КОЛОШНИКОВАЯ ЗАЩИТА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 2008 года по МПК C21B7/06 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в конструкции колошника доменной печи.

Назначение колошниковой защиты состоит в сохранении проектного профиля верха доменной печи в течение длительного времени для нормального, прогнозируемого распределения в ней шихтовых материалов и газов, а также защите кожуха печи от перегрева.

Известна колошниковая защита [1], где с целью повышения стойкости колошника подвески выполнены в виде направляющих Т-образной, а в плитах выполнены Т и Г-образные прорези.

Металлические плиты выполнены в виде сегментов, которые заполнены шамотным кирпичом. Профиль колошниковой защиты - цилиндрический.

Недостатком данного изобретения является то, что металлические сегменты заполнены кирпичом, и при разрушении металлического каркаса сегментов эти кирпичи вываливаются, приводя к быстрому разрушению всей колошниковой защиты, особенно этому подвержены плиты третьего ряда и ниже от верха колошниковой защиты. Цилиндрическая форма колошниковой защиты также способствует более быстрому разрушению колошниковой защиты от ударных и истирающих нагрузок при выгрузке материалов с большого конуса, особенно при загрузке кусковых металлодобавок с размерами кусков 50-200 мм.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является колошниковая защита [2], где стальные защитные элементы, образуют сплошную металлическую стенку в пространстве печи с заполнением внутренней полости огнеупором.

Форма колошниковой защиты - цилиндрическая, которая несмотря на повышение стойкости за счет сплошности металлической стенки не обеспечивает создание более благоприятных условий для снижения ударных и истирающих усилий при загрузке шихты в печь и тем самым значительного увеличения стойкости колошниковой защиты.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков известных колошниковых защит, повышение прочности, стойкости и надежности в работе во времени колошниковой защиты за счет изменения профиля колошниковой защиты.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что классический цилиндрический профиль колошниковой защиты видоизменяется. Сверху защита имеет цилиндрический профиль, ниже (участок от 0,3 до 0,9 общей высоты защиты) профиль колошниковой защиты имеет форму усеченного конуса. Причем чем большую долю в общей высоте занимает усеченный конус, тем больше конструкция защиты отличается от традиционной - цилиндрической, и тем меньшие ударные и истирающие нагрузки будут испытывать стенки колошниковой защиты при выгрузке материалов в печь, и, следовательно, увеличивается срок и надежность службы колошниковой защиты. Широким основанием конус опирается на установленный специальный маратор под колошниковую защиту.

Угол наклона образующей усеченного конуса защиты от вертикали 2-15°, и чем больший угол от вертикали, тем меньше угол встречи шихты со стенкой защиты, тем меньше ударные и истирающие воздействия на стенки колошниковой защиты.

Предлагаемая колошниковая защита, лицевой стороной обращенная во внутрь печи, представляет собой сплошную металлическую стену, жестко вписанную в монолит армированного арматурой жаропрочного бетона, что обуславливает высокую прочность и жесткость всей конструкции.

Угол наклона образующей большого конуса 1 на фиг.1 засыпного аппарата составляет не менее 52-53°, а на многих заводах 60-62°, в среднем угол образующей 2 можно принять 56°.

Предлагаемая колошниковая защита работает следующим образом:

На фиг.1 (часть Б) показан пример предлагаемой колошниковой защиты с изменяющимся профилем. Верхняя часть представляет собой цилиндрическую часть 3 профиля защиты, нижняя - коническую часть 4 профиля защиты. На фиг.1 приведен пример угла наклона образующей 5 конической части защиты от вертикали в 8°, что обеспечивает угол встречи траектории 6 ссыпающегося материала с колошниковой защитой в ее конической части 26° 7 (в то время как при цилиндрической форме защиты этот угол встречи 8 составляет 34° (часть А)), что позволяет резко уменьшить ударные усилия ссыпающейся шихты и силу ее абразивного воздействия на защиту.

Таким образом, изменяя угол наклона образующей усеченного конуса защиты с 2° до 15° от вертикали, уменьшается угол встречи падающей шихты со стенкой колошниковой защиты соответственно с 32° до 19°, тем самым эффективно снижая ударные и истирающие усилия загружаемой шихты. Кроме того, загружаемая шихта в течение 8-10 минут находится в объеме колошниковой защиты при температуре газов порядка 250-450°С, что приводит к тепловому линейному расширению загружаемой шихты и в случае цилиндрического профиля колошниковой защиты воздействие абразивного износа шихты на плиты будет гораздо больше, чем при профиле усеченного конуса предлагаемой защиты.

Таким образом, предлагаемая колошниковая защита обеспечит надежную работу в течение 7-9 лет, что сопоставимо по срокам с проведением капитального ремонта II разряда на доменной печи.

Проведенный анализ патентной и научно-технической документации не выявил решений, идентичных заявляемому.

По сравнению с прототипом заявляемое решение имеет принципиально новые признаки и, следовательно, соответствует критерию «новизна».

При поиске по патентной и научно-технической литературе не выявлены технические решения, содержащие признаки сходные с отличительными признаками изобретения, что свидетельствует о соответствии его критерию «существенные отличия».

Экономический эффект образуется от повышения стойкости колошниковой защиты от 1,5-3 лет до 7-9 лет за счет снижения ремонтных затрат при восстановлении колошниковой защиты, сохранения проектного профиля верха печи в течение длительного времени с прогнозируемым распределением шихтовых материалов во время загрузки и снижения за счет этого удельного расхода кокса и увеличения производительности печи.

Источники информации

1. Авторское свидетельство SU 1382854 А1, опубликовано 23.03.1988 г.

2. Металлургия чугуна, 3-е издание переработанное и дополненное, М., ИКЦ «Академкнига», 2004 г. с.584, рис.5.41.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкции колошника доменной печи. Колошниковая защита включает металлические сегменты, футерованные внутри огнеупорным кирпичом и залитые жаропрочным бетоном. Верхняя часть колошниковой защиты имеет цилиндрический профиль. Нижняя часть выполнена в виде усеченного конуса с углом наклона образующей этого конуса от вертикали 2-15°, при этом высота усеченного конуса составляет 0,3-0,9 от всей высоты колошниковой защиты. Использование изобретения позволяет повысить надежность работы колошниковой защиты. 1 ил.

Колошниковая защита доменной печи, содержащая металлические сегменты, футерованные внутри огнеупорным кирпичом и залитые жаропрочным бетоном, отличающаяся тем, что верхняя часть колошниковой защиты имеет цилиндрический профиль, а нижняя часть выполнена в виде усеченного конуса с углом наклона образующей конуса вертикали 2-15°, при этом высота усеченного конуса составляет 0,3-0,9 всей высоты колошниковой защиты.