SU1134868A1

SU1134868A1 - Multichamber kiln for carbon-containing workpieces

Info

Publication number: SU1134868A1
Application number: SU833635923A
Authority: SU
Inventors: Александр Михайлович Судавский
Original assignee: Предприятие П/Я М-5409
Priority date: 1983-08-22
Filing date: 1983-08-22
Publication date: 1985-01-15

Abstract

1. МНОГОКАМЕРНАЯ ПЕЧЬ ОБЖИГА УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ЗАГОТОВОК, содержаща последовательно соединенные рабочие камеры, ограниченные боковыьш стенкаьш с горелочными устройствами и воздуховодами вторичного воздуха в них, съемным сводом и стационарным подом, разделительные стенки между камерами со сборным боровом в их нижней части, соединенными с ним вертикальными каналами и верхними выходными окнаю1, и теплопроводы , расположенные в толще пода и в рабочей камере, отличающа с тем, что, с целью повьшени КПД печи за счет снижени уцелъного расхода топлива, в стешсе между вертикальными каналами с верхниьот выхо тчьИЩ окнами выполнены дополнительные вертикальные каналы и допо-т нительные верхние входные окна, соединенные с боровом и в верхней части стенки - с воздуховодами вторичного воздуха , а газогорелочные устройства размещены перед дополнительными верхними входными . 2 2. Печь пр П.1, отличающа с тем, что,, с целью повышени срока службы футеровки печи, теп-| иш лопроводы выполнены из углеродистых 1 огнеупорных материалов. СО 4 06 Од 001. MULTI-CHAMBER KILN OF CARBON-CONTAINING BILLETS, containing sequentially connected working chambers, limited side walls with burner devices and secondary air ducts in them, removable vault and stationary hearth, dividing walls between chambers with a collective bohr in their lower part, connected to them. and upper output windows 1, and heat pipes located in the hearth and in the working chamber, characterized in that, in order to increase the efficiency of the furnace by reducing the remaining fuel consumption, additional vertical channels and additional upper entrance windows connected to the hog and in the upper part of the wall - with secondary air ducts are located in vertical between the channels with vertical channels from the upper exit windows, and gas-burning devices are located in front of the additional upper ports. 2 2. The furnace of claim A.1, characterized in that, in order to increase the service life of the furnace lining, heat | The lines are made of carbonaceous 1 refractory materials. CO 4 06 Od 00

