RU2823784C1

RU2823784C1 - Recuperative heating pit

Info

Publication number: RU2823784C1
Application number: RU2024100319A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Николаевич Макаров; Юлия Михайловна Павлова; Мария Сергеевна Хрусталева
Filing date: 2024-01-09
Publication date: 2024-07-30

Abstract

FIELD: heating; various technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to devices for heating of metal ingots before rolling. Recuperative heating pit comprises a chamber made in the form of a rectangular parallelepiped, limited by lined walls, a hearth, a moving cover, a burner, transverse lined partitions. Chamber is additionally equipped with a longitudinal lined partition installed vertically on the hearth of chamber and connected to transverse lined partitions, wherein lengthwise lined partition along the length of the chamber is confined by vertical planes extending through ingot side surfaces facing the front and rear sides.

EFFECT: reduced time of ingots heating in furnace, increased efficiency, reduced fuel consumption as a result of reduction of ingots staying time in furnace.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для нагрева слитков металла перед прокаткой.The invention relates to devices for heating metal ingots before rolling.

Известен рекуперативный нагревательный колодец, состоящий из камеры, выполненный в форме прямоугольного параллелепипеда, ограниченной футерованными стенами, подом, снабженного перемещающейся крышкой и горелкой (Макаров А.Н. Теплообмен в электродуговых сталеплавильных и факельных нагревательных печах, топках паровых котлов, камерах сгорания газотурбинных установок. - Москва, Вологда: Инфра - Инженерия, 2022. 452 с).A recuperative heating well is known, consisting of a chamber made in the form of a rectangular parallelepiped, limited by lined walls, a hearth equipped with a moving cover and a burner (Makarov A.N. Heat exchange in electric arc steel-making and flare heating furnaces, steam boiler furnaces, combustion chambers of gas turbine units. - Moscow, Vologda: Infra-Engineering, 2022. 452 p.).

Недостатком данной конструкции является неравномерность распределения тепловых потоков и температур, как по длине камеры, так и по высоте слитков. Для выравнивания температуры по высоте слитки выдерживают в камере колодца дополнительное время, что приводит к снижению производительности колодца и дополнительному расходу топлива.The disadvantage of this design is the uneven distribution of heat flows and temperatures, both along the length of the chamber and along the height of the ingots. To equalize the temperature along the height, the ingots are kept in the well chamber for additional time, which leads to a decrease in the well productivity and additional fuel consumption.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является рекуперативный нагревательный колодец, содержащий камеру, выполненную в форме прямоугольного параллелепипеда, ограниченную футерованными стенами, подом, перемещающейся крышкой, горелку, поперечные футерованные перегородки (RU, №2786550, КЛ. C21D 9/70, 2022 г.).The closest in technical essence to the claimed one is a recuperative heating well containing a chamber made in the form of a rectangular parallelepiped, limited by lined walls, a hearth, a moving cover, a burner, and transverse lined partitions (RU, No. 2786550, CL. C21D 9/70, 2022).

