ЛИТЕЙНЫЙ ДВОР ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 1998 года по МПК C21B7/14 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при проектировании, строительстве и реконструкции доменных печей.

Известен литейный двор доменной печи, содержащий площадку для обслуживания фурм, перекрывающую нижерасположенные желоба с зонтами, причем площадка снабжена двумя шарнирно прикрепленными к ней и расположенными по обе стороны желоба створками, а желоб перекрывается откатным коробом [1]. Данная конструкция литейного двора обеспечивает герметизацию главного желоба и отсос выделяющихся над ним во время выпуска газов. Однако при этом стойкость футеровки главного желоба остается низкой, и его кожух подвержен деформациям из-за термических напряжений.

Известен литейный двор доменной печи, содержащий главный и транспортные желоба, мостовой кран и постановочные железнодорожные пути, качающиеся желоба, промежуточные сливные желоба, причем продольная ось качающихся желобов расположена параллельно оси железнодорожных путей, а промежуточных сливных желобов перпендикулярно им [2]. Данная конструкция литейного двора обеспечивает повышение производительности труда при производстве ремонтных работ, позволяя использовать мостовой кран литейного двора для ремонта качающихся желобов и транспортировки любого из желобов на специальный стенд для ремонта. Однако эта конструкция литейного двора также не обеспечивает высокой стойкости главного желоба и улучшения условий труда на литейном дворе.

Известно также, что рабочая поверхность основания литейных дворов обычно выполняется неровной, со значительными перепадами по высоте между отдельными частями основания литейного двора, что делает невозможным применение транспортных средств, перемещающихся по поверхности основания литейного двора, для перевозки огнеупоров, заправочных и других материалов, используемых для ремонта и обслуживания желобов на литейном дворе и для других работ.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемым результатам к изобретению является литейный двор доменной печи, содержащий опорные колонны с расположенным на них железобетонным основанием, по меньшей мере один главный желоб с металлическим кожухом, многослойной футеровкой, часть которой выполнена набивной или наливной, и скиммером, транспортные желоба для чугуна и шлака, сливные желоба и систему вентиляции [3]. Недостатком данной конструкции литейного двора является то, что в нем не предусмотрено удаление газовых выделений от желобов, низкая стойкость главного желоба и его футеровки, отсутствие возможностей полной механизации работ на литейном дворе.

Целью изобретения является улучшение условий труда на литейном дворе, сокращение трудозатрат на обслуживание главного желоба и увеличение срока его безремонтной эксплуатации, обеспечение условий для механизации работ на литейном дворе.

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции литейного двора, содержащего опорные колонны с расположенным на них основанием литейного двора, по меньшей мере один главный желоб с металлическим кожухом, многослойной футеровкой, часть из которой выполнена набивной или наливной, и скиммером, транспортные желоба для чугуна и шлака, сливные желоба и систему вентиляции, рабочая поверхность основания литейного двора выполнена ровной без препятствий перемещению по ней подвижных транспортных средств, главный желоб и транспортные желоба заглублены в основании литейного двора до уровня ее рабочей поверхности, главный желоб имеет длину не менее 0,5 протяженности литейного двора по оси главного желоба, ширина внутреннего профиля главного желоба со стороны скиммера составляет не менее 0,1-0,3 длины главного желоба, а наклон его части, примыкающей к скиммеру и составляющей не менее 0,5 длины главного желоба, не превышает 3%, главный желоб размещен на индивидуальном фундаменте с возможностью свободного перемещения относительно него, а в основании литейного двора по обе стороны главного желоба выполнены продольные вентиляционные проемы.

Для достижения указанной цели ширина продольных вентиляционных проемов в основании литейного двора составляет 0,06-0,3 ширины днища кожуха главного желоба, а их длина составляет 0,1-0,8 длины главного желоба, причем проемы расположены на расстоянии 0,05-0,3 длины главного желоба от кожуха доменной печи.

Указанная цель достигается также тем, литейный двор снабжен решетками, перекрывающими продольные вентиляционные проемы по обе стороны от главного желоба на уровне рабочей поверхности основания литейного двора, а также тем, что эти решетки выполнены металлическими или железобетонными.