Description

I Изобретение относитс к проиэводству углеграфитовых изделий, а именно электродов, анодов, тиглей, в час ности к печам дл обжига формованных заготовок на основе углеродного наполнител . Известны многокамерные печи с огневой шахтой внутри камеры и переводом продуктов сгорани в простран ство под сводом. В этих печах греющие стенки кассет сообщены с подподовыми каналами-туннел ми, пройд которые дымовые газы направл ютс через соединительные борова н огневую шахту следующей квмеры 1 J. Недостаток .этих печей заключаетс в низкой удельной подовой производительное ти что обусловлено выполнением огневой шахты внутри камеры, а также установкой на большей части пода греющих стенок муфел . Наиболее близкой к изобретению вл етс многокамерна печь обжига углеродсодержащих заготовок, содержаща последовательно соединенные ра . бочие камеры, ограниченные боковьми стенами с горелочными устройствами и воздуховодаг-ш вторичного воздуха в них, съемным сводом и стационарным подом, разделительные стенки меж ду камерами со сборным боровом п их нижней части, соединенными с ним вертикальными каналагчи и верхними выходными окнами, и теплопроводы, расположенные в толще пода и в рабочей камере 23. Недостатком данной печи вл етс ее относительно низкий КПД за счет высоких удельных расходов топлива. Высокие удельные расходы топлива обус ловлены низкой удельной производител ностью (т/м.-ч) при больших температурных перекосах по высоте рабочей камеры. г : Цель изобретени - повьшение КПД , печи за счет снижени удельного рас хода топлива, а также увеличение ср ка службы футеровки печи, Пойтавленна цель достигаетс тем, что в многокамерной печи обжиг углеродсодержащик заготовок, содерж щей последовательно соединенные раб чие камеры, ограниченные боковыми с нами с горелочгшш- устройствами и воздуховодагда вторичного воздуха в них, съемным сводом и стационарным подом, раздепЕстельные стенки ме ду камерами со сборным боровом в их 68 нижней части, соединенными с ним вертикальными каналами и верхними выходными окнами, и теплопроводы, расположенные в толще пода и в рабочей камере, в стенке между вертикальными каналами с верхними выходными окнами вьтолмены дополнительные вертикальные каналы и дополнительные верхние входные окна, соединенные с боровой, и в верхней части стенки с воздуховодами вторичного воздуха, а газогорелочные устройства размещены перед дополнительными верхними входными окнами. Кроме того, теплопроводы вьшолнены из углеродистых огнеупорных материалов. Применение многокамерной печи предложенной конструкции позвол ет увеличить КПД за счет снижени удельного расхода топлива. Снижение же удельного расхода топлива возможно с повьшанием удельной производительности печи и при снижении перепадов температур по высоте рабочей камеры . Это обусловлено тем, что,во первых , подача газа и воздуха в верхней части.вертикальных каналов разделительных стенок позвол ет устранить сжигание топлива под сводом, что уменьшает тепловые потери процесса . Летучие продукты карбонизации , вьщел ющиес из заготовок, частично сгорают под сводом и догорают в вертикальных каналах и сборном борове разделительных стенок, что обеспечивает дополнительное снижение расходов топлива. Во-вторых, увеличен полезный объем камер за счет перехода к нагреву пода кондукцией через продольные теплопроводы. Низкое термическое сопротивление теплопроводов из графита позвол ет при отказе от грекщих подподовых туннелей известной печи заметно повысить высоту камер за счет снижени общей высоты пода. В-третьих, возможно применение вертикальных теплопроводов , увеличивающих интенсивность и равномерность теплообмена, что позвол ет без муфельных каналов и подподовых туннелей ускорить нагрев заготовок по всей высоте камер. При этом испсшьзование углеродистых огнеупорных материалов допускает передачу теплового потока непосредственно от теплоносител , идущего под сводом из выходных окон однойI The invention relates to the production of carbon-graphite products, namely, electrodes, anodes, crucibles, in particular, furnaces for roasting molded blanks based on carbon filler. Multichamber furnaces with a fire shaft inside the chamber and the transfer of combustion products into the space under the roof are known. In these furnaces, the heating walls of the cassettes are connected to the underfloor tunnels, which the flue gases pass through the connecting pipe to the fire pit of the following quarter 1 J. The disadvantage of these furnaces lies in the low specific floor productivity due to the implementation of the fire pit inside the chamber, as well as installing the muffle heating walls on the most part. Closest to the invention is a multi-chamber kiln firing carbon blanks containing series-connected pa. Barrel chambers limited by side walls with burner devices and air duct of secondary air in them, removable vault and stationary hearth, dividing walls between the chambers with a collective borah and their lower part, vertical canalgchi connected with it and upper exit windows, and heat pipes, located in the hearth and in the working chamber 23. The disadvantage of this furnace is its relatively low efficiency due to the high specific consumption of fuel. High specific fuel consumption is caused by low specific productivity (t / m.h) at large temperature imbalances along the height of the working chamber. g: The purpose of the invention is to increase the efficiency, the furnace by reducing the specific consumption of fuel, as well as increase the service life of the furnace lining. The goal is achieved by the fact that the carbon-containing billet containing side-mounted chambers in series with a multi-chamber kiln us with burning devices and air duct of secondary air in them, removable vault and stationary hearth, separate wall walls between the chambers with a collective hog in their 68 lower parts, connected with it by vertical channels and upper exit windows, and heat pipes located in the hearth and in the working chamber, in the wall between the vertical channels with the upper exit windows of the tunnel, additional vertical channels and additional upper entrance windows connected to the boron, and in the upper part of the wall with secondary air ducts, and gas-burning devices are located in front of additional upper entrance windows. In addition, heat pipes are made of carbon refractory materials. The use of a multi-chamber furnace of the proposed design allows an increase in efficiency by reducing the specific fuel consumption. Reducing the specific fuel consumption is possible with a decrease in the specific productivity of the furnace and at lower temperature differences along the height of the working chamber. This is due to the fact that, firstly, the supply of gas and air in the upper part of the vertical channels of the separation walls eliminates the burning of fuel under the roof, which reduces the heat loss of the process. Volatile carbonation products, which are made from billets, partially burn under the vault and burn in the vertical channels and the hog of the separating walls, which provides an additional reduction in fuel consumption. Secondly, the useful volume of the chambers is increased due to the transition to heating by conduction through longitudinal heat pipes. The low thermal resistance of graphite heat pipes allows for the refusal of the Greek underfloor tunnels of a known furnace to significantly increase the height of the chambers by reducing the total height of the hearth. Thirdly, it is possible to use vertical heat pipes, which increase the intensity and uniformity of heat exchange, which allows, without muffle channels and underfloor tunnels, to accelerate the heating of billets along the entire height of the chambers. At the same time, the use of carbonaceous refractory materials allows the transfer of heat flux directly from the coolant, going under the arch of the output windows of one

