ОХЛАЖДАЕМЫЙ РАСПОРНО-ПОДВЕСНОЙ СВОД МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ Российский патент 1998 года по МПК F27B3/16 F27D1/02 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к конструкции свода мартеновских печей.

Как известно, с шестидесятых годов в мартеновских печах начали заменять динасовые своды хромомагнезитовыми, которые благодаря более высокой стойкости получили широкое распространение.

В настоящее время на мартеновских печах применяют распорно-подвесные своды из хромистых огнеупорных кирпичей. Наибольшее распространение получили распорно-подвесные своды конструкции Всесоюзного института огнеупоров, впервые освоенные на Магнитогорском металлургическом комбинате. Кирпичи свода подвешиваются на специальных пружинных подвесках, которые регулируют по мере температурного роста свода.

Подвески соединены с опорной конструкцией из угольников и стальных пластин, к которым крепятся при помощи штырей огнеупорные кирпичи. Данная конструкция описана в источнике [1].

Эта конструкция свода была усовершенствована. Усовершенствование заключается в том, что в ней каждая пара смежных кирпичей имеет самостоятельную подвеску [2] . В данном источнике указано, что в усовершенствованной конструкции скорость износа свода снижается с 0,96 - 1,2 мм за плавку.

Для печей садкой 400 т выплавка стали за кампанию увеличилась с 133-138 до 152-165 тыс. т.

Описанной конструкции свода присущи недостатки, связанные с высокой температурой рабочего пространства и наличием в технологических газах плавильной пыли. Рабочая зона сводовых кирпичей насыщается окислами железа и становится рыхлой, объем перерожденной части кирпичей увеличивается, свод превращается из распорно-подвесного в распорный, который весьма чувствителен к колебаниям температуры.

В результате под действием распорной нагрузки перерожденная часть кирпичей отламывается от прочной части кирпичей.

Наиболее близким к описываемому изобретению является охлаждаемый распорно-подвесной свод мартеновской печи, содержащий огнеупорные кирпичи, подвешенные с помощью штырей к несущим опорным трубам с водяным или испарительным охлаждением и расположенный над кирпичами слой огнеупорной массы [3].

Использование в известном своде охлаждаемых опорных конструкций позволило увеличить его стойкость.

Однако и данному своду присущи недостатки, заключающиеся в повышенной скорости износа хромомагнезитового кирпича.

Желаемым техническим результатом описываемого изобретения является повышение стойкости свода, надежности его эксплуатации и увеличение длительности кампании печи.

Это достигается тем, что в известном распорно-подвесном своде мартеновской печи, содержащем огнеупорные кирпичи, подвешенные с помощью штырей к несущим опорным трубам с водяным или испарительным охлаждением и расположенный над кирпичами слой огнеупорной массы, по изобретению, трубы выполнены с квадратным сечением и расположены друг от друга на расстоянии 225-300 мм, а высота расположенного над кирпичами слоя огнеупорной массы равна 0,8-1,2 длины ребра опорной трубы.

На фиг. 1 изображен предлагаемый свод; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 и 4 - распределение температур в огнеупорной кладке свода.

Опорная часть огнеупорных кирпичей 1 свода выполнена из несущих труб 2 квадратного сечения с водяным или испарительным охлаждением. К трубам 2 примыкают опорные стальные пластины 3, которые крепятся к охлаждаемым трубам клиньями 4.

К стальным пластинам 3 кирпичи прикрепляются штырями 5. Между кирпичами уложены прокладки из листовой стали толщиной 1 мм. Вся конструкция крепится на подвеске 6 с пружинной опорой 7, которые опираются на верхние балки 8 обвязки печи. На подвесках имеются опорные шайбы, положение которых регулируется гайками 10. Нагрузка подвесок 5 регулируется сжатием пружин 7. Сверху свода укладывается слой 11 огнеупорной массы, толщина которой находится в пределах 0,8-1,2 б, где б - длина ребра охлаждаемой трубы. Трубы 2 расположены друг от друга на расстоянии 225-300 мм.

Предлагаемая конструкция свода обосновывается тепловыми расчетами, в результате которых установлено, что температура рабочей поверхности свода (со стороны рабочего пространства печи) в охлаждаемом своде ниже, чем в неохлаждаемом своде.

В начале кампании, когда свод не изношен, охлаждение несущих опорных труб понижает температуру свода незначительно (на 6 - 7^oC).

После существенного разрушения свода в конце кампании охлаждение несущих опорных труб понижает температуру свода на 20 - 25^oC.

Пример распределения температур в кирпичах свода приведен на фиг. 3 и 4.

Из физической химии известно, что при увеличении температуры на 10^oC скорость химических процессов удваивается. Поэтому понижение температуры свода на 20 - 25^oC в конце кампании печи существенно снизит скорость насыщения сводовых хромомагнезитовых кирпичей окислами железа и перерождение материала кирпичей, которые приводят к потере прочности и скалыванию перерожденной части.

Охлаждение свода способствует увеличению его стойкости.

Большое значение имеет правильный выбор расстояния между несущими опорными охлаждаемыми трубами. Экспериментально установлено, что при остаточной толщине свода 50 мм охлаждение дает существенный эффект при расстоянии между трубами 30 мм. Ожидаемое увеличение стойкости свода (увеличение количества плавок без проведения ремонта свода) оценивается в 25-30%.

Наличие огнеупорной массы сверху свода также способствует отводу тепла от кирпича к охлаждаемым трубам.

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает надежность эксплуатации и увеличивает длительность кампании печи.

Источники информации
Антипин В. Г. , Снегирев Б.Ю., Бокчеев Н.Ф. и др. Повышение стойкости двухванных сталеплавильных печей // Сталь 1975, N 3, с. 223-227.

Герасименко И. П., Плохов Г.К., Бактичереев В.П. и др. Опыт работы подвесного свода рабочего пространства мартеновской печи // Сталь, 1976, N 7, с. 609-610.

SU, авторское свидетельство 250943, кл. F 27 D 1/02, F 27 B 3/26, 1970.

Использование: в области черной металлургии, в частности в конструкциях сводов мартеновской печи. Сущность изобретения: охладжаемый распорно-подвесной свод мартеновской печи содержит огнеупорные кирпичи, подвешенные к несущим опорным трубам с квадратным сечением и водяным или испарительным охлаждением. Крепление кирпичей к опорным трубам производится при помощи стальных пластин и штырей. Расстояние между охлаждаемыми опорными трубами равно 225 - 300 мм. Сверху кирпичей уложен слой огнеупорной массы толщиной 0,8 - 1,2 от длины ребра охлаждаемой опорной трубы. 4 ил.

Охлаждаемый распорно-подвесной свод мартеновской печи, содержащий огнеупорные кирпичи, подвешенные с помощью штырей к несущим опорным трубам с водяным или испарительным охлаждением, расположенный над кирпичами слой огнеупорной массы, отличающийся тем, что трубы выполнены с квадратным сечением и расположены друг от друга на расстоянии 225 - 300 мм, а высота расположенного над кирпичами слоя огнеупорной массы равна 0,8 - 1,2 длины ребра опорной трубы.