Недостатком данного рекуперативного нагревательного колодца является неравномерность тепловых потоков и температур по боковым поверхностям слитков, обращенных к футерованным стенам, футерованным перегородкам и к оси симметрии колодца. На боковые поверхности слитков, обращенных к боковым футерованным стенам и футерованным перегородкам, падают от футеровки стен и перегородок на 70-120% больше тепловые потоки по сравнению с боковыми поверхностями слитков, обращенных к оси симметрии колодца. Температура факела изменяется от 1600°С у горелки до 1400-1300°С у задней футерованной стены. Боковые футерованные стены и футерованные перегородки нагреваются до температуры 1200°С в нижней части и до 1300°С в верхней части. Мощность теплового потока излучения каждой из боковых футерованных стен составляет 85-90% от мощности факела, мощность потока теплового излучения каждой из футерованных перегородок составляет 25-30% от мощности факела, футерованные боковые стены и перегородки излучают эту мощность в виде теплового потока на боковые поверхности слитков, обращенных к футерованным боковым стенам и перегородкам. На боковые поверхности слитков, обращенных к оси симметрии колодца, боковые футерованные стены не излучают. На боковые поверхности слитков обращенных к оси симметрии колодцев, излучает факел и не закрытая слитками часть футерованных перегородок. Тепловые потоки факела на боковые поверхности слитков, обращенных к оси симметрии колодца, в 1,5-2,0 раза меньше по сравнению с потоками теплового излучения боковых футерованных стен на обращенные к ним боковые поверхности слитков.The disadvantage of this recuperative heating pit is the unevenness of heat flows and temperatures along the side surfaces of the ingots facing the lined walls, lined partitions and the axis of symmetry of the pit. The side surfaces of the ingots facing the side lined walls and lined partitions experience 70-120% more heat flows from the lining of the walls and partitions compared to the side surfaces of the ingots facing the axis of symmetry of the pit. The torch temperature changes from 1600°C at the burner to 1400-1300°C at the rear lined wall. The side lined walls and lined partitions are heated to a temperature of 1200°C in the lower part and to 1300°C in the upper part. The power of the heat flow of radiation of each of the side lined walls is 85-90% of the power of the torch, the power of the heat flow of radiation of each of the lined partitions is 25-30% of the power of the torch, the lined side walls and partitions radiate this power in the form of a heat flow to the side surfaces of the ingots facing the lined side walls and partitions. The side lined walls do not radiate to the side surfaces of the ingots facing the axis of symmetry of the well. The torch and the part of the lined partitions not covered by the ingots radiate to the side surfaces of the ingots facing the axis of symmetry of the well. The heat flows of the torch to the side surfaces of the ingots facing the axis of symmetry of the well are 1.5-2.0 times less compared to the heat flows of radiation of the side lined walls to the side surfaces of the ingots facing them.

Две трети части поверхности футерованных перегородок закрыты слитками и на боковую поверхность слитков, обращенную к оси симметрии колодцев, тепловые потоки не излучают. На боковые поверхности слитков, обращенных к оси симметрии колодца, излучают тепловые потоки одна третья часть не закрытой слитками поверхности футерованных перегородок и факел в результате чего тепловые потоки на боковые поверхности слитков, обращенных к оси симметрии колодцев, на 70-120% меньше тепловых потоков, падающих на боковые поверхности слитков, обращенных к боковым футерованным стенам и на боковые поверхности слитков, обращенные к футерованным перегородкам. Боковая поверхность слитков, обращенная к оси симметрии колодцев, вследствие меньших падающих на их поверхности тепловых потоков, нагревается медленнее по сравнению с боковыми поверхностями слитков, обращенными к футерованным стенам и перегородкам.Two thirds of the surface of the lined partitions are covered by ingots and heat flows do not radiate to the side surface of the ingots facing the well symmetry axis. One third of the surface of the lined partitions not covered by ingots and the torch radiate heat flows to the side surfaces of the ingots facing the well symmetry axis, as a result of which heat flows to the side surfaces of the ingots facing the well symmetry axis are 70-120% less than the heat flows incident on the side surfaces of the ingots facing the side lined walls and on the side surfaces of the ingots facing the lined partitions. The side surface of the ingots facing the well symmetry axis, due to smaller heat flows incident on their surfaces, heats up more slowly compared to the side surfaces of the ingots facing the lined walls and partitions.

Неравномерный нагрев боковых поверхностей слитков приводит к увеличению времени выдержки слитков в колодце для выравнивания температур по всем четырем боковым поверхностям слитков и к дополнительному расходу топлива, так как во время выдержки факел не отключается.Uneven heating of the side surfaces of the ingots leads to an increase in the holding time of the ingots in the well to equalize the temperatures on all four side surfaces of the ingots and to additional fuel consumption, since the torch is not turned off during the holding time.

Технической проблемой изобретения является разработка новой конструкции рекуперативного нагревательного колодца с возможностью равномерного нагрева слитков.The technical problem of the invention is the development of a new design of a recuperative heating well with the possibility of uniform heating of ingots.

Техническим результатом является уменьшение времени нагрева слитков в печи, повышение производительности, снижение расхода топлива в результате уменьшения времени пребывания слитков в печи.The technical result is a reduction in the time it takes to heat ingots in the furnace, an increase in productivity, and a reduction in fuel consumption as a result of a reduction in the time the ingots spend in the furnace.