разделительной стенки к входным окнам другой. В-четвертых,вс площадь пода используетс дл размещени обжигаемых заготовок. При этом роль греющих стенок вьтолн ют раздели- , тельные стенки, в которых, за счет выполнени входных верхних окон у части вертикальных каналов, образуютс нисход пще потоки теплоносител из предшествующей камеры в сбор- |Q ный боров и из сборного борова восход щие потоки через другую часть вертикальных каналов, с верхними выходными окнами, в последующую, по направлению теплоносител , камеру. Организаци нескольких поворотов нисход щих-восход щих потоков и их чередование в плоскости поперечной оси печи обеспечивает выравнивание температуры кладки разделительной п стенки, что позвол ет резко повысить равномерность температур в объеме рабочей камеры.the dividing wall to the entrance windows is different. Fourth, the entire hearth area is used to house the bakes to be baked. At the same time, the role of heating walls is divided by separating walls, in which, due to the provision of inlet upper windows at a part of the vertical channels, downward flow of the heat transfer fluid from the previous chamber to the collector | Qny bore and from the gathering bore upward flows through another part of the vertical channels, with the upper exit windows, in the subsequent, in the direction of the coolant, the camera. The organization of several turns of descending-ascending flows and their alternation in the plane of the transverse axis of the furnace ensures the leveling of the laying temperature of the separating wall pane, which makes it possible to sharply increase the uniformity of temperatures in the volume of the working chamber.

На фиг.1 показана многокамерна печь обжига углеродсодержащих за- .25 готовок; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.Figure 1 shows a multi-chamber furnace for burning carbon-containing preparations .25; figure 2 - section aa in figure 1.

Печь имеет два р да камер 1 (показайы четыре камеры одного р да). Камеры закрыты съемными сводами 2 30 размещены на основании 3. Размеры камер по длине ограничены раздеительными стенками 4, имеющими сборный боров 5. На основании уложены продольные теплопроводы 6, уста- 35 новленные торцами в соприкосновении с разделительными простенками. На продольных теплопроводах помещен плотный под 7, выполненный огнеупорной кладкой, без щелей. На плотном 40 поду возможна установка контейнеров 8 без пересыпки с заготовками 9 внутри контейнера в перерыпке 10. Возможна также установка заготовок Т1 (относительно малых размеров) на , 45 ПОДУ непосредственно в слое пересыпки. На плотном поду камер можно устанавливать , в один или несколько р дов , вертикальные теплопроводы 12, например пр моугольные колонны из 50 углеродистых огнеупорных материалов (глинисто-графитовые огнеупоры). Сборный боров соединен вертикальны- . ми каналами 13 с верхними выходными окнами 14 (два окна) разделитель- $5 ной стенки. В каждой разделительной стенке у боковых стен 15 печи и с чередованием с верхними выходнымиThe furnace has two rows of chambers 1 (four cameras of the same row show). The chambers are closed by removable arches 2 30 are placed on the base 3. The dimensions of the chambers are limited in length by the separation walls 4, which have a prefabricated bore 5. On the base are laid longitudinal heat pipes 6, which are installed with the ends in contact with the separation walls. On the longitudinal heat pipes placed tight under 7, made of refractory masonry, without cracks. On a dense 40 hearth, it is possible to install containers 8 without overfilling with preforms 9 inside the container in the overrun 10. It is also possible to install preforms T1 (of relatively small dimensions) on, 45 RAIL directly in the overfilling layer. In dense chambers, it is possible to install, in one or several rows, vertical heat lines 12, for example, rectangular columns of 50 carbon refractory materials (clay-graphite refractories). The hog is connected vertically-. 13 channels with upper exit windows 14 (two windows) of the separator wall. In each dividing wall at the side walls of the furnace 15 and alternating with the upper output

