ЛЕЩАДЬ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 1997 года по МПК C21B7/00 C21B7/06 

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам лещади доменных печей.

Известна комбинированная лещадь доменной печи, состоящая из алюмосиликатных блоков, выложенных в виде ступенчатого конуса, обращенного основанием вниз и обложенного по периферии углеродистыми блоками.

Недостатком указанной лещади является неравномерное распределение тепла по ее площади и как следствие невозможность образования тонкого и ровного слоя настыля, неравномерность износа огнеупорной футеровки, сокращение межремонтного пробега печи, повышается вероятность аварии.

Также известна лещадь доменной печи, состоящая из трех слоев огнеупорной футеровки, периферийного водяного и подлещадного воздушного охлаждения.

Однако для больших по размерам печей эта конструкция является малоподходящей вследствие большого расхода тепла через нижнюю поверхность днища, в результате чего воздушное охлаждение этой поверхности оказывается недостаточным.

Водяное охлаждение нижней поверхности связано с большим риском, так как в случае нарушения его режима температура быстро повышается и может выйти за допустимые пределы и вызвать аварию.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности к достигаемому результату является лещадь доменной печи, состоящая из трех слоев огнеупорной футеровки с различными коэффициентами теплопроводности, причем коэффициенты теплопроводности верхнего и нижнего слоев меньше коэффициента теплопроводности промежуточного слоя [1]
Основными недостатками такой конструкции лещади является неоднородное распределение температуры по поверхности верхнего слоя от ее периферии к центру и как следствие невозможность образования тонкого и ровного слоя настыля, неравномерность износа огнеупорной футеровки, сокращение межремонтного пробега печи, повышенная вероятность аварии.

Результатом изобретения является повышение стойкости лещади за счет выравнивания тепловой нагрузки по поверхности верхнего слоя.

Указанный результат достигается тем, что в известном устройстве лещади доменной печи, состоящей из трех слоев огнеупорной футеровки с различными коэффициентами теплопроводности, причем коэффициенты теплопроводности верхнего и нижнего слоев меньше коэффициента теплопроводности промежуточного слоя, лещадь снабжена дополнительным слоем, расположенным между верхним и промежуточными слоями, причем дополнительный слой состоит из нескольких элементов с различными коэффициентами теплопроводности, уменьшающимися от центра к периферии лещади, между элементами периферийного участка и промежуточным слоем, выходящим к радиаторам периферийного водяного охлаждения, помещена прокладка из материала с низким коэффициентом теплопроводности.

Благодаря тому, что лещадь снабжена дополнительным слоем, расположенным между верхним и промежуточным слоями, причем дополнительный слой состоит из нескольких элементов с различными коэффициентами теплопроводности, уменьшающимися от центра к периферии лещади, между элементами периферийного участка и промежуточным слоем, выходящим к радиаторам периферийного водяного охлаждения, помещена прокладка из материала с низким коэффициентом теплопроводности, становится возможным выравнивание температур по поверхности верхнего слоя, что способствует образованию тонкого и ровного слоя настыля, равномерному износу огнеупорной футеровки, т.е. повышению ее стойкости и как следствие увеличению межремонтного пробега печи, снижению вероятности аварии.

Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что заявленная совокупность неизвестна, т. е. соответствует критерию "новизна". Проверка конструктивного исполнения показала, что заявленное соответствует критерию "промышленная применимость". А поскольку указанная совокупность позволяет получить новый эффект обеспечить выравнивание температуры по поверхности верхнего слоя, образование тонкого и ровного слоя настыля, что способствует равномерному износу огнеупорной футеровки, т.е. повышению ее стойкости и как следствие увеличению межремонтного пробега печи, снижению вероятности аварии, то заявленное соответствует критерию "изобретательский уровень".

На чертеже приведена схема лещади доменной печи.

Лещадь содержит верхний слой 1, воспринимающий основную тепловую нагрузку и выполненный из огнеупорного материала с низким коэффициентом теплопроводности λ, например, из полуграфита с l ≈ 20 ккал/м часград (здесь и далее приводятся величины λ, соответствующие рабочему состоянию и температуре), углеродистых блоков с l ≈ 5 ккал/м часград и т.п.

За верхним слоем 1 расположен дополнительный слой 2, состоящий из нескольких элементов 3, 4 и 5 из материалов с различными коэффициентами теплопроводности, размещенных таким образом, чтобы под наиболее теплонагруженными центральными участками верхнего слоя 1 были установлены элементы 3 из материала с наибольшим коэффициентом теплопроводности, а под менее нагруженными периферийными участками элементы 4 из материала с наименьшим коэффициентом теплопроводности.

Элементы 3, 4 и 5 дополнительного слоя 2 выполнены из огнеупорных материалов с различными коэффициентами теплопроводности, например из полуграфита с λ ≈ 20 ккал/м часград, графита с λ ≈ 30 ккал/м часград, углеродистых блоков с λ ≈ 5 ккал/м часград.

Далее расположен промежуточный слой 6 из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, например графита, который выходит к радиаторам 7 периферийного водяного охлаждения.

Элементы 3, 4 и 5 дополнительного слоя установлены так, что часть из них (на чертеже элементы 3 и 4), расположенные под наиболее теплонагруженными центральными участками верхнего слоя 1, находятся в тепловом контакте с расположенным под ними промежуточным слоем 6 из материала с высокой теплопроводностью. Периферийные элементы 5 могут быть "развязаны" в тепловом отношении с промежуточным слоем 6. Для этого могут использоваться прокладки 8 из материалов с низкой теплопроводностью.

Далее располагается слой 9 из материала с низким коэффициентом теплопроводности, например из углеродистых блоков.

Таким образом, в предлагаемой конструкции для распределения тепловых потоков от участков верхнего слоя лещади формируются тепловые мосты с различными характеристиками, по которым с наиболее теплонагруженных участков верхнего слоя 1 снимается тепловая мощность (через элементы 3, слой 6 и далее на радиаторы 7 и слой 9), большая, чем с периферийных, менее теплонагруженных участков верхнего слоя 1.

В результате происходит выравнивание температуры по поверхности верхнего слоя огнеупорной футеровки, что способствует образованию тонкого и ровного слоя настыля, равномерному износу огнеупорной футеровки, т.е. повышению ее стойкости и как следствие увеличению межремонтного пробега печи, снижению вероятности аварии.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройствам лещади доменных печей. Лещадь содержит три слоя огнеупорной футеровки с различными коэффициентами теплопроводности, водяное периферийное охлаждение. Между верхним и промежуточными слоями расположен дополнительный слой, состоящий из нескольких элементов с различными коэффициентами теплопроводности, значение которых уменьшается от центральных элементов дополнительного слоя к периферийным. 1 ил.

Лещадь доменной печи, включающая три слоя огнеупорной футеровки с различными коэффициентами теплопроводности, причем коэффициенты теплопроводности верхнего и нижнего слоев меньше коэффициента теплопроводности промежуточного слоя, водяное периферийное охлаждение, контактирующее с промежуточным слоем, отличающаяся тем, что она снабжена расположенным между верхним и промежуточным слоями дополнительным слоем, состоящим из нескольких элементов с различными коэффициентами теплопроводности, значение которых уменьшается от центральных элементов дополнительного слоя к периферийным элементам, между которыми и промежуточным слоем помещена прокладка из материала с низким коэффициентом теплопроводности.