расхода ком­понентов сжигания на основные горелки их расходы на запальные горелки оставались постоянными.

Дата добавления: 2014-01-05