УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДАЕМОЙ ЧАСТИ ШАХТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 1997 года по МПК C21B7/10 F27D1/08 

Изобретение относится к черной металлургии в частности к доменному производству.

В настоящее время шахты доменных печей начали оборудовать вместо традиционных плитовых холодильников крупноблочными панелями или холодильники из стальных толстостенных труб с межтрубным пространством заполненным огнеупорным бетоном.

Первые печи с холодильниками из стальных толстостенных труб были задуты в 1984 1985 г. Охлаждаемые толстостенные трубы образовали экран. Нижние и верхние концы труб объединялись коллекторами к которым через кожух подводились трубы подающие и отводящие охлаждающую воду.

Известна конструкция, в которой между кожухом печи и кладкой устанавливаются скобы из стальных труб. Эти скобы верхним и нижним концами выводятся через кожух печи и привариваются к нему прочным, плотным швом. Отверстия для труб в кожухе располагаются в "разбежку" для уменьшения ослабления кожуха.

В известных публикациях и авторском свидетельстве предложено шахту доменной печи собирать из нескольких крупноблочных панелей Каждая панель представляет собой участок кожуха шахты от 1/6 и 1/8 части окружности кожуха и длиной, равной высоте охлаждаемой части кожуха шахты (примерно 10 12 м). К данному участку кожуха привариваются охлаждаемые толстостенные трубы в виде скоб, боковые ограничивающие стенки. Межтрубное пространство заполняется огнеупорным бетоном. Готовые крупноблочные панели свариваются и образуют шахту печи. Данная конструкция принята за прототип.

В известном изобретении имеются недостатки: охлаждаемые скобы не имеют компенсационного гиба, поэтому они имеют незначительную длину (примерно до 1,2) и количество их велико (до 1250 шт на одну печь). Это приводит к большому количеству отверстий в кожухе шахты (до 2500), что ухудшает прочность кожуха и его газоплотность, приводит к увеличению объема работ при монтаже системы охлаждения шахты и повышению ее стоимости.

С целью устранения указанных недостатков предложена конструкция крупноблочной панели представленная на фиг. 1. Эта панель включает часть кожуха шахты 1. Ширина крупноблочной панели от 1/6 до 1/8 длина окружности кожуха печи. Высота панели равна высоте охлаждаемой части шахты и колеблется в пределах от 10 до 12 м.

Вдоль крупноблочной панели установлены стальные толстостенные трубы 5 на всю высоту охлаждаемой части шахты доменной печи. Таким образом длина этих труб (скоб) составляет 10-12 м. Данные скобы вводятся через отверстие кожуха в нижней части шахты и выводятся в верхней части шахты. Таким образом для каждой трубы требуется два отверстия в кожухе. По длине охлаждаемых труб (скоб) имеются несколько компенсационных гибов для снижения величины термических напряжений, возникающих от разности температур между кожухом и скобами. Чтобы зафиксировать положение скоб вдоль в районе каждого гиба устанавливаются опоры 6, которые допускают продольные (вертикальные) перемещения и исключают радиальные перемещения. Эскиз опоры представлен на узле 2 фиг. 1.

Межтрубное пространство заполнено огнеупорным бетоном 3. Между кожухом и бетоном проложен слой термоизоляции 4. Вдоль крупноблочной панели возводится слой огнеупорной кладки 2. Параметры компенсаторов определяются путем расчета с учетом разности температур между кожухом и скобами. На основании теоретического расчета получен график для определения вылета компенсатора (фиг. 2). Из графика видно, что с увеличением вылета компенсатора напряжение в скобе снижается.

Компенсационные гибы расположены в плоскости параллельной кожуху печи. Расположение компенсационных гибов в радиальном направлении недопустимо, так как после разрушения огнеупорной кладки и частичного разрушения огнеупорного бетона, компенсационные гибы будут выходить в область шахты, заполненной шихтой и продуктами плавки. Длинные скобы подключаются к системе испарительного или водяного охлаждения печи.

Устройство охлаждения шахты работает следующим образом.

Некоторое время после задувки огнеупорная кладка шахты 2 защищает крупноблочные панели от нагрева со стороны рабочего пространства печи. Примерно через 1-1,5 г работы огнеупорная кладка шахты обрушивается и огнеупорный бетон панели соприкасается с шихтовыми материалами и продуктами плавки. Примерно за пол года работы огнеупорный бетон крупноблочных панелей разрушается до уровня осей скоб охлаждаемых панелей. Дальнейшее разрушение прекращается и панели в таком состоянии дорабатывают до конца кампании.

При этом ( после разрушения части огнеупорного бетона) устанавливается наибольшая разность температур между скобами и кожухом шахты. Однако компенсация температурных удлинений в гнутых скобах обеспечивает прочность скоб, а наличие опор, расставленных вдоль трубы прочно удерживает ее на месте. Опоры применены скользящие, они не фиксируют расстояние скоб от кожуха печи и допускают перемещения вдоль всей оси. Это благоприятствует равномерному распределению нагрузок на смежных компенсационных гибах.

Использование: изобретение относится к области металлургии, в частности к устройствам для охлаждения доменной печи. Сущность изобретения: устройство содержит крупноблочные панели с охлаждаемыми толстостенными трубами, которые уложены вдоль внутренней стороны кожуха шахты по всей высоте охлаждаемой зоны. Трубы введены через кожух печи в нижней его части и выведены в верхней части. Они приварены в месте ввода и вывода к кожуху шахты прочным плотным швом. Для компенсации тепловых удлинений, трубы имеют ряд компенсационных гибов в плоскости параллельной кожуху. Положение трубы относительно кожуха фиксируется подвижными опорами, допускающими перемещения в плоскости параллельной кожуху. Межтрубное пространство заполнено огнеупорным бетоном. 2 ил.

Устройство охлаждаемой шахты доменной печи, включающее крупноблочные панели с охлаждаемыми трубами и межтрубным пространством, заполненным огнеупорным бетоном, отличающееся тем, что охлаждаемые трубы проложены вдоль кожуха печи на всю высоту охлаждаемой шахты с вводом и выводом, приваренными к кожуху, и выполнены стальными, толстостенными с рядом компенсационных гибов по высоте, расположенных в плоскости, параллельной кожуху печи, и укрепленных посредством скользящих опор, размещенных в каждом гибе, с возможностью фиксации расстояния охлаждаемой трубы от кожуха печи.