Проблема и указанный технический результат достигается тем, что рекуперативный нагревательный колодец содержит камеру, выполненную в форме прямоугольного параллелепипеда, ограниченную футерованными стенами, подом, перемещающейся крышкой, горелку, поперечные футерованные перегородки. Согласно изобретению, камера дополнительно снабжена продольной футерованной перегородкой, установленной вертикально на под камеры и соединенной с перечными футерованными перегородками, причем продольная футерованная перегородка по длине камеры ограничена вертикальными плоскостями, проходящими через боковые поверхности слитков, обращенных к фронтальной и задней сторонам.The problem and the specified technical result are achieved by the fact that the recuperative heating well contains a chamber made in the form of a rectangular parallelepiped, limited by lined walls, a hearth, a moving cover, a burner, transverse lined partitions. According to the invention, the chamber is additionally provided with a longitudinal lined partition installed vertically on the hearth of the chamber and connected to the transverse lined partitions, wherein the longitudinal lined partition along the length of the chamber is limited by vertical planes passing through the side surfaces of the ingots facing the front and rear sides.

Наличие продольной футерованной перегородки расположенной по оси симметрии колодца, позволяет создать тепловые потоки излучения от футерованной продольной перегородки на боковые поверхности слитков, обращенных к оси симметрии колодца. Таким образом, на боковые поверхности слитков, обращенных к боковым стенкам, излучают тепловые потоки боковые футерованные стены, на боковые поверхности слитков, обращенных к поперечным футерованным перегородкам излучают аналогичные тепловые потоки поперечные футерованные перегородки, на боковые поверхности слитков, обращенных к оси симметрии колодца, излучают тепловые потоки продольная футерованная перегородка и факел.The presence of a longitudinal lined partition located along the axis of symmetry of the well allows creating thermal radiation flows from the lined longitudinal partition to the side surfaces of the ingots facing the axis of symmetry of the well. Thus, the side lined walls radiate thermal flows to the side surfaces of the ingots facing the side walls, the transverse lined partitions radiate similar thermal flows to the side surfaces of the ingots facing the transverse lined partitions, and the longitudinal lined partition and torch radiate thermal flows to the side surfaces of the ingots facing the axis of symmetry of the well.

Тепловые потоки, падающие на все боковые поверхности слитков, увеличиваются вследствие излучения поперечных и продольных футерованных перегородок не только на расположенные напротив футерованных перегородок поверхности слитков, но и на поверхности слитков, расположенные перпендикулярно к поперечным и продольной футерованным перегородкам. Поперечные и продольная футерованная перегородки выполняют роль керамических регенераторов, забирающих тепло продуктов сгорания внутри камеры и отдающих его посредством теплового излучения слиткам. Температура газового объема факела, в котором происходит реакция горения топлива, изменяется от 1600°С у горелки до 1400-1300°С у задней стены. Продукты сгорания поступают в нижнюю часть нагревательного колодца и конвекцией и излучением передают тепло как средним и нижним поверхностям слитков, так и поперечным и продольной футерованным перегородкам. Поперечные и продольная перегородки нагреваются факелом и продуктами сгорания до температуры 1200-1300°С и излучают тепловые потоки на боковые поверхности слитков. Таким образом, происходит регенерация тепла отходящих газов внутри колодца поперечными и продольными перегородками и более полное использование тепла топлива при его сгорании в факеле, возрастает коэффициент полезного использования тепла топлива. При регенерации тепла отходящих газов и использовании регенераторов в нагревательном колодце 20% тепла топлива возвращается в камеру и полезно используется для нагрева слитков.Heat flows incident on all side surfaces of ingots increase due to radiation of transverse and longitudinal lined partitions not only on ingot surfaces located opposite the lined partitions, but also on ingot surfaces located perpendicular to the transverse and longitudinal lined partitions. Transverse and longitudinal lined partitions act as ceramic regenerators, taking heat from combustion products inside the chamber and giving it to ingots by means of thermal radiation. The temperature of the gas volume of the torch, in which the fuel combustion reaction occurs, changes from 1600°C at the burner to 1400-1300°C at the rear wall. Combustion products enter the lower part of the heating well and by convection and radiation transfer heat to both the middle and lower surfaces of the ingots, and to the transverse and longitudinal lined partitions. The transverse and longitudinal partitions are heated by the torch and combustion products to a temperature of 1200-1300°C and emit heat flows to the side surfaces of the ingots. Thus, the heat of the exhaust gases is regenerated inside the well by the transverse and longitudinal partitions and the fuel heat is used more fully during its combustion in the torch, the efficiency of the fuel heat increases. When the heat of the exhaust gases is regenerated and regenerators are used in the heating well, 20% of the fuel heat returns to the chamber and is usefully used for heating the ingots.

