ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ПОДОВЫХ ТРУБ Российский патент 2009 года по МПК F27B3/10 

Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к конструкции футеровки горизонтальных подовых труб нагревательных печей прокатных станов.

Известна тепловая изоляция подовых труб нагревательных печей по патенту РФ №2148763, F27D 3/02, содержащая теплоизоляционный слой из каолиновой ваты и стальной защитный кожух, рейтер соединен с подовой трубой и кожухом посредством сварки.

Известна тепловая изоляция вертикальных подовых труб нагревательных печей по патенту РФ №2056026, 6 F27D 3/02, состоящая из теплоизоляционного материала и наружных сегментообразной формы огнеупорных блоков, каждый из которых охватывает подовую трубу на 120°. При сборке в продольные выступы одного блока входят сквозные канавки двух смежных блоков вышестоящего ряда, образуя замок.

Известна тепловая изоляция вертикальных подовых труб нагревательных печей (Теплоизоляция подовых труб нагревательных печей стана 2000 ОАО НЛМК. В.Н.Яхонтов, А.Д.Тищенко, И.Н.Чмырев, А.В.Сиделев. Производство проката. №6. 2003 г., стр.30-31), представляющая собой самотвердеющую алюмосиликатную массу, а разработанные технологии изготовления и нанесения массы, режимы ее сушки и обжига обеспечивают высокую прочность и термостойкость готовой изоляции.

Прототипом предлагаемого технического решения является футеровка подовых труб нагревательных печей методических станов по патенту РФ №866377, F27D 3/10, 1981, представляющая собой трубу с приваренными к ней двумя боковыми и одной нижней металлическими подвесками, слоем теплоизолирующей каолиновой ваты и защитными огнеупорными блоками.

Недостатками известных конструкций являются высокая теплопроводность, что способствует большим потерям тепла с охлаждающей водой, сложность монтажа и ремонта блочной футеровки и возможность обрушения футеровки из-за вибрационного воздействия механизма подачи слябов.

Задачей изобретения является увеличение срока службы футеровки подовых труб и уменьшение теплопотерь с охлаждающей водой.

Поставленная задача решается применением двухслойной футеровки с водонепроницаемой прокладкой между слоями и установкой анкерных креплений. Толщина теплоизоляционного слоя составляет 0,15-0,3 от общей толщины изоляции, а длина металлических приварных анкеров составляет 0,45-0,6 от общей толщины изоляции.

Опорная система непосредственно влияет на целый ряд технико-экономических показателей работы нагревательных печей (капитальные и эксплуатационные затраты, качество продукции, производительность и др.). Подовые трубы поглощают тепло и экранируют садку от нагрева излучением снизу. Поглощая тепло, опорная система уменьшает КПД печи, а «темные пятна» (более холодные участки) приводят к ряду дефектов при дальнейшей обработке металла. Конструкция опоры должна быть надежной, долговечной и обеспечить возможно минимальное экранирование и максимальную температуру поверхности подовых труб.

Внутренний теплоизоляционный слой выполняется из волокнистого материала, а наружный - огнеупорный - из бетона. Относительная толщина слоя теплоизоляции находится в пределах 0,15-0,3 от общей толщины. Верхний предел ограничен необходимостью достижения температуры не менее 900°С на внутренней поверхности огнеупорного слоя для обеспечения обжига бетона в местах крепления к металлическим приварным анкерам. При толщине слоя менее 0,15 от общей толщины футеровки резко возрастут теплопотери через подовые трубы. Проведено расчетное сравнение теплопотерь в подовые трубы при различных относительных толщинах теплоизоляционного слоя. При ее уменьшении от 0,15 до 0,10 теплопотери возросли примерно на 20%.

Металлические приварные анкера обеспечивают надежное крепление бетонной футеровки к подовым трубам. В связи с термохимическими свойствами углеродистой и низколегированной стали при воздействии температур порядка 800°С начинается повышенное окисление металла, ее вес увеличивается на 0,2 г/см³, что приводит к потере прочности металла и растрескиванию бетона в зоне расположения металлических анкеров. По экспериментальным данным стойкость футеровки с приварными металлическими анкерами относительной длиной 0,80 от общей толщины футеровки будет ниже на 30%. Если же длина анкера составит менее 0,45 от общей толщины футеровки, в местах крепления металлических приварных анкеров не произойдет обжиг бетона, что резко уменьшит прочностные свойства огнеупорной футеровки.

Применение водонепроницаемой прокладки между слоем теплоизоляции и огнеупорной футеровкой дает возможность задержать влагу в бетоне, а также препятствует разрушению волокнистого теплоизолирующего материала при укладке огнеупорного слоя.

Изготовление футеровки осуществляется в следующем порядке. Водоохлаждаемая труба после монтажа в печь размечается с учетом размещения 60-100 анкеров на 1 м² поверхности. Анкера привариваются к трубе, после чего между ними наносится слой волокнистого теплоизолирующего материала относительной толщиной 0,15-0,30 от общей толщины футеровки. Изоляция покрывается слоем водонепроницаемого материала, в качестве которого можно использовать одностороннюю клейкую водонепроницаемую ленту. На трубы устанавливаются формы, в которые заливается бетон и трамбуется при помощи погружных вибраторов. После затвердения бетона опалубка удаляется и футеровка сохнет на воздухе. Сушка и обжиг производятся по графику пуска печи.

Изобретение относится к металлургической промышленности, именно к конструкции тепловой изоляции подовых труб нагревательных печей прокатных станов. Футеровка, помимо огнеупорного и теплоизоляционного слоев, содержит водонепроницаемую прокладку, препятствующую переходу влаги из огнеупорного слоя в теплоизоляционный. Толщина теплоизоляционного слоя составляет 0,15-0,30 от общей толщины изоляции, а длина приварных анкеров составляет 0,45-0,60 от общей толщины изоляции. Обеспечивается снижение теплопотерь в подовые трубы, а также повышение прочностных свойств изоляции.

Тепловая изоляция подовых труб, содержащая слой теплоизоляционного материала и огнеупорный слой, закрепленные на металлических анкерах, приваренных к трубе, отличающаяся тем, что она снабжена водонепроницаемой прокладкой, установленной между теплоизоляционным и огнеупорным слоями, при этом толщина теплоизоляционного слоя составляет 0,15-0,3 от общей толщины изоляции, а длина металлических приварных анкеров составляет 0,45-0,6 от общей толщины изоляции.