ОХЛАЖДАЮЩАЯ ПЛИТА ДЛЯ ШАХТНЫХ ПЕЧЕЙ Российский патент 2003 года по МПК F27B1/24 C21B7/10 

Изобретение относится к охлаждающим плитам для шахтных печей, снабженных огнеупорной футеровкой, в частности доменных печей, выполненным из меди или низколегированного медного сплава, имеющим каналы для охлаждающего средства, расположенные внутри них, причем охлаждающая плита изготовлена с прямолинейной внутренней стороной из кованого или вальцованного трубного блока, внутри охлаждающих каналов выполнены глухие отверстия, и боковые фланцы, расположенные на краю плиты, и патрубки на краях охлаждающих каналов.

Медные охлаждающие плиты такого типа обычно расположены между кожухом печи и футеровкой печи и подключены к охлаждающей системе шахтной печи. На стороне, обращенной к полости печи, охлаждающие элементы в верхней части шахтной печи в значительной мере покрыты огнеупорным материалом, в зоне горна - углеродистым кирпичом.

Известны плиты из медного литья, у которых охлаждающие каналы образованы либо литыми стальными трубами, либо непосредственно отлиты. Структура медного литья является не такой однородной и плотной, как в случае кованой или вальцованной меди. Вследствие этого теплопроводность медного литья меньше, а прочность - ниже. В случае литых труб окисный слой между трубой и медным блоком препятствует передаче тепла.

Из DE 2907511 известна охлаждающая плита, изготовленная из кованого или вальцованного трубного блока и у которой охлаждающие каналы являются вертикально проходящими, выполненными механическим глубоким сверлением. Структура охлаждающей плиты является значительно более плотной и однородной, чем у литой медной плиты. Показатели прочности являются выше, чем у литых медных плит. Заданное положение отверстий по высоте и стороне точно соблюдается и благодаря этому обеспечивается равномерный отвод тепла.

Эта охлаждающая плита на стороне, обращенной к полости печи, снабжена перемычками и канавками и может быть обложена огнеупорным кирпичом или огнеупорной трамбовочной массой.

Из ЕР 0705906 А1 известна охлаждающая плита, изготовленная из кованого или вальцованного медного трубного блока, у которой для охлаждения краевых зон дополнительно к вертикально проходящим глухим отверстиям выполнены охлаждающие каналы, которые в качестве вертикальных или горизонтальных глухих отверстий меньшего диаметра проходят по краям вокруг вертикально расположенных глухих отверстий.

Из DE 19503912 A1 известна охлаждающая плита, изготовленная из кованого или вальцованного медного трубного блока, у которой дополнительно к вертикально проходящим глухим отверстиям в верхней или нижней зоне разъемно или откованным за одно целое выполнен дополнительный охлаждающий элемент, в котором дополнительно выполнены вертикальные и горизонтальные глухие отверстия, соединенные посредством медных патрубков с охлаждающей системой доменной печи.

Из DE 19545048 известны различно выполненные охлаждающие плиты из меди или низколегированного медного сплава с расположенными внутри каналами для охлаждающего средства, причем охлаждающая плита изготовлена из кованого или вальцованного трубного блока и охлаждающие каналы являются вертикально проходящими глухими отверстиями.

Охлаждающие плиты снабжены боковыми фланцами, расположенными вертикально с обеих сторон, и/или боковыми фланцами, расположенными горизонтально с обеих сторон, а также горизонтально расположенными, обращенными к полости печи перемычками и канавками на охлаждающем корпусе.

Охлаждающие плиты выполнены таким образом, что при монтаже на оболочке печи вертикальные или горизонтальные боковые фланцы, соединяясь внахлестку, входят друг в друга, образуя тем самым охлаждающие сегменты или проходящие вокруг охлаждающие кольца. В одном из типов охлаждающей плиты боковые фланцы расположены на стороне, обращенной к полости печи, в другом типе охлаждающей плиты боковые фланцы расположены на стороне, обращенной к оболочке печи.

Основным недостатком такого выполнения охлаждающих плит является то, что между охлаждающей плитой и корпусом печи возникает зазор, который должен заполняться огнеупорным трамбовочным материалом или специально нарезанными огнеупорными кирпичами. Поэтому монтаж этой охлаждающей системы требует много времени и является дорогостоящим.

Задача изобретения заключается в создании устройства для охлаждения шахтной печи, снабженной огнеупорной футеровкой, в частности доменной печи, состоящей из отдельных охлаждающих плит, расположенных вертикально рядом друг с другом или горизонтально друг над другом настолько плотно на корпусе шахтной печи, что между охлаждающей плитой и корпусом печи не требуется в увеличенном объеме огнеупорная футеровка или другой защитный или изолирующий материал.