При отсутствии поперечных и продольных футерованных перегородок коэффициент полезного использования топлива составляет 25-45%. Коэффициент полезного использования тепла топлива максимален в начале нагрева слитков, когда температура слитков минимальна и составляет 20°С. В этом случае разность температур факела, продуктов сгорания и слитков максимальна и на поверхность слитков падает максимальная плотность конвективного и лучистого тепловых потоков, а коэффициент полезного использования тепла топлива составляет 45%. По мере нагрева слитков разность температур факела, продуктов сгорания и слитков снижается и при температуре слитков 900-1100°С коэффициент полезного использования тепла топлива составляет 25%.In the absence of transverse and longitudinal lined partitions, the fuel efficiency is 25-45%. The fuel heat efficiency is maximum at the beginning of ingot heating, when the ingot temperature is minimal and is 20°C. In this case, the temperature difference between the torch, combustion products and ingots is maximum and the maximum density of convective and radiant heat flows falls on the ingot surface, and the fuel heat efficiency is 45%. As the ingots are heated, the temperature difference between the torch, combustion products and ingots decreases and at an ingot temperature of 900-1100°C, the fuel heat efficiency is 25%.

При использовании в нагревательном колодце поперечных и продольной футерованных перегородок последние регенерируют тепло отходящих газов и излучают его на все четыре боковые поверхности слитков в результате чего увеличиваются результирующие тепловые потоки на поверхности слитков от факела, отходящих газов, продольной и поперечных перегородок и коэффициент полезного использования тепла топлива возрастает на 20% и составляет 65% в начале нагрева и 45% в конце нагрева слитков. Такой совместный нагрев всех четырех боковых поверхностей слитков боковыми стенами, факелом, поперечными и продольной футерованными перегородками обеспечивает равномерность нагрева по высоте и периметру слитков и приводит к уменьшению времени нагрева слитков, повышению производительности, снижению расхода топлива.When using transverse and longitudinal lined partitions in the heating pit, the latter regenerate the heat of the exhaust gases and radiate it to all four side surfaces of the ingots, resulting in an increase in the resulting heat flows on the surface of the ingots from the torch, exhaust gases, longitudinal and transverse partitions, and the efficiency of fuel heat increases by 20% and is 65% at the beginning of heating and 45% at the end of heating the ingots. Such joint heating of all four side surfaces of the ingots by the side walls, torch, transverse and longitudinal lined partitions ensures uniform heating along the height and perimeter of the ingots and leads to a decrease in the heating time of the ingots, an increase in productivity, and a decrease in fuel consumption.