окнами выполнены верхние входные окна 16 (три окна). Горелочные устройства 17 установлены у верхних входных окон в боковых стенах.Воздуховоды 18 сообщены с вертикальными каналами верхних входных окон у боковых стен печи.Windows made the upper entrance window 16 (three windows). Burner devices 17 are installed at the upper entrance windows in the side walls. Air ducts 18 are connected with vertical channels of the upper entrance windows at the side walls of the furnace.

При работе многокамерн-он печи обжига углеродосодержащих заготовок поток теплоносител движетс в напралении , указанном стрелкой, под действием разрежени , создаваемого в (;борном борове 5 кoнцeвjэй камеры N4 соединенном при помощи наклонного борова с боровом дымососа (не показаны ) . Продукты сгорани газового топлива, характеризуемые избытком кислорода, проход т первую камеру 1 и через верхние входные окна 16 (три окна) поступают в соответствующие вертикальные каналы 13 и далее в сборный боров. Газ выходит з горелочных устройств 17 и сгорает частично в начале верхних окон, расположенных в разделительной стенке 4 у боковых стен.15, и долшгаетс во вторичном воздухе, засасываемом через воздуховоды 18. В сборном борове нисход щие потоки, идущие из вертикальных канал ов, расположен:ных у боковых стен, и из среднего вертикального канала верхнв о входного окна, перемешиваютс при повороте на 180° и восход щим потоком направл ютс через верхние выходные окна 14 под свод 2, в следующую, по направлению потока теплоносител , вторую.камеру. При скорости распространени пламени в смес х горючих газов (природного газа) с воздухом несколько меньшей 0,3 м/с, так как в продуктах сгорани часть кг слорода заменена углекислым газом и вод ным паром, сгорание полностью завершаетс в вертикальных каналах и сборном борове разделительной стенки , чем обеспечиваетс интенсивный прогрев его стенок. Перемешивание потоков и передача тепла от нисход щего потока к восход щему за счет чередовани входных и выходных окон увеличивает равномерность нагрева разделительной стенки по фронту и высоте. От разделительной стенки тепловой поток передаетс теплопроводностью через пересыпку 10 за готовкам 11 или излучением через прозрачный зазор контейнерам 8 с 5 заготовками 9 в пересыпке. Тепло конвекцией от потока дымовых газов, идущих под сводом от выходных окон к входным и излучением от свода, передаетс открытым торцам вертикальных теплопроводов 12 и через них теплопроводностью по пересьтке заготовкам или излучением контейнерам. Продукты сгорани , пройд под сводом второй камеры, указанн 1м образом гре ют разделительныйпростенок третьей камеры, следующей по пути потока теплоносител . Нагрев заготовок (контейнеров с заготовками) снизу производитс от плотного пода 7,которому передаетс тепло по продольным теплопроводам 6 от. теплоносител , идущего в сборных боровах. Основание 3 печи снижает потери тепла. 68 В третьей камере из заготовок выдел ютс летучие продукты карбонизации, которые сгорают, проход во входные окна разделительной стенки, в вертикальных каналах и сборном борове. Таким образом, под свод концевой четвертой камеры .идет теплоноситель в виде продуктов полного сгорани , что снижает удельный расход топлива. Предложенна многокамерна печь обжига углеродсодержащих заготовок имеет более высокий КПД, чем. известные конструкции однотипньк печей. Это вызвано снижением удельных расходов топлива на процесс, что в свою очередь возможно при повышении удельной производительности и снижении перепада температур по высоте камеры.During the operation of the multi-chamber kiln of carbon-containing blanks, the heat carrier flow moves in the direction indicated by the arrow under the action of the dilution created in (; boron boron 5 end of chamber N4 connected with the aid of an inclined boron with a boron smoke exhauster (not shown). Gas fuel combustion products, characterized by an excess of oxygen, pass the first chamber 1 and through the upper entrance windows 16 (three windows) enter the corresponding vertical channels 13 and further into the