CS261322B1

CS261322B1 - Continuous heat treatment furnace

Info

Publication number: CS261322B1
Application number: CS876103A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Zuna
Original assignee: Zdenek Zuna
Priority date: 1987-08-20
Filing date: 1987-08-20
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS610387A1

Abstract

Návrh řeši problém využití tepla, akumulovaného v materiálu, zpracovávaného v průběžných pecích při nezávislosti cirkulačního okruhu na vnějších zdrojích energie a při rovnoměrnosti ohřevu zpracovávaného materiálu, a to i při značných nerovnoměrnostech v provozním zatížení průběžné pece. Dosahuje se toho tím, že průběžná pec je vybavena alespoň jedním cirkulačním okruhem, který sestává z kondenzátoru a výparníku, jejichž parní prostory jsou propojeny jedním spojovacím potrubím a jejichž kapalinové prostory jsou propojeny druhým spojovacím potrubím. Cirkulační okruh je naplněn teplonosnou látkou, kterou je např. roztavený kov. Pro zvýšeni tepelné účinnosti systému je možno průběžnou pec vybavit více cirkulačními okruhy.The proposal solves the problem of utilizing the heat accumulated in the material processed in continuous furnaces, while the circulation circuit is independent of external energy sources and the heating of the processed material is uniform, even with significant unevenness in the operating load of the continuous furnace. This is achieved by the continuous furnace being equipped with at least one circulation circuit, which consists of a condenser and an evaporator, the vapor spaces of which are interconnected by one connecting pipe and the liquid spaces of which are interconnected by a second connecting pipe. The circulation circuit is filled with a heat transfer medium, which is, for example, molten metal. To increase the thermal efficiency of the system, the continuous furnace can be equipped with multiple circulation circuits.

Description

Vynález se týká průběžné pece pro tepelné zpracování materiálů, zejména kovových nebo keramických.The invention relates to a continuous furnace for heat treatment of materials, in particular metal or ceramic.

Dosud byly průběžné pece uspořádány tak, že v jedné její části probíhal ohřev zpracovává ného materiálu a v jiné její části ochlazování. Teplo se od zpracovávaného materiálu při jeho ochlazování zpravidla odvádělo vodou nebo vzduchem bez dalšího využití. Jsou známé též průběžné pece, které využívají zbytkového tepla akumulovaného ve zpracovávaném materiálu k ohřevu užitkové vody nebo předehřevu vzduchu určeného pro spalování v hořácích nebo k předehřevu vsázky. Nevýhodou těchto řešení je však to, že se zpravidla převádí teplo o vysokém potenciálu na potenciál podstatně nižší, zpravidla do 100 °C. Další nevýhodou je, že při předehřevu vzduchu je dále vyloučena možnost použití řízené atmosféry v těchto pecích.Up to now, the continuous furnaces have been arranged such that in one part of the furnace the material to be treated is heated and in another part the cooling is carried out. Heat is usually removed from the material to be treated by water or air without further utilization. Continuous furnaces are also known which utilize the residual heat accumulated in the process material to heat the domestic water or preheat the air to be burned in the burners or to preheat the charge. The disadvantage of these solutions, however, is that heat of a high potential is usually converted to a potential substantially lower, usually up to 100 ° C. A further disadvantage is that the possibility of using a controlled atmosphere in these furnaces is also excluded during air preheating.

Tyto nevýhody odstraňuje průběžná pec pro tepelné zpracování materiálů, zejména kovových nebo keramických podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v peci je zabudován nejméně jeden cirkulační okruh, sestávající z kondenzátoru, propojeného jednak spojovacím potrubím parních prostorů a jednak spojovacím potrubím kapalinových prostorů s výparníkem, přičemž cirkulační okruh je naplněn teplonosnou látkou, jejíž teplota varu je nižší než je jmenovitá teplota průběžné pece a současně vyšší než 100 °C.These disadvantages are overcome by a continuous furnace for the heat treatment of materials, in particular metal or ceramic according to the invention, which consists in the fact that at least one circulation circuit is built in the furnace, consisting of a condenser connected on the one hand by the steam conduit. The circulating circuit is filled with a heat transfer medium whose boiling point is lower than the nominal temperature of the continuous furnace and at the same time higher than 100 ° C.