Для уменьшения аэродинамического сопротивления прохождения продуктов сгорания в нижней части камеры продольная футерованная перегородка не соединена с фронтальной и задней футерованными стенами. Продольная футерованная перегородка по длине камеры ограничена вертикальными плоскостями, проходящими через боковые поверхности слитков, обращенных к фронтальной и задней стенам. Продольная футерованная перегородка начинается около фронтальной стены и заканчивается около задней стены и по длине камеры ограничена вертикальными плоскостями, проходящими через боковые поверхности слитков, обращенных к фронтальной и задней стенам. При ограничении продольной футерованной перегородки по длине камеры вертикальными плоскостями не проходящими через боковые поверхности слитков, обращенных к фронтальной и задней стенам, и расположенными между фронтальной и задней стенами и обращенными к ним боковыми поверхностями слитков возрастает аэродинамическое сопротивление проходящих в сборный канал продуктов сгорания, возрастает расход электроэнергии на электропривод вентилятора, удаляющего продукты сгорания из камеры.In order to reduce the aerodynamic resistance of the combustion products passing in the lower part of the chamber, the longitudinal lined partition is not connected to the front and rear lined walls. The longitudinal lined partition along the length of the chamber is limited by vertical planes passing through the side surfaces of the ingots facing the front and rear walls. The longitudinal lined partition begins near the front wall and ends near the rear wall and along the length of the chamber is limited by vertical planes passing through the side surfaces of the ingots facing the front and rear walls. When the longitudinal lined partition along the length of the chamber is limited by vertical planes that do not pass through the side surfaces of the ingots facing the front and rear walls and are located between the front and rear walls and the side surfaces of the ingots facing them, the aerodynamic resistance of the combustion products passing into the collection channel increases, and the power consumption for the electric drive of the fan that removes the combustion products from the chamber increases.

При ограничении продольной футерованной перегородки по длине камеры вертикальными плоскостями, не проходящими через боковые поверхности слитков, обращенных к фронтальной и задней стенам, и расположенными между боковой поверхностью слитков, обращенных к фронтальной и задней стенам, и рядом установленными поперечными футерованными перегородками, длина продольной футерованной перегородки уменьшается. При уменьшении длины продольной футерованной перегородки ее тепловое излучение на обращенные к ее поверхности боковые поверхности слитков, расположенных у фронтальной и задней стен, уменьшается, равномерность нагрева слитков снижается, увеличивается время нагрева слитков и расход топлива.When the longitudinal lined partition is limited along the length of the chamber by vertical planes that do not pass through the side surfaces of the ingots facing the front and rear walls and are located between the side surface of the ingots facing the front and rear walls and the transverse lined partitions installed nearby, the length of the longitudinal lined partition is reduced. When the length of the longitudinal lined partition is reduced, its thermal radiation to the side surfaces of the ingots facing its surface, located at the front and rear walls, is reduced, the uniformity of the heating of the ingots is reduced, the heating time of the ingots and the fuel consumption are increased.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема рекуперативного нагревательного колодца; на фиг. 2 - вид сверху в разрезе А-А; на фиг. 3 - вид сбоку в разрезе В-В; на фиг. 4 изображено распределение тепловых потоков по высоте боковых поверхностей слитков колодца устройства - прототипа (а - распределение тепловых потоков по высоте боковых поверхностей слитков, обращенных к поперечным футерованным перегородкам; б - распределение тепловых потоков по высоте боковых поверхностей слитков, обращенных к оси симметрии печи; в - распределение тепловых потоков по высоте боковых поверхностей слитков, обращенных к боковым стенам); на фиг .5 - распределение тепловых потоков по высоте боковых поверхностей слитков предлагаемого колодца, камера дополнительно снабжена продольной футерованный перегородкой, установленной вертикально на под камеры и соединенными поперечными футерованными перегородками, ограниченной по длине камеры вертикальными плоскостями, проходящими по длине камеры вертикальными плоскостями, проходящими через боковые поверхности слитков, обращенных к фронтальной и задней стенам (а - распределение тепловых потоков по высоте боковых поверхностей слитков, обращенных к поперечным футерованным перегородкам; б - распределение тепловых потоков по высоте боковых поверхностей слитков, обращенных к продольной футерованной перегородке; в - распределение тепловых потоков по высоте боковых поверхностей слитков, обращенных к боковым стенам, фронтальной и задней стенам).The device is explained by drawings, where Fig. 1 shows a diagram of a recuperative heating well; Fig. 2 is a top view in section A-A; Fig. 3 is a side view in section B-B; Fig. 4 shows the distribution of heat flows by the height of the side surfaces of the ingots of the well of the prototype device (a is the distribution of heat flows by the height of the side surfaces of the ingots facing the transverse lined partitions; b is the distribution of heat flows by the height of the side surfaces of the ingots facing the axis of symmetry of the furnace; c is the distribution of heat flows by the height of the side surfaces of the ingots facing the side walls); in Fig. 5 - distribution of heat flows by the height of the side surfaces of the ingots of the proposed well, the chamber is additionally equipped with a longitudinal lined partition installed vertically on the bottom of the chamber and connected by transverse lined partitions, limited along the length of the chamber by vertical planes passing along the length of the chamber by vertical planes passing through the side surfaces of the ingots facing the front and rear walls (a - distribution of heat flows by the height of the side surfaces of the ingots facing the transverse lined partitions; b - distribution of heat flows by the height of the side surfaces of the ingots facing the longitudinal lined partition; c - distribution of heat flows by the height of the side surfaces of the ingots facing the side walls, front and rear walls).

