ОГНЕУПОРНОЕ ФАСОННОЕ ИЗДЕЛИЕ ДЛЯ КЛАДКИ ЛЮКОВ Российский патент 1997 года по МПК C10B29/02 F27D1/04 

Изобретение относится к конструктивным элементам коксовых печей, а именно к кладке загрузочных и газоотводящих люков, и может быть использовано для кладки люков различных тепловых агрегатов.

Весьма важными условиями для нормальной и продолжительной эксплуатации коксовых печей являются прочность и плотность кладки.

Основными узлами зоны перекрытия печей по технологическому назначению являются люки для загрузки угольной шихты и отвода газов.

Многолетними наблюдениями установлено, что кладка загрузочных и газоотводящих люков относится к наиболее изнашиваемым узлам кладки коксовых печей (срок службы огнеупорных изделий в этих узлах кладки 2 3 года).

Это обусловлено тем, что кладка загрузочных и газоотводящих люков в перекрытии коксовых печей истирается и охлаждается при каждой загрузке печи и интенсивно заграфичивается. В особо тяжелых условиях работают огнеупорные изделия верхнего ряда люков. Они испытывают попеременно термические удары и охлаждение, заграфичиваются и подвергаются механическим воздействиям при каждом съеме и установке крышек люков, при этом огнеупорные изделия известной конфигурации, формирующие ряды кладки, выдвигаются в проемы люков, нарушая кладку и газоплотность.

Тяжелые условия эксплуатации огнеупорных изделий кладки люков выдвигают повышенные требования по показателям термостойкости, механической прочности, газонепроницаемости, а решение этой проблемы является очень актуальным.

Известно огнеупорное фасонное изделие для кладки в зоне люков камеры коксования в современных конструкциях печей [ 1]
Указанное изделие имеет вертикальные грани, одна из которых выполнена в виде части цилиндрической поверхности, формирующей при кладке отверстие люка, и горизонтальные грани. Горизонтальные грани выполнены в виде многоугольника (10- угольника) с одной дугообразной стороной, длина дуги которой составляет 1/4 длины отверстия люка.

Две стороны многоугольника, угол между которыми составляет 90^o, являются продолжением радиусов отверстия, остальные стороны ориентированы под углом к радиусу.

При использовании для кладки в зоне люков огнеупорных изделий вышеуказанной конфигурации не обеспечивается прочность кладки и ее газоплотность. В известной кладке загрузочных люков коксовых печей для формирования только одного ряда необходимо три типоразмера (фасона) изделий вышеуказанной конфигурации. Причем один типоразмер изделия не участвует в формировании отверстия люка и при незначительном разрушении изделий, формирующих отверстие люка они легко смещаются от узла кладки в зоне люков, в связи с чем усугубляется разрушение кладки.

Недостатком является и то, что огнеупорные изделия с длиной дуги равной 1/4 имеют массу выше нормативной (вес до 25 кг против нормативного 15 кг).

Наиболее близким к изобретению является огнеупорное изделие (фасонный блок) для кладки круглых отверстий, выполненное в виде клина, сокращенного от вершины с углом равным 45^o на площадь сектора, радиус которого равен радиусу отверстия [2] Огнеупорное изделие имеет горизонтальные грани, вертикальные грани, одна из которых выполнена в виде части цилиндрической поверхности для образования круглого отверстия. Горизонтальные грани имеют форму пятиугольника.

Недостатком является то, что при использовании огнеупорного изделия в кладке люков вышеописанной конфигурации не обеспечивается прочность и газоплотность кладки.

Это объясняется тем, что длина из граней, ограничивающей цилиндрическую поверхность изделия, равна только части радиуса отверстия. При осуществлении кладки люков это приводит к образованию прямого короткого шва. Отсутствует возможность выполнять кладку с изломом материальных швов. Это вызывает недостаточное сопротивление перетокам газов, а также возможны сдвиги кладки по коротким материальным швам.

Технический результат изобретения разработка такой конфигурации огнеупорного изделия, которая позволяла бы повысить прочность и газоплотность кладки в зоне загрузочных люков коксовых печей с одновременным сокращением количества марок огнеупорных изделий.

Технический результат достигается тем, что у огнеупорного фасонного изделия для кладки люков, выполненного в форме клина, имеющего боковую поверхность с вертикальными гранями, одна из которых выполнена в виде части цилиндрической поверхности, и две горизонтальные грани, каждая из которых образована многоугольником, имеющим у вершины клина острый угол, и другой, описанной из вершины острого угла радиусом, равным радиусу отверстия люка, многоугольник выполнен в виде равнобедренного треугольника с углом у вершины 38 52^o и высотой, не превышающей пяти радиусов отверстия люка.

