Колпаковая печь

1 Изобретение относится к колпаковой печи,в частности, для отжига рулонов листовой стали в атмосфере защитного газа с защитным кожухом, охватывающим рулоны листовой стали, с охлаждающим кожухом, концентрично охватывающим защитный кожух с образованием промежуточного пространства и имеющим боковую стенку и крышку, причем боковая стенка охлаждающего кожуха имеет множество воздушных сопел для подачи охлаждающего воздуха в форме ударно-отражательных струй на защитный кожух, и, по меньшей мере, один вентилятор для создания потока охлаждающего воздуха в промежуточном пространстве. Такие колпаковые печи применяются, в частности, для светлого отжига холоднокатаной листовой стали в виде рулонов, так называемыхCoils, в атмосфере защитного газа. Во время процесса отжига над защитным кожухом находится нагревательный кожух. После отжига нагревательный кожух снимают и заменяют на охлаждающий кожух. Из WO 95/20058 известен охлаждающий кожух, в котором воздушные сопла расположены исключительно в нижней трети по высоте. Рулоны обычно устанавливают друг над другом с разделением конвекторными пластинами. Объемные потоки через конвекторные каналы в нижних рулонах стапеля значительно больше,чем в самых верхних рулонах. Отсюда следует,что охлаждение рулонов, расположенных внизу,является более благоприятным, чем у рулонов,расположенных вверху. Этот недостаток увеличивается вследствие того, что охлаждение осуществляют только в нижней части. Процесс охлаждения может быть закончен только тогда,когда в середине самого верхнего рулона будет достигнут верхний предел температуры, установленной для конца охлаждения, вследствие чего процесс охлаждения продолжается сравнительно долго. Поэтому задачей изобретения является такое усовершенствование колпаковой печи вышеуказанного типа, чтобы улучшилось охлаждение, в частности сократилось время охлаждения. Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что расстояние между воздушными соплами увеличивается снизу вверх, причем расстояние между воздушными соплами составляет от 4 до 12-кратного от диаметра сопел и что дополнительно предусмотрена крышка охлаждающего кожуха, снабженная множеством воздушных сопел, причем расстояние между соплами составляет от 4 до 7-кратного от диаметра сопел. Конструктивное выполнение упрощается, если расстояние между воздушными соплами на боковой стенке охлаждающего кожуха непрерывно увеличивается снизу вверх. Имеется также возможность уменьшать диаметр сопел снизу вверх. Однако это конструктивное решение является более дорогим. 2 Теплопередача конвекцией к боковым поверхностям рулона определяется объемным потоком циркулирующего защитного газа и свободным поперечным сечением потока в кольцевом отверстии между защитным кожухом и рулонами. Так как часть потока защитного газа протекает через конвекторные пластины над краями рулона, определяющая теплопередачу скорость защитного газа снизу вверх становится все меньше. Поэтому согласно изобретению также уменьшается действие охлаждения на защитный кожух путем увеличения расстояния между воздушными соплами на боковой стенке охлаждающего кожуха снизу вверх. Поток защитного газа изменяет свое направление в самом верхнем месте защитного кожуха, вследствие чего турбуленция и вместе с ней теплопередача конвекцией к крышке охлаждающего кожуха значительно увеличивается по сравнению с теплопередачей конвекцией между защитным кожухом и боковой стенкой охлаждающего кожуха в зоне вертикального кольцевого зазора между рулонами и защитным кожухом. Дополнительно происходит номинальный обмен теплом излучения между защитным кожухом и самым верхним краем рулона. Поэтому дополнительно следует выполнить в крышке охлаждающего кожуха множество воздушных сопел для достижения интенсивного охлаждения. Решение согласно изобретению имеет преимущество, заключающееся в оптимизации охлаждения рулонов, вследствие чего сокращается процесс охлаждения. Кроме того, является предпочтительным,чтобы мощность привода вентилятора была сравнительно небольшой. В соответствии с этим шумовая нагрузка является сравнительно низкой. Согласно еще одному признаку изобретения колпаковая печь отличается тем, что длина воздушных сопел на стенке охлаждающего кожуха составляет от 5 до 7-кратного от диаметра сопел. В основу этого признака положен тот факт,что возникает особенно эффективное охлаждение ударно-отражательной струй, если воздушные сопла образуют сплошной поток, как в трубке. Предпочтительное выполнение заключается в том, что входное отверстие воздушных сопел закруглено. Благодаря этому уменьшаются потери давления. Согласно еще одному признаку изобретения скорость охлаждающего воздуха в воздушных соплах составляет, приблизительно, от 10 до 40 м/с, предпочтительно от 15 до 30 м/с. Предпочтительно скорость охлаждающего воздуха в воздушных соплах составляет, по меньшей мере, 3-кратное от скорости протекания воздушного потока в промежуточном пространстве. Скорость вертикального потока в 3 промежуточном пространстве должна быть сравнительно низкой для того, чтобы обеспечить, по возможности, одинаковые скорости охлаждающего воздуха во всех воздушных соплах на боковой стенке охлаждающего кожуха. Поэтому ширина промежуточного пространства выбирается как можно большей. Верхняя часть охлаждающего кожуха может иметь, кроме