Рекуперативный нагревательный колодец состоит из камеры 1, выполненной в форме прямоугольного параллелепипеда, камера 1 с боков ограничена футерованными стенами: фронтальной 2, двумя боковыми 3, задней 4. Сверху камера 1 ограничена перемещающейся крышкой 5, снизу подом 6. В фронтальной стене 2 в верхней части камеры 1 колодца установлена горелка 7, которая создает над нагреваемыми слитками 8 факел 9. Камера 1 разделена на секции поперечными футерованными перегородками 10, установленными на под 6 и соединенными с боковыми стенами 3. На под 6 камеры 1 установлена продольная футерованная перегородка 11, соединенная с поперечными футерованными перегородками 10 и ограниченная по длине камеры 1 вертикальными плоскостями, проходящими через боковые поверхности слитков 8, обращенных к фронтальной 2 и задней 4 стенам. В поперечных футерованных перегородках 10 предусмотрены каналы 12 для удаления продуктов сгорания. В нижней части фронтальной стены 2 расположен канал 13 для сбора и удаления продуктов сгорания из камеры 1 колодца.The recuperative heating well consists of a chamber 1 made in the form of a rectangular parallelepiped, chamber 1 is bounded on the sides by lined walls: front 2, two side 3, rear 4. Chamber 1 is bounded at the top by a moving cover 5, at the bottom by a hearth 6. A burner 7 is installed in the front wall 2 in the upper part of chamber 1 of the well, which creates a torch 9 above the heated ingots 8. Chamber 1 is divided into sections by transverse lined partitions 10 installed on the hearth 6 and connected to the side walls 3. A longitudinal lined partition 11 is installed on the hearth 6 of chamber 1, connected to the transverse lined partitions 10 and bounded along the length of chamber 1 by vertical planes passing through the side surfaces of the ingots 8 facing the front 2 and rear 4 walls. In the transverse lined partitions 10, channels 12 are provided for removing combustion products. In the lower part of the front wall 2, a channel 13 is located for collecting and removing combustion products from the chamber 1 of the well.