Кроме того, для достижения указанной цели кожух главного желоба выполнен составным по меньшей мере из двух частей с зазорами между ними.

Для достижения указанной цели также набивная или наливная часть футеровки главного желоба выполнена многослойной из неформованных огнеупорных материалов на основе системы Аl₂0₃-SiC-C, причем верхний рабочий слой футеровки выполнен с возможностью его замены, а толщина рабочего заменяемого слоя составляет 0,05-0,6 толщины набивной или наливной части футеровки.

Достижение цели изобретения обеспечивается также тем, что главный желоб, транспортные желоба для чугуна и шлака и сливные желоба снабжены футерованными крышками, а пространства под ними соединены с системой вытяжной вентиляции в местах наибольших пылегазовых выделений.

Указанная цель достигается также тем, что основание литейного двора выполнено в виде расположенных друг над другом железобетонных плит с промежуточными колоннами между ними, а пространство между плитами основания литейного двора отделено от продольных вентиляционных проемов по обе стороны главного желоба перегородками.

На фиг. 1 представлен общий вид литейного двора доменной печи с двумя чугунными летками, двумя главными желобами, транспортными желобами, качающимися сливными желобами и компонентами системы вытяжной вентиляции; на фиг. 2 - вертикальный разрез литейного двора перпендикулярно главному желобу чугунной летки N1; на фиг. 3 - общий вид главного желоба; на фиг. 4 - поперечный и продольный разрезы главного желоба; на фиг. 5 - схема системы вытяжной вентиляции литейного двора; на фиг. 6 - схема расположения желобов с футерованными крышками на литейном дворе.

Сущность изобретения заключается в следующем. Опорные колонны 1 (фиг. 2) поддерживают основание литейного двора через нижнюю железобетонную плиту 2, промежуточные колонны 3 и верхнюю железобетонную плиту 4. В других вариантах конструкции литейного двора, также предусмотренных настоящим изобретением, основание литейного двора выполняется сплошным, т.е. без промежуточных колонн и свободного пространства внутри основания литейного двора.

Рабочая поверхность литейного двора выполнена ровной и не имеет каких-либо препятствий для перемещения по ней подвижных транспортных средств, а главный желоб 5 и транспортные желоба 6 для чугуна и шлака заглублены в основании литейного двора до уровня ее рабочей поверхности. Сливные подвижные желоба 7 расположены в специальных проемах основания литейного двора на железобетонных опорах.

Каждый главный желоб установлен на индивидуальном фундаменте 8 с возможностью свободного перемещения относительно него, которая обеспечивается, например, с помощью слоя графитовой смазки между фундаментом и кожухом главного желоба.

Все желоба литейного двора (главный, транспортные и сливные) снабжены футерованными крышками 9 (фиг. 6).

В основании литейного двора по обе стороны относительно главного желоба имеются продольные вентиляционные проемы 10, отделенные от свободного пространства между верхней и нижней плитами основания литейного двора железобетонными перегородками 11 (фиг. 3).

Система вытяжной вентиляции литейного двора соединена с пространством под крышками желобов в местах интенсивного пыле- и газовыделения зонтами и трубами 12 (фиг. 5).

Металлический кожух 13 главного желоба состоит из по меньшей мере двух частей (фиг. 3), между которыми имеется зазор. Футеровка главного желоба (фиг. 4) включает изолирующий слой из кирпича 14 и многослойную набивную или наливную часть футеровки, выполненную из неформованных огнеупорных материалов на основе системы Аl₂0₃-SiC-C и состоящую из верхнего рабочего заменяемого слоя 15 и незаменяемого основного слоя 16. Главный желоб заканчивается скиммером 17 (фиг. 3).

По сравнению с известными конструкциями литейных дворов доменных печей конструкция литейного двора в соответствии с изобретением имеет следующие преимущества. Изготовление ровной рабочей поверхности основания литейного двора без препятствия для перемещения по ней подвижных транспортных средств, например колесных или гусеничных минитракторов, автопогрузчиков и т.п., позволяет производить погрузочно-разгрузочные работы и перемещение по литейному двору огнеупоров, заправочных и других материалов и расширяет, таким образом, возможности механизации работ на литейном дворе и полной ликвидации тяжелого ручного труда. Этому же способствует заглубление главного и транспортных желобов в основании литейного двора до уровня рабочей поверхности этого основания. При этом возможны возвышения стенок и крышек желобов над уровнем рабочей поверхности основания, не создающие препятствий перемещению по ним указанных транспортных средств.