Решение этой задачи достигается за счет того, что устройство для охлаждения шахтных печей, снабженных огнеупорной футеровкой, в частности доменных печей, содержащее охлаждающие плиты с вертикальными боковыми фланцами, расположенными с двух сторон, и прямолинейными внутренними сторонами, причем охлаждающие плиты выполнены из меди или низколегированного медного сплава из кованого или вальцованного трубного блока, с расположенными внутри них охлаждающими каналами в виде глухих отверстий с патрубками на концах, отличается тем, что охлаждающие плиты выполнены с выпуклой наружной стороной, причем прямолинейная внутренняя сторона одной охлаждающей плиты бесшовно переходит в вертикальный боковой фланец, и выпуклая наружная сторона другой охлаждающей плиты бесшовно переходит в вертикальный боковой фланец.

При этом является целесообразным, что выпуклая наружная сторона каждой охлаждающей плиты выполнена в соответствии с диаметром шахтной печи.

Согласно предпочтительному выполнению на прямолинейной внутренней стороне первой и второй охлаждающих плит могут быть выполнены перемычки и канавки.

При этом каждые две первые охлаждающие плиты с одной второй охлаждающей плитой или одна первая охлаждающая плита и две вторых охлаждающих плиты могут образовать охлаждающий сегмент внутри корпуса плиты, или первые охлаждающие плиты и вторые охлаждающие плиты могут образовать охлаждающее кольцо внутри корпуса печи.

Устройство для охлаждения предназначено для охлаждения шахтной печи с огнеупорной футеровкой. Огнеупорная футеровка находится на стороне охлаждающих элементов, обращенной к полости печи. Верхняя часть печи выполнена из огнеупорного материала. В нижней части печи, то есть в зоне горна, охлаждающие элементы покрыты углеродистым кирпичом. Для крепления этого огнеупорного материала на стороне охлаждающих элементов, обращенных к полости печи, попеременно расположены горизонтально проходящие перемычки и канавки.

Охлаждающее устройство или охлаждающие плиты выполнены из чистой меди или сплава меди, причем медь выбирается, исходя из ее свойств теплопроводности.

Охлаждающие элементы изготавливают из прокатанных или кованых блоков с прямолинейной внутренней и выпуклой наружной стороной, а также с боковыми фланцами, полученными, например, посредством фрезерования. Охлаждающие каналы образованы в виде глухих отверстий, причем их соединяют посредством трубчатых насадок. Изготовление глухих отверстий осуществляется с помощью инструментов для глубокого сверления.

Для обеспечения бесшовного перехода внутренней стороны или наружной стороны в вертикальные боковые фланцы можно соответствующим образом отфрезеровать полученные прокаткой или ковкой трубные блоки.

Благодаря изготовлению наружной стороны охлаждающей плиты в соответствии с диаметром шахтной печи обеспечивается полное отсутствие зазора или очень небольшой зазор между корпусом печи и наружной стороной охлаждающей плиты. И даже при плотном контакте плиты с корпусом печи больше не требуется применение огнеупорной футеровки или других изолирующих материалов в таком большом объеме, как это требовалось ранее, для заполнения зазора между охлаждающей плитой и корпусом печи.

Ниже изобретение поясняется более подробно с помощью показанных схематично на чертежах примеров выполнения.

На фиг.1 показан вид сбоку на первую охлаждающую плиту 1;
фиг.2 - продольный разрез охлаждающей плиты 1;
фиг.3 - поперечный разрез охлаждающей плиты 1;
фиг.4 - продольный разрез второй охлаждающей плиты 2;
фиг.5 - поперечный разрез охлаждающей плиты 2;
фиг.6 - вид сверху на охлаждающий сегмент доменной печи.

На фиг. 1 показан вид сбоку на охлаждающую плиту 1 с выпуклой наружной стороной 8, соединенной непосредственно с корпусом 11 печи.

Через корпус 11 печи к вертикальным глухим отверстиям 4 проходят патрубки 10, которые подключаются к охлаждающей системе доменной печи.

Выполненная прямолинейной внутренняя сторона 7 охлаждающей плиты 1, обращенная к полости печи, примыкает непосредственно к не показанной на чертеже кладке из углеродистого кирпича. На прямолинейной внутренней стороне 7 охлаждающей плиты выполнены перемычки 12 и канавки 13.

На фиг. 2 показан продольный разрез охлаждающей плиты 1 с глухими отверстиями 4 в охлаждающем корпусе, показанными пунктиром, и проходящими вертикально боковыми фланцами 5, расположенными сбоку охлаждающего корпуса 3, и горизонтальными глухими отверстиями 9 в верхней и нижней части охлаждающего корпуса 3.

На фиг.3 показано поперечное сечение охлаждающей плиты 1, причем прямолинейная внутренняя сторона 7 бесшовно переходит в вертикальный боковой фланец 5. Боковые фланцы 5 можно рассматривать как прямое боковое удлинение прямолинейной внутренней стороны 7. Сторона 8 охлаждающей плиты, противолежащая внутренней стороне 7, представляет собой выпуклую наружную сторону, в которую вставлены патрубки 10 для подвода или отвода охлаждающей воды.

На фиг.4 показан продольный разрез охлаждающей плиты 2 с глухими отверстиями 4 в охлаждающем корпусе, показанными пунктиром, и проходящими вертикально боковыми фланцами 6, расположенными по сторонам охлаждающего корпуса 3, и глухими отверстиями в верхней и нижней части охлаждающего корпуса 3.