collecting burs. The gas comes out of the burning devices 17 and combustion It is partially at the beginning of the upper windows located in the dividing wall 4 near the side walls.15, and takes place in the secondary air sucked through the air ducts 18. In the collecting boron, the downward flows coming from the vertical channel o are located: near the side walls, and from the middle vertical channel upstream of the entrance window, they are mixed at 180 ° rotation and ascending flow is directed through the upper output windows 14 under the roof 2, into the second chamber, following in the direction of flow of the heat carrier. When the flame propagation speed in mixtures of combustible gases (natural gas) with air is slightly less than 0.3 m / s, since in the combustion products some kg of hydrogen is replaced by carbon dioxide and water vapor, the combustion is completely completed in the vertical channels and the collecting boron separator walls, which provides intensive heating of its walls. Mixing the streams and transferring heat from the downstream to the upstream due to the alternation of the inlet and outlet windows increases the uniformity of heating of the separation wall along the front and height. From the dividing wall, the heat flux is transferred by heat conduction through transfer 10 for cooking 11 or radiation through transparent clearance to containers 8 with 5 blanks 9 in transfer. Heat by convection from the flue gas flow going under the arch from the exit windows to the inlet and radiation from the roof is transmitted to the open ends of the vertical heat pipes 12 and through them by heat conduction through transfer to the workpieces or radiation from the containers. The products of combustion, passing under the roof of the second chamber, are indicated in one way by heating the separation chamber of the third chamber, which follows the heat carrier flow path. The heating of the blanks (containers with blanks) from below is produced from a dense hearth 7, to which heat is transferred along longitudinal heat pipes 6 from. the heat carrier going in prefabricated hogs. The base 3 of the furnace reduces heat loss. 68 In the third chamber, volatile carbonization products are separated from the blanks, which burn down the passage to the entrance windows of the dividing wall, in the vertical channels and in the collecting hog. Thus, under the arch of the end of the fourth chamber. There is a coolant in the form of products of complete combustion, which reduces the specific fuel consumption. The proposed multi-chamber kiln for carbon-containing blanks has a higher efficiency than. known designs of the same type of furnaces. This is caused by a decrease in the specific fuel consumption per process, which in turn is possible with an increase in the specific productivity and a decrease in the temperature difference along the chamber height.

По/пйк темв/ а- п 15 cums/tW ФиЁ.2 16 Л WBy / pik tempv / a- n 15 cums / tW Fiyo.2 16 L W

Claims

1. MULTI-CHAMBER FIRING FURNACE FOR CARBON-CONTAINING PREPARATIONS, containing series-connected. different working chambers bounded by side walls with burner devices and secondary air ducts in them, a removable arch and a stationary hearth, dividing walls between chambers with a collection bore in their lower part, vertical channels and upper exit windows connected to it, and heat pipes located in the thickness of the hearth and in the working chamber, characterized in that, in order to increase the efficiency of the furnace by reducing the specific fuel consumption, in the wall between the vertical channels with the upper exit windows tional vertical channels and additional upper input window are connected with boar ^ and the top of the wall - a secondary air ducts and gas burner units are placed in front ® additional upper input windows.

2. The furnace pr 1, characterized in that, in order to increase the service life of the lining of the furnace, the heat pipes are made of carbon refractory materials.

1 1134868