Наличие индивидуального фундамента главного желоба и продольных вентиляционных проемов в основании литейного двора по обе стороны главного желоба обеспечивает интенсивное охлаждение кожуха главного желоба конвективными потоками воздуха, проходящими снизу вверх и охлаждающими стенки и фундамент главного желоба. Такое охлаждение исключает прорыв чугуна через стенки главного желоба и увеличивает срок его службы.

Расположение кожуха главного желоба на фундаменте с возможностью свободного перемещения отдельных частей кожуха при их термическом расширении относительно друг друга и относительно фундамента исключает деформацию кожуха и нарушение при такой деформации сплошности футеровки. Этому же способствует наличие зазоров между отдельными частями кожуха главного желоба.

Выполнение набивной или наливной части футеровки главного желоба многослойной из огнеупорных материалов на основе системы Аl₂0₃-Si-C существенно повышает стойкость футеровки главного желоба. Использование заменяемого рабочего слоя этой футеровки снижает трудозатраты и расход желобной массы на ремонт главного желоба.

Наличие футерованных крышек главного желоба, транспортных желобов и сливных желобов исключает выделение тепла, газа и пыли в атмосферу, обеспечивает нормальные и безопасные условия труда на рабочей площадке литейного двора, уменьшает снижение температуры чугуна на его пути от печи в ковш, а также позволяет свободно перемещаться транспортным средствам, используемым для механизации работ на литейном дворе по всей площади литейного двора.

Вытяжная вентиляционная система обеспечивает отсос газов и пыли в местах их интенсивного выделения и очистку отсасываемых газов от пыли перед выбросом их в атмосферу.

Изготовление основания литейного двора в виде двух железобетонных плит с промежуточными колоннами и свободным пространством между ними уменьшает расход строительных материалов и удешевляет сооружение литейного двора.

При изготовлении основания литейного двора в виде двух железобетонных плит, расположенных друг над другом, с промежуточными колоннами между ними, отделение продольных вентиляционных проемов перегородками от свободного пространства между железобетонными плитами основания литейного двора по обе стороны от главного желоба усиливает естественную вентиляцию и охлаждение главного желоба и его фундамента.

Опытным путем установлено, что условия для наиболее эффективного разделения чугуна и шлака при их выпуске из доменной печи достигаются при максимально возможной длине главного желоба, составляющей не менее 0,5 протяженности литейного двора по оси главного желоба, а также при ширине внутреннего профиля его верхней части со стороны скиммера не менее 0,1-0,3 длины главного желоба и при наклоне днища части главного желоба, примыкающей к скиммеру, длина которой составляет не менее 0,5 длины главного желоба, не превышающем 3%. Такая конструкция главного желоба и наличие футерованной крышки на нем, кроме эффективного разделения чугуна и шлака, позволяет работать длительное время без спуска продуктов плавки из главного желоба, что увеличивает срок службы его футеровки, уменьшает расход огнеупоров и трудозатраты на его ремонт.

Установлено также, что наиболее эффективное охлаждение главного желоба и его фундамента за счет естественной вентиляции достигается при размерах продольных вентиляционных проемов в основании литейного двора по обе стороны главного желоба, составляющих: ширина 0,06-0,3 ширины днища кожуха, длина 0,1-0,8 длины главного желоба, расположение вентиляционных проемов от кожуха печи на расстоянии 0,05-0,3 длины желоба.

Высокая стойкость футеровки главного желоба и минимальный расход желобной массы обеспечиваются, когда толщина верхнего рабочего слоя футеровки составляет 0,05-0,6 толщины набивной или наливной части футеровки.