того, больший наружный диаметр по сравнению с нижней частью для того, чтобы снизить скорость потока. Ниже изобретение поясняется более подробно с помощью предпочтительного примера выполнения в сочетании с приложенными чертежами. На фиг. 1 схематически показана колпаковая печь в продольном разрезе; на фиг. 2 - одна четверть вида сверху на колпаковую печь по фиг. 1; на фиг. 3 - воздушное сопло в увеличенном масштабе. В колпаковой печи согласно фиг. 1 под защитным кожухом 1 отжигают не показанные на чертеже рулоны листовой стали в атмосфере защитного газа. Находящийся при этом над защитным кожухом нагревательный кожух на чертеже также не показан. После окончания процесса отжига нагревательный кожух заменяется на охлаждающий кожух 2, который концентрически охватывает защитный кожух 1 с образованием промежуточной полости 3. Охлаждающий кожух 2 имеет цилиндрическую боковую стенку 4 и крышку 5. На боковой стенке 4 охлаждающего кожуха сбоку расположен вентилятор осевого или радиального типа. Боковая стенка 4 охлаждающего кожуха снабжена по всей своей длине воздушными соплами 7. Самый нижний ряд сопел размещен на расстоянии 300-600 мм над фланцем защитного кожуха. Расстояние а от середины воздушного сопла 7 до середины соседнего воздушного сопла 7 непрерывно увеличивается снизу вверх. Оно составляет от 4 до 12-кратного от диаметраd сопел, который равен 40-100 мм. На фиг. 2 показано, что дополнительно имеется крышка 5 охлаждающего кожуха с множеством воздушных сопел 1, причем расстояние а между соплами составляет от 4 до 7 кратного от диаметра d сопла. Благодаря этому интенсивно охлаждается самая верхняя часть защитного кожуха 8, выполненная в чашеобразной форме. Воздушные сопла 7 выступают радиально внутрь от цилиндрической поверхности охлаждающей боковой стенки 4. Длина воздушных сопел 7 составляет от 5 до 7-кратного от диаметра сопел. На фиг. 3 показано, что входные отверстия воздушных сопел выполнены преимущественно заподлицо с боковой стенкой охлаждающего кожуха и закруглены для предотвращения потери давления. 4 Скорость охлаждающего воздуха в воздушных соплах составляет от 10 до 40 м/с,предпочтительно от 15 до 30 м/с. Вентилятор 6 засасывает охлаждающий воздух из промежуточного пространства 3 и отводит нагретый воздух вверх. Впускное отверстие 9 к вентилятору 6 в промежуточном пространстве 3 между охлаждающим кожухом 2 и защитным кожухом 1 закруглено. Скорость вертикального потока снизу вверх в промежуточном пространстве 3 относительно мала по сравнению со скоростью охлаждающего воздуха в воздушных соплах, которая составляет, по меньшей мере, трехкратную величину от скорости потока охлаждающего воздуха в промежуточном пространстве 3. Ударно-отражательный поток из воздушных сопел вместе с подсасываемым из окружающей среды холодным воздухом является высокоэффективным для охлаждения, причем эффект охлаждения снижается снизу вверх. Протекание воздуха снизу вверх в промежуточном пространстве едва ли способствует процессу охлаждения, а служит лишь для того, чтобы отводить нагревшийся охлаждающий воздух вверх. В рамках изобретения возможны различные отличающиеся друг от друга формы выполнения. Так, например, верхняя часть охлаждающего кожуха 2 может иметь больший диаметр, чем нижняя часть. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Колпаковая печь, в частности, для отжига рулонов листовой стали в атмосфере защитного газа, содержащая защитный кожух (1), охватывающий рулоны листовой стали, охлаждающий кожух (2), концентрично охватывающий защитный кожух (1) с образованием промежуточного пространства (3) и имеющий боковую стенку и крышку (5), причем боковая стенка охлаждающего кожуха имеет множество воздушных сопел (7) для подачи охлаждающего воздуха в форме ударно-отражательных струй на защитный кожух и, по меньшей мере, один вентилятор (6) для создания потока охлаждающего воздуха в промежуточном пространстве(3), отличающаяся тем, что расстояние (a) между воздушными соплами (7) увеличивается снизу вверх, причем расстояние (a) между воздушными соплами составляет от 4 до 12-кратного от диаметра (d) сопел, и что дополнительно крышка охлаждающего кожуха снабжена множеством воздушных сопел (7), причем расстояние (a) между соплами составляет от 4 до 7-кратного от диаметра (d) сопел. 2. Колпаковая печь по п.1, отличающаяся тем, что расстояние (a) между воздушными соплами (7) на боковой стенке (4) охлаждающего кожуха непрерывно увеличивается снизу вверх. 3. Колпаковая печь по любому из пп.1-2,отличающаяся тем, что длина воздушных сопел(7) боковой стенки охлаждающего кожуха составляет от 5 до 7-кратного от диаметра (d) сопел. 4. Колпаковая печь по любому из пп.1-3,отличающаяся тем, что входное отверстие воздушных сопел (7) закруглено. 5. Колпаковая печь по любому из пп.1-4,отличающаяся тем, что скорость охлаждающего воздуха в воздушных соплах (7) составляет, 6 приблизительно, от 10 до 40 м/с, предпочтительно от 15 до 30 м/с. 6. Колпаковая печь по любому из пп.1-5,отличающаяся тем, что скорость охлаждающего воздуха в воздушных соплах (7) составляет, по меньшей мере, трехкратное от скорости протекания воздушного потока в промежуточном пространстве (3). 7. Колпаковая печь по любому из пп.1-2,отличающаяся тем, что верхняя часть охлаждающего кожуха (2) имеет больший наружный диаметр, чем нижняя часть.