Рекуперативный нагревательный колодец работает следующим образом. Нагревательные слитки 8 при открытой перемещающейся крышке 5 устанавливают на под 6 камеры 1 между поперечными футерованными перегородками 10, продольной футерованной перегородкой 11, фронтальной стеной 1 и задней стеной 4, после чего крышкой 5 закрывают камеру 1 колодца. Газ и воздух поступают в установленную на фронтальной стене 2 камеры 1 горелку 7. В горелке 7 формируется газовоздушная смесь, которая истекает из горелки 7, зажигается и создает над слитками 8 факел 9. Факел 9 нагревает верхнюю часть слитков 8 (фиг. 4), верхнюю часть фронтальной стены 2, боковых стен 3, задней стены 4, поперечных футерованных перегородок 10, продольной футерованной перегородки 11. Продукты сгорания из факела 9 устремляются через каналы 12 для удаления продуктов сгорания в поперечных футерованных перегородках 10 в нижней части камеры 1 и нагревают нижнюю часть слитков 8, нижнюю часть задней стены 4, боковых стен 3, нижние части поперечных футерованных перегородок 10, продольной футерованной перегородки 11 и нижнюю часть фронтальной стены 2. Нагретые факелом 9 и продуктами сгорания боковые стены 3, фронтальная стена 2, задняя стена 4 излучают тепловые потоки на боковые поверхности слитков 8, обращенные к боковым стенам 3, фронтальной стене 2, задней стене 4, увеличивая тепловые потоки от факела 9 и создавая суммарные тепловые потоки на боковые поверхности слитков 8, обращенные к боковым стенам 3, фронтальной стене 2, задней стене 4 (фиг. 5, в), от факела 9 и боковых стен 3, фронтальной стены 2, задней стены 4. Продукты сгорания и факел 9 нагревают поперечные футерованные перегородки 10, которые излучают тепловые потоки на боковые поверхности слитков 8, обращенных к поперечным футерованным перегородкам 10 (фиг. 5, а). Продукты сгорания и факел 9 нагревают продольную футерованную перегородку 11, которая излучает тепловые потоки на боковые поверхности слитков 8, обращенных к продольной футерованной перегородке 11. Таким образом, на боковые поверхности слитков 8, обращенных к поперечным футерованным перегородкам 10, продольной футерованной перегородке И, падают суммарные тепловые потоки от факела 9 и поперечных футерованных перегородок 10, продольной футерованной перегородки 11. Поперечные футерованные перегородки 10 часть своего теплового потока излучают на боковые поверхности слитков 8, обращенных к продольной футерованной перегородке 11, создавая совместно с тепловым потоком излучения факела 9 и тепловым потоком излучения продольной футерованной перегородки 11 суммарный тепловой поток на боковые поверхности слитков 8, обращенных к продольной футерованной перегородке 11 (фиг. 5, б). Продольная футерованная перегородка 11 часть своего теплового потока излучают на боковые поверхности слитков 8, обращенных к поперечным футерованным перегородкам 10, создавая совместную с тепловым потоком излучения факела 9 и тепловым потоком излучения поперечных футерованных перегородок 10 суммарный тепловой поток на боковые поверхности слитков 8, обращенных к поперечным футерованным перегородкам (фиг. 5,а).The recuperative heating well operates as follows. Heating ingots 8, with the moving cover 5 open, are installed on the bottom 6 of the chamber 1 between the transverse lined partitions 10, the longitudinal lined partition 11, the front wall 1 and the rear wall 4, after which the well chamber 1 is closed with the cover 5. Gas and air enter the burner 7 installed on the front wall 2 of the chamber 1. A gas-air mixture is formed in the burner 7, which flows out of the burner 7, ignites and creates a torch 9 above the ingots 8. The torch 9 heats the upper part of the ingots 8 (Fig. 4), the upper part of the front wall 2, the side walls 3, the rear wall 4, the transverse lined partitions 10, the longitudinal lined partition 11. The combustion products from the torch 9 rush through the channels 12 for removing the combustion products in the transverse lined partitions 10 in the lower part of the chamber 1 and heat the lower part of the ingots 8, the lower part of the rear wall 4, the side walls 3, the lower parts of the transverse lined partitions 10, the longitudinal lined partition 11 and the lower part of the front wall 2. Heated by the torch 9 and the products combustion side walls 3, front wall 2, rear wall 4 radiate heat flows to the side surfaces of ingots 8 facing the side walls 3, front wall 2, rear wall 4, increasing heat flows from torch 9 and creating total heat flows to the side surfaces of ingots 8 facing the side walls 3, front wall 2, rear wall 4 (Fig. 5, c), from torch 9 and side walls 3, front wall 2, rear wall 4. Combustion products and torch 9 heat transverse lined partitions 10, which radiate heat flows to the side surfaces of ingots 8 facing the transverse lined partitions 10 (Fig. 5, a). The combustion products and the torch 9 heat the longitudinal lined partition 11, which radiates heat flows to the side surfaces of the ingots 8 facing the longitudinal lined partition 11. Thus, the total heat flows from the torch 9 and the transverse lined partitions 10, the longitudinal lined partition 11 fall on the side surfaces of the ingots 8 facing the transverse lined partitions 10. The transverse lined partitions 10 radiate part of their heat flow to the side surfaces of the ingots 8 facing the longitudinal lined partition 11, creating, together with the radiant heat flow of the torch 9 and the radiant heat flow of the longitudinal lined partition 11, a total heat flow to the side surfaces of the ingots 8 facing the longitudinal lined partition 11 (Fig. 5, b). The longitudinal lined partition 11 radiates part of its heat flow onto the side surfaces of the ingots 8 facing the transverse lined partitions 10, creating a total heat flow onto the side surfaces of the ingots 8 facing the transverse lined partitions (Fig. 5, a), together with the heat flow of the torch radiation 9 and the heat flow of the transverse lined partitions 10.