Výhodou vynálezu je naprostá nezávislost cirkulačního okruhu na vnějších zdrojích energie, tj. na cirkulačních čerpadlech nebo ventilátorech a spolehlivost cirkulace teplonosné látky, ke které dochází samovolně působením hydrostatického tlaku vyvíjeného rozdílem výšky hladin teplonosné látky. Další výhodou je skutečnost, že teplota stěn kondenzátoru je stálá, čímž je zaručena stejnoměrnost ohřevu i při značných nerovnoměrnostech v provozním zatížení průběžné peoe. Navrhované uspořádání je dále výhodné proto, že je využíváno teplo ve zpracovávaném materiálu, čímž se sníží energetická náročnost při předehřevu materiálu.The advantage of the invention is the complete independence of the circulation circuit from external energy sources, i.e. circulation pumps or fans, and the reliability of the circulation of the heat transfer medium, which occurs spontaneously under the influence of the hydrostatic pressure exerted by the difference in the heat level. Another advantage is the fact that the wall temperature of the condenser is constant, which guarantees uniformity of heating even with considerable unevenness in the operating load of the continuous peo. The proposed arrangement is further advantageous because heat is utilized in the material being processed, thereby reducing the energy consumption of the material preheating.

Příklad provedení vynálezu je na připojeném výkresu, kde je uvedeno schéma průběžné pece s jedním cirkulačním okruhem.An exemplary embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing, in which a diagram of a continuous circulating furnace with a single circulation circuit is shown.

Průběžná pec 2 určená ke spékání výlisků z kovových prášků, se jmenovitou teplotou např. 1 350 °C je vybavena cirkulačním okruhem 2., který je naplněn teplonosnou látkou 7, jejíž teplota varu je nižší než jmenovitá teplota průběžné pece 2 a současně vyšší než 100 °C. Teplonosnou látkou 7 je s výhodou roztavený kov, např. roztavený zinek. Cirkulační okruh 2 sestává z kondenzátoru _3» zabudovaného v průběžné peci 1 a za ním, ve směru pohybu zpracovávaného materiálu jí, zabudovaného výparníku 4 a ze spojovacího potrubí 5,A continuous furnace 2 designed for sintering metal powder compacts, with a nominal temperature of, for example, 1,350 ° C, is equipped with a circulation circuit 2, which is filled with a heat transfer medium 7 whose boiling point is lower than the nominal temperature of the continuous furnace 2 Deň: 32 ° C. The heat transfer substance 7 is preferably a molten metal, e.g. molten zinc. The circulating circuit 2 consists of a condenser 3 incorporated in and after the continuous furnace 1, a built-in evaporator 4 in the direction of movement of the material to be processed, and a connecting line 5,

6. Spojovací potrubí 5 parních prostorů propojuje parní prostory kondenzátoru 2 ^a výparníku a spojovací potrubí jj kapalinových prostorů propojuje kapalinové prostory kondenzátoru 2 a výparníku 2· Pro zvýšeni tepelné účinnosti systému je možné vybavit průběžnou pec více cirkulačními okruhy 2 s teplonosnými látkami 2> jejichž teploty varu jsou různé.6. The steam connection duct 5 connects the condenser 2 ^and evaporator steam spaces ^{and the} fluid space duct 5 connects the condenser 2 ^and evaporator 2 liquid compartments. The boils are different.

