Конструкция нагревательной печи прокатного стана 320

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ ПРОКАТНОГО СТАНА 320(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Тимошпольский Владимир Исаакович Сотников Александр Алексеевич Маточкин Виктор Аркадьевич Анелькин Николай Иванович Коновалов Евгений Дмитриевич Трусова Ирина Александровна Кабишов Сергей Михайлович Мандель Николай Львович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод Белорусский национальный технический университет(57) Конструкция нагревательной печи стана 320, включающая нагревательный агрегат,систему трубопроводов для удаления уходящих газов и технологически связанные между собой рекуператор для подогрева воздуха на горение за счет охлаждения уходящих газов и экономайзер для охлаждения уходящих газов посредством нагрева теплоносителя - технологической воды, отличающаяся тем, что печь снабжена котлом-утилизатором для выработки пара, один из входов которого подключен к одному из выходов рекуператора, а один из выходов котла-утилизатора подключен к одному из входов экономайзера, причем другие выходы и входы котла-утилизатора соответственно включены в сеть пара металлургического предприятия и к выходу экономайзера. 28612006.06.30 Полезная модель относится к металлургии, к конструкциям печей для нагрева и термообработки металлических заготовок, пошагово перемещающихся относительно элементов пода, и может быть использована на металлургическом предприятии. Известна нагревательная печь с шагающими балками и шагающим подом, содержащая рабочую камеру, образованную сводом, боковыми стенами, подвижными и неподвижными балками, установленными с зазором между собой. На участке шагающих балок печь снабжена длиннофакельными горелками, а участок с шагающим подом - горелками, установленными в своде. Между подвижными элементами пода установлен коллектор с соплами для подачи в зазор дымовых газов, отводимых из рабочей камеры печи в рекуператор 1. Достоинство конструкции печи заключается в утилизации тепла отходящих газов посредством рекуператора. Однако известная конструкция не в полной мере утилизирует тепло отходящих газов,в летний период часть тепла не используется и отводится в окружающую среду. Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является конструкция нагревательного агрегата печи стана 320 с комбинированным подом, содержащая образованную сводом, подвижными и неподвижными элементами пода и стенами рабочую камеру, разделенную поперечной водоохлаждаемой перегородкой на зону предварительного нагрева,зону форсированного нагрева и зону выдержки, и газогорелочные устройства. Между подвижными и неподвижными элементами пода установлен коллектор с соплами для подачи дымовых газов, отводимых из рабочей камеры печи в рекуператор для подогрева воздуха на горение за счет охлаждения уходящих газов, экономайзер для охлаждения уходящих газов посредством нагрева теплоносителя-воды, дымосос и камин 2. Прототип по сравнению с известной конструкцией более прогрессивно осуществляет утилизацию тепла дымовых газов. Недостаток прототипа проявляется в том, что в летний период часть тепла не используется и отводится в окружающую среду, при этом на котельной сжигают газ для выработки пара на технологические нужды основного производства. В основу полезной модели поставлена задача более эффективного использования тепла уходящих газов печи путем увеличения коэффициента использования газа и экономия природного газа. Поставленная задача достигается тем, что в конструкции нагревательной печи стана 320,включающей нагревательный агрегат, систему трубопроводов для удаления уходящих газов и технологически связанные между собой рекуператор для подогрева воздуха на горение за счет охлаждения уходящих газов, экономайзер для охлаждения уходящих газов посредством нагрева теплоносителя - технологической воды, согласно полезной модели,печь снабжена котлом-утилизатором для выработки пара, один из входов которого подключен к одному из выходов рекуператора, а один из выходов котла-утилизатора подключен к одному из входов экономайзера, причем другие выходы и входы котла-утилизатора соответственно включены в сеть пара металлургического предприятия и к выходу экономайзера и к входу питательной воды котла-утилизатора. Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в создании объекта, характеристики которого удовлетворяют заданным требованиям к утилизации тепла отходящих газов нагревательной печи. Для лучшего понимания полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре представлена конструкция технологической схемы утилизации отходящих газов печи прокатного стана 320. Нагревательный агрегат печи 1 с шагающим подом для прокатного стана 320 предназначен для нагрева сортовых заготовок перед прокаткой. Конструкция нагревательной печи 1 стана 320 содержит суть нагревательный агрегат,систему трубопроводов для удаления уходящих газов и технологически связанные между собой рекуператор 2 для подогрева воздуха на горение за счет охлаждения уходящих газов,2 28612006.06.30 котел-утилизатор 3 для выработки пара, экономайзер 4 для охлаждения уходящих газов посредством нагрева теплоносителя - технологической воды. Один из входов 6 рекуператора 2 снабжен воздуходувкой 5 для запитывания печи 1 воздухом для сжигания газа от одного из выходов 7 рекуператора 2. Печь 1 снабжена котлом-утилизатором 3 для выработки пара, один из входов 6 которого подключен к одному из выходов 9 рекуператора 2, а один из выходов 10 котлаутилизатора 3 подключен к одному из входов 11 экономайзера 4. Другой выход 12 котлаутилизатора 3 включен в сеть пара на нужды металлургического предприятия. Выход 10 экономайзера 4 подключен к входу 14 питательной воды котла-утилизатора 3. Технологическая схема на примере печи прокатного стана 320 работает следующим образом. Нагревательная печь прокатного стана 320 с шагающими балками и с шагающим подом имеет зоны регулирования теплового режима. Посад и выдача металла - боковые. В качестве топлива используют природный газ с теплотой сгорания 33,5 МДж/м 3 (8000 ккал/м 3). На участке шагающих балок нагрев осуществляют с помощью длиннофакельных горелок,температура подогрева воздуха для сжигания газа - до 450 , температура уходящих газов до 900 . В процессе работы нагревательной печи 1 стана 320 уходящие газы через систему трубопроводов в технологической последовательности подают в рекуператор 2, в котором часть тепла возвращается для подогрева воздуха на сжигание газа в печи 1 за счет охлаждения уходящих газов. Рекуператор 2 непрерывно запитывают наружным воздухом воздуходувкой 5. Посредством выхода 9 уходящие газы с температурой 540-560 из рекуператора 2 подают в котел-утилизатор 3 для выработки пара с температурой 150-200 и давлением 5-15 кг/см 2 на нужды металлургического предприятия. Далее посредством выхода 10 уходящие газы с температурой 250 из рекуператора 2 подают в экономайзер 4 для нагрева теплоносителя-технологической воды. Выход 13 экономайзера 4 подключен к входу 14 питательной воды котла - утилизатора 3, а выход 15 подключен к потребителям технологической воды предприятия. Отработка рациональных теплотехнических режимов печи включала этапы определения параметров работы печи при различных тепловых нагрузках температуру воздуха температуру уходящих газов до и после рекуператора расход газа по зонам общий расход газа расход воздуха по зонам общий расход воздуха температуру печи по зонам соотношение топливо-воздух конечную температуру металла. Как показали промышленные испытания, новая конструкция технологической схемы нагревательной печи стана 320 позволила по сравнению с базовой конструкцией печи осуществить экономию природного газа до 42500 м 3/месяц, в связи с чем снизились расходы на содержание и ремонт котельной и увеличился коэффициент использования газа и тем самым повысился коэффициент полезного действия-КПД печи. Таким образом, предлагаемая конструкция печи по сравнению с известными аналогами позволяет более эффективно использовать тепло уходящих газов и снизить затраты на отвод тепла в окружающую среду, что позволяет вести процесс с более низкими расходами топлива. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3