Таким образом, изготовление литейного двора доменной печи согласно изобретению улучшает условия труда на литейном дворе, исключает загрязнение атмосферы пылегазовыми выделениями во время выпусков продуктов плавки, создает условия для полной механизации работ на литейном дворе, сокращает расход огнеупоров и трудозатраты на ремонты главного желоба, повышает срок его службы.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при проектировании, строительстве и реконструкции доменных печей. Литейный двор доменной печи содержит опорные колонны с расположенным на них основанием литейного двора, имеющим ровную рабочую поверхность, один или более главных желобов с металлическим кожухом, многослойной футеровкой, включающей слои из наливной или набивной огнеупорной массы, и скиммером, транспортные желоба для чугуна и шлака, сливные желоба и систему вентиляции, при этом длина главного желоба составляет не менее 0,5 протяженности литейного двора по оси главного желоба; ширина внутреннего профиля верхней части главного желоба составляет 0,1-0,3 длины главного желоба; наклон части главного желоба, примыкающей к скиммеру, не превышает 3%, и длина этой части главного желоба составляет не менее 0,5 его длины; главный желоб размещен на индивидуальном фундаменте с возможностью свободного перемещения по нему; по обе стороны главного желоба расположены продольные вентиляционные проемы. Такая конструкция литейного двора обеспечивает повышение срока службы главного желоба, улучшает условия труда на литейном дворе и создает условия для механизации работ. 1 с. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Литейный двор доменной печи, содержащий опорные колонны с расположенным на них основанием литейного двора, по меньшей мере один главный желоб с металлическим кожухом, многослойной футеровкой, часть из которой выполнена набивной или наливной, и скиммером, транспортные желоба для чугуна и шлака, сливные желоба и систему вентиляции, отличающийся тем, что рабочая поверхность основания литейного двора выполнена ровной без препятствий перемещению по ней подвижных транспортных средств, главный желоб и транспортные желоба заглублены в основании литейного двора до уровня ее рабочей поверхности, главный желоб имеет длину не менее 0,5 протяженности литейного двора по оси главного желоба, ширина внутреннего профиля верхней части главного желоба со стороны скиммера составляет не менее 0,1 - 0,3 длины главного желоба, а наклон его части, примыкающей к скиммеру и составляющей не менее 0,5 длины главного желоба, не превышает 3%, главный желоб размещен на индивидуальном фундаменте с возможностью свободного перемещения относительно него, а в основании литейного двора по обе стороны от главного желоба выполнены продольные вентиляционные проемы. 2. Двор по п.1, отличающийся тем, что ширина продольных вентиляционных проемов в основании литейного двора составляет 0,06 - 0,3 ширины днища кожуха главного желоба, а их длина составляет 0,1 - 0,8 длины главного желоба, причем проемы расположены на расстоянии 0,05 - 0,3 длины главного желоба от кожуха доменной печи. 3. Двор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен решетками, перекрывающими продольные вентиляционные проемы по обе стороны от главного желоба на уровне рабочей поверхности основания литейного двора. 4. Двор по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что решетки, перекрывающие продольные вентиляционные проемы по обе стороны главного желоба, выполнены металлическими или железобетонными. 5. Двор по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что кожух главного желоба выполнен составным, по меньшей мере, из двух частей с зазором между ними. 6. Двор по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что набивная или наливная часть футеровки главного желоба выполнена многослойной из неформованных огнеупорных материалов на основе системы Al₂O₃ - Si - C, причем верхний рабочий слой этой части футеровки выполнен с возможностью его замены. 7. Двор по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что толщина рабочего заменяемого слоя футеровки главного желоба составляет 0,05 - 0,6 толщины набивной или наливной части футеровки. 8. Двор по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что главный желоб, транспортные и сливные желоба снабжены футерованными крышками, а пространства под ними соединены с системой вытяжной вентиляции в местах наибольших пылегазовых выделений. 9. Двор по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что основание литейного двора выполнено в виде расположенных друг над другом двух железобетонных плит с промежуточными колоннами между ними. 10. Двор по п.9, отличающийся тем, что он снабжен перегородками, расположенными по обе стороны от главного желоба и отделяющими пространство между плитами основания литейного двора от продольных вентиляционных проемов в основании литейного двора.