Предлагаемая форма огнеупорного изделия, по сравнению с прототипом, позволяет при осуществлении кладки люков из пяти изделий удлинить материальные швы и выполнить их с изломом.

В результате возрастают сопротивления усилиями разрыва и сдвига кладки по материальным швам с одновременным возрастанием сопротивления проходу газа.

На фиг. 1 показано огнеупорное фасонное изделие для кладки люков, общий вид; на фиг. 2 то же, в плане; на фиг. 3 кладка отверстия люка.

Огнеупорное фасонное изделие 1 для кладки люков выполнено в форме клина. Боковая поверхность клина образована вертикальными гранями 2 5. Вертикальные грани 2 4 выполнены в виде прямоугольника. Вертикальная грань 5 выполнена в виде части цилиндрической поверхности, формирующей отверстие люка при производстве кладки.

Изделие имеет две горизонтальные грани 6, каждая из которых образована многоугольником, имеющим у вершины клина острый угол α, и дугой 7, описанной из вершины острого угла радиусом, равным радиусу отверстия люка.

Согласно изобретению многоугольник, которым образованы горизонтальные грани 6, выполнен в виде равнобедренного треугольника с углом a у вершины, равным 38 52^o.

Для обеспечения прочности, газоплотности кладки и соблюдения нормативного веса изделия экспериментально выбран размер высоты равнобедренного треугольника, равный не более 5 радиусам отверстия люка.

Описанное фасонное огнеупорное изделие 1 используют в кладке отверстия люков следующим образом
Ряд кладки формируют огнеупорными изделиями 1 таким образом, что вертикальные грани 2 и 4, расположенные под углом 38 52^o, ориентированы по радиусу отверстия люка и при совмещении с рядом лежащими огнеупорными изделиями образуют клиновое соединение.

При этом вертикальная грань 5, выполненная в виде части цилиндрической поверхности, формирует отверстие люка, а грань 3, противоположная грани 5, составляет центральную часть 0,5 0,6 стороны квадрата, по периметру которого кладка люков стыкуется с основным массивом кладки коксовой печи.

Использование в кладке загрузочных люков огнеупорных изделий предлагаемой конфигурации позволяет повысить технико-экономические показатели работы кладки перекрытия коксовых печей в целом за счет повышения прочности и газоплотности кладки загрузочных люков.

Повышение прочности кладки достигается одновременно с сокращением марок изделий и позволяет увеличить срок службы кладки с 2 3 лет до 5 лет.

При этом все огнеупорные изделия участвуют в формировании отверстия люка и имеют вес не больше нормативных пределов (не >15 кг), что улучшает сцепление между изделиями, тем самым дополнительно повышает прочность кладки.

Использование: в кладке загрузочных и газоотводящих люков различных тепловых агрегатов. Сущность изобретения: огнеупорное фасонное изделие для кладки люков выполнено в форме клина, имеющего боковую поверхность с вертикальными гранями 2 - 5. Грань 5 выполнена в виде части цилиндрической поверхности. Клин имеет две горизонтальные грани 6, каждая из которых образована многоугольником, имеющим у вершины клина острый угол, и другой, описанной из вершины острого угла радиусом, равным радиусу отверстия люка. Многоугольник выполнен в виде равнобедренного треугольника с углом у вершины 38 - 52^o и высотой, не превышающей пяти радиусов отверстия люка. За счет усовершенствования конфигурации огнеупорных изделий обеспечивается клиновое зацепление изделий в кладке и повышается, соответственно, прочность и газоплотность кладки в зоне загрузочных люков коксовых печей. Одновременно с этим сокращается количество марок огнеупорных изделий, необходимых для кладки в зоне загрузочных люков. 3 ил.

Огнеупорное фасонное изделие для кладки люков, выполненное в форме клина, имеющего боковую поверхность с вертикальными гранями, одна из которых выполнена в виде части цилиндрической поверхности, и две горизонтальные грани, каждая из которых образована многоугольником, имеющим у вершины клина острый угол, и дугой, описанной из вершины острого угла радиусом, равным радиусу отверстия люка, отличающееся тем, что многоугольник выполнен в виде равнобедренного треугольника с углом у вершины 38 52^o и высотой, не превышающей 5^o отверстия люка.