9.4.3 Конструкции печей с шагающими балками (пшб). Мероприятия по снижению расхода топлива в пшб
Печь с шагающими балками (ПШБ) – методическая печь, в которой транспортирование заготовок происходит путём циклического поступательно-возвратного движения водоохлаждаемых балок. Принцип перемещения заготовок аналогичен тому, что было в печи с шагающим подом (рис. 9.9). Все отличия связаны с наличием водоохлаждаемых балок.
Главное преимущество ПШБ – четырёхсторонний, т.е. максимально быстрый нагрев заготовок. Главный недостаток – наличие разветвлённой системы водоохлаждаемых балок (опорных труб) и, соответственно, большие потери теплоты с охлаждающей водой.
Схема печи с шагающими балками приведена на рис. 9.10. На этом рисунке показана многозонная печь с торцевыми горелками. Отличительные особенности – верхний дымоотбор, два металлических трубчатых рекуператора, наличие рейтеров на продольных трубах.
Печь работает следующим образом. Заготовки подаются к торцу посада с помощью рольганга и сталкиваются с него на подину толкателем. На подине заготовки располагаются с зазором между собой. Подина состоит из системы опорных труб (балок) с установленными на продольных трубах рейтерами. Путём шагания балок заготовки перемещаются к торцу выдачи и там вытягиваются из печи механизмом поштучной выдачи при температуре 1150-1250 С.
Рис. 9.10 – Схема печи с шагающими балками:
1 ‑ дымовой боров; 2 ‑ шибер; 3 ‑ механизм шагания; 4 ‑ загрузочный рольганг; 5 ‑ водяной затвор; 6 ‑ подина из труб с рейтерами; 7 ‑ рекуператор; 8 ‑ дымоотвод в боров; 9 ‑ воздухопровод; 10 ‑ газопровод; 11 ‑ горелки; 12 ‑ рольганг выдачи
Печь отапливается двухпроводными горелками. Дым от сжигания топлива проходит сверху и снизу от заготовок и удаляется из печи в районе торца посада через свод при температуре 900-1100 С. В верхнем строении печи находится дымоход с установленными в нём рекуператорами.
Газоплотность узла сочленения вертикальных опорных труб и нижней футерованной плоскости обеспечивается гидравлическими затворами.
Удаление шлака (окалины) производится вручную механическим путём (скребки, пики и т.п.), а также путём применения компрессорного воздуха или кислорода, подаваемого с помощью переносных сопел. Очистка происходит через смотровые окна на уровне нижней отметки рабочего пространства.
Удельный расход топлива в ПШБ выше расхода топлива толкательной печи, имеющей двусторонний обогрев, и составляет 80-90 кг у.т./т металла, главным образом, за счёт отсутствия монолитного пода в томильной зоне.
Для сокращения расхода топлива можно предложить следующее:
увеличение расстояния между опорными трубами и, соответственно, уменьшение количества труб. Это сделать возможно, т.к. при механических расчётах прочности труб обычно берут многократно завышенный коэффициент запаса. Предлагаемое снижение числа труб не только снизит потери с водой, но и интенсифицирует теплообмен за счёт уменьшения экранирующего действия труб на металл;
применение волокнистой теплоизоляции на опорных трубах;
использование непараллельных продольных труб с целью уменьшения "тёмных" пятен от контакта заготовок с рейтерами и, соответственно, сокращение времени выдержки металла в томильной зоне;
применение системы испарительного охлаждения опорных труб;
применение эффективных огнеупорных и теплоизоляционных материалов в кладке свода и стен, а также интенсификация теплообмена в рабочем пространстве печи;
организация струйного подогрева металла с использованием высокотемпературных вентиляторов в начальный период нагрева (методическая зона);