V případě dvou cirkulačních okruhů 2 je v jednom z nich např. roztavený draslík, jehož teplota varu je 772 °C a ve druhém roztavený zinek, jehož teplota varu je 907 °C. Konstrukční uspořádání obou cirkulačních okruhů 2_ je pak takové, že zpracovávaný materiál 8 při svém pohybu průběžnou pecí 2 prochází nejprve podél stěn kondenzátoru 2 cirkulačního okruhu 2 obsahujícího teplonosnou látku 7_ s nižším bodem varu, pak podél stěn kondenzátoru 2 cirkulačního okruhu 2> obsahujícího teplonosnou látku T_ s vyšším bodem varu. Poté se zpracová váný materiál j! ohřívá na jmenovitou teplotu a ve chladicí části průběžné pece 2 prochází podél stěn výparníku 2 cirkulačního okruhu 2 naplněného teplonosnou látkou T_ s vyšším bodem varu a pak podél stěn výparníku 4_ cirkulačního okruhu 2 naplněného teplonosnou látkou 2 s nižším bodem varu.In the case of two circulation circuits 2, for example, one of them contains molten potassium having a boiling point of 772 ° C and the other having molten zinc having a boiling point of 907 ° C. The structure of the two circulation circuits 2 is such that the material to be processed 8 passes first along the walls of the condenser 2 of the circulation circuit 2 containing the lower-boiling point 7, then along the walls of the condenser 2 of the circulation circuit 2> containing the heat-carrying part. T_ with a higher boiling point. The material to be processed is then processed. It heats up to the nominal temperature and passes in the cooling part of the continuous furnace 2 along the evaporator walls 2 of the circulating circuit 2 filled with the heat transfer medium T and then along the walls of the evaporator 4 of the circulating circuit 2 filled with the heat transfer medium 2 with lower boiling point.

K cirkulaci teplonosné látky 7_ dochází v průběhu činnosti průběžné peoe 2 působením hydrostatického tlaku vyvíjeného rozdílnou výškou hladin teplonosné látky 2 v kondenzátoru a výparníku 2· Teplo zpracovávaného materiálu 2 j^e od něj odváděno do výparníku 4, ve kterém dochází k varu teplonosné látky 1_, jejíž páry jsou spojovacím potrubím 5 parních prostorů kondenzátoru 3 a výparníku 4 odváděny do kondenzátoru 2’ ^de kondenzují a uvolněné skupenské teplo kondenzace je stěnami kondenzátoru 2 přenášeno do té části průběžné peceThe circulation of the heat carrier 7_ occurs during operation of the continuous peoe 2 under hydrostatic pressure exerted by the different height levels of heating fluid 2 in the condenser and the evaporator 2 · Heat treated material 2 is ^comprised from him discharged into the evaporator 4, which boils heat carrier 1_, the vapors of which are condensed through the conduit 5 of the steam compartments of the condenser 3 and the evaporator 4 into the condenser 2 '

2, v níž dochází k ohřevu zpracovávaného materiálu 2· Kondenzát teplonosné látky 7_ samovolně odtéká spojovacím potrubím 6 kapalinových prostorů kondenzátoru 2 ^a výparníku £ do výparníku £ a cyklus se opakuje.The heat transfer fluid condensate 7 spontaneously flows through the conduit 6 of the liquid compartments of the condenser 2 ^{and the} evaporator 6 into the evaporator 6 and the cycle is repeated.

Popsaný příklad provedení je zejména vhodný pro průběžné pece s řízenou atmosférou, lze jej však využít pro průběžné pece vůbec. Pro oblasti nižších teplot je možné použít jako teplonosné látky 7. např. organických sloučenin s teplotou varu v okolí 200 až 300 °C.The described embodiment is particularly suitable for controlled atmosphere continuous furnaces, but can be used for continuous furnaces in general. For lower temperature regions, it is possible to use, for example, organic compounds having a boiling point in the range of 200 to 300 ° C as heat-carrying substances.

Claims

Continuous furnace for heat treatment, in particular of ceramic or metal materials, characterized in that at least one circulation circuit (2) is built in, consisting of a condenser (3) interconnected on the one hand by a connecting conduit (5) of the steam space and on the other by means of a duct (6) of liquid spaces with an evaporator (4), the circulation circuit being filled with a heat transfer substance (7) whose boiling point is lower than the nominal temperature of the continuous furnace (1) and at the same time higher than 100 ° C.

2. A continuous furnace according to claim 1, characterized in that the heat carrier (7) is molten metal.

Continuous furnace according to claim 1, characterized in that the heat transfer substance (7) is a stable organic compound having a boiling point of 200 to 300 ° C.