Таким образом, факел 9 нагревает верхнюю часть слитков 8, боковые стены 3, задняя стена 4, фронтальная стена 2, поперечные футерованные перегородки 10, продольная футерованная перегородка 11 излучают тепловые потоки по высоте всех четырех боковых поверхностей слитков 8, создавая суммарные тепловые потоки, падающие от факела 9, стен, поперечных перегородок 10, продольной перегородки 11, по периметру и высоте боковых поверхностей слитков 8, коэффициент полезного использования тепла топлива возрос на 20%, равномерность нагрева слитков 8 увеличивалась. На фиг. 4, 5 приведены графики распределения тепловых потоков по высоте боковых поверхностей слитков 8 колодца устройства - прототипа и предлагаемого колодца: а - по высоте боковых поверхностей, обращенных к поперечным футерованным перегородкам 10; б - по высоте боковых поверхностей, обращенных к оси симметрии колодца и продольной футерованной перегородке 11; в - по высоте боковых поверхностей, обращенных к боковым стенам 3, фронтальной стене 2, задней стене 4. Из графиков видно, что при одновременном нагреве слитков 8 факелом 9, стенами, поперечными футерованными перегородками 10, продольной футерованной перегородкой тепловые потоки на слитки 8 увеличиваются и они более равномерно распределяются по высоте и периметру слитков 8. При увеличении тепловых потоков и их более равномерном распределении по высоте и периметру слитков 8 значительно уменьшается время их нагрева до необходимой температуры, повышается на 20% коэффициент полезного использования тепла топлива, повышается производительность рекуперативного нагревательного колодца, снижается расход топлива.Thus, the torch 9 heats the upper part of the ingots 8, the side walls 3, the rear wall 4, the front wall 2, the transverse lined partitions 10, the longitudinal lined partition 11 radiate heat flows along the height of all four side surfaces of the ingots 8, creating total heat flows falling from the torch 9, the walls, the transverse partitions 10, the longitudinal partition 11, along the perimeter and height of the side surfaces of the ingots 8, the efficiency of fuel heat increased by 20%, the uniformity of heating of the ingots 8 increased. Fig. 4, 5 show graphs of the distribution of heat flows along the height of the side surfaces of the ingots 8 of the well of the prototype device and the proposed well: a - along the height of the side surfaces facing the transverse lined partitions 10; b - by the height of the side surfaces facing the axis of symmetry of the well and the longitudinal lined partition 11; c - by the height of the side surfaces facing the side walls 3, the front wall 2, the rear wall 4. It is evident from the graphs that with the simultaneous heating of ingots 8 by the torch 9, the walls, the transverse lined partitions 10, the longitudinal lined partition, the heat flows to the ingots 8 increase and they are more evenly distributed over the height and perimeter of the ingots 8. With the increase in heat flows and their more even distribution over the height and perimeter of the ingots 8, the time of their heating to the required temperature is significantly reduced, the efficiency of fuel heat use increases by 20%, the productivity of the recuperative heating well increases, and fuel consumption is reduced.

В настоящее время изобретение находится на стадии технического предложения.Currently, the invention is at the technical proposal stage.

Claims

A recuperative heating well containing a chamber made in the form of a rectangular parallelepiped, limited by lined walls, a hearth, a moving cover, a burner, transverse lined partitions, characterized in that the chamber is additionally provided with a longitudinal lined partition installed vertically on the hearth of the chamber and connected to the transverse lined partitions, wherein the longitudinal lined partition along the length of the chamber is limited by vertical planes passing through the side surfaces of the ingots facing the front and rear walls.