На фиг.5 показан поперечный разрез охлаждающей плиты 2, причем выпуклая наружная сторона 8 охлаждающей плиты 2 бесшовно переходит в вертикальный боковой фланец 6, который можно рассматривать как прямое боковое удлинение выпуклой наружной стороны 8. Внутренняя сторона 7 охлаждающей плиты здесь также выполнена прямолинейной, а патрубки 10 расположены на выпуклой наружной стороне 8 и служат для подвода или отвода охлаждающей воды.

На фиг.6 показан вид сверху на охлаждающий сегмент, расположенный на корпусе 11 доменной печи. Охлаждающий сегмент составлен из чередующихся охлаждающих плит 1 и 2, причем выполненные выпуклыми наружные стороны 8 охлаждающих плит 1 и 2 плотно прилегают к корпусу 11 печи и каждый боковой фланец 5 охлаждающей плиты 1 соединен внахлестку с боковым фланцем 6 охлаждающей плиты 2.

Подвод или отвод охлаждающей воды осуществляют из глухих отверстий 4, как описано выше, через патрубки 10, соединенные с замкнутой циркуляционной системой охлаждения доменной печи.

Выпуклую наружную сторону 8 каждой охлаждающей плиты 1, 2 подгоняют к соответствующему диаметру доменной печи или к горну - месту для загрузки в доменную печь, то есть радиус корпуса печи в месте для загрузки в доменную печь и радиус выпуклой наружной стороны охлаждающей печи являются в основном идентичными.

Как показано на фиг.6 для образования горизонтального сегмента необходимы по меньшей мере три охлаждающие плиты, для образования полного горизонтального охлаждающего кольца внутри корпуса печи необходимо несколько охлаждающих плит.

Для обеспечения соединения внахлестку вертикальных боковых фланцев 5, 6 охлаждающих плит 1, 2 необходимо таким образом два различных типа охлаждающих плит. Если в полости доменной печи друг над другом должно быть расположено несколько слоев горизонтальных охлаждающих сегментов охлаждающих плит или полных охлаждающих колец из охлаждающих плит, они могут соединяться внахлестку с помощью не показанных на чертеже боковых фланцев на головных концах охлаждающих плит.

Горизонтальные сегменты охлаждающих плит или полные кольца из охлаждающих плит внутри доменной печи могут быть также образованы друг над другом посредством охлаждающих плит без горизонтальных фланцев. Тогда охлаждающие сегменты или полные кольца из охлаждающих плит укладываются стык в стык.

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к охлаждающим плитам шахтных печей. Устройство включает охлаждающие плиты для шахтной печи, выполненные из меди или низколегированного медного сплава с каналами для охлаждающей жидкости, расположенными в их полостях, причем охлаждающие плиты изготовлены с прямолинейной внутренней стороной из кованого или вальцованного трубного блока. Боковые фланцы плит выполнены в виде прямого бокового удлинения прямолинейной внутренней стороны. Сторона охлаждающих плит, противолежащая их внутренней стороне, образует выпуклую наружную сторону, в которую вставлены патрубки для подвода или отвода охлаждающей воды. После монтажа выпуклая наружная сторона плит прилегает непосредственно к выпуклой внутренней стороне корпуса печи таким образом, что может отсутствовать огнеупорная футеровка между охлаждающими плитами и корпусом печи. Использование изобретения упрощает монтаж охлаждающего устройства и удешевляет его. 5 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для охлаждения шахтных печей, снабженных огнеупорной футеровкой, в частности доменных печей, содержащее охлаждающие плиты с вертикальными боковыми фланцами, расположенными с двух сторон, и прямолинейными внутренними сторонами, причем охлаждающие плиты выполнены из меди или низколегированного медного сплава из кованого или полученного прокаткой трубного блока, с расположенными внутри них охлаждающими каналами в виде глухих отверстий с патрубками на концах, отличающееся тем, что охлаждающие плиты выполнены с выпуклой наружной стороной (8), причем прямолинейная внутренняя сторона (7) одной охлаждающей плиты (1) бесшовно переходит в вертикальный боковой фланец (5) и выпуклая наружная сторона (8) второй охлаждающей плиты (2) бесшовно переходит в вертикальный боковой фланец (6). 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выпуклая наружная сторона каждой охлаждающей плиты выполнена в соответствии с диаметром шахтной печи. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что на прямолинейной внутренней стороне (7) охлаждающей плиты (1) расположены перемычки и канавки. 4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что на прямолинейной внутренней стороне (7) второй охлаждающей плиты (2) выполнены перемычки (12) и канавки (13). 5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что каждые две первые охлаждающие плиты (1) с одной второй охлаждающей плитой (2) или одна первая охлаждающая плита (1) и две вторые охлаждающие плиты (2) образуют охлаждающий сегмент внутри корпуса (11) печи. 6. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что множество первых охлаждающих плит (1) и вторых охлаждающих плит (2) образуют охлаждающее кольцо внутри корпуса (11) печи.