ХОЛОДИЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ОГНЕУПОРНОЙ ФУТЕРОВКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ (НА ПОСТОЯННОМ, ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ) Российский патент 2012 года по МПК F27D1/12 

Описание патента на изобретение RU2452912C2

Изобретение относится к холодильному элементу для охлаждения огнеупорной футеровки металлургической печи.

Из EP 887428 A1 и DE 102004035968 A1 известны холодильные элементы, состоящие из плиты, выполненной из меди или медного сплава, обращенной к огнеупорной футеровке металлургической печи, например шахтной печи, и снабженной внутри каналами для подвода хладагента.

Недостатком подобных холодильных элементов является то, что обращенные к внутреннему пространству печи детали омываются хладагентом, как правило, водой, и в случае повреждений или нарушения герметичности вода может проникать внутрь печи. А это сопряжено с большими опасностями.

В основу изобретения положена задача создания холодильного элемента, который при обеспечении сравнительно хорошего холодильного эффекта не является потенциальным источником опасности.

Указанная задача решена согласно изобретению посредством обращенной к огнеупорной футеровке охлаждающей плиты, расположенного по отношению к ней под углом и жестко соединенного с ней конвектора, выступающего наружу из стенки печи, при этом охлаждающая плита и конвектор состоят из сплошного материала, и жестко связанного с конвектором канала для хладагента, сообщенного с входом и выходом для хладагента.

Охлаждающая плита, конвектор и канал для хладагента выполнены из высокотеплопроводного материала, например меди или ее сплава, при этом канал для хладагента проходит предпочтительно вдоль узкой стороны конвектора.

Вследствие высокой теплопроводной способности холодильного элемента от участка, расположенного между огнеупорной футеровкой и стальным листом корпуса печи, отводится такое количество тепла, что более не требуется наружное охлаждение корпуса печи распылением воды или охлаждением с помощью каналов (сухой корпус печи). Холодильный элемент может быть выполнен из катаных, кованых или литых медных плит с тонкозернистой структурой для обеспечения хорошей теплопроводности. Две таких полностью сплошных медных плиты могут быть, как предложено в изобретении, сварены вместе в виде Т-образного (также и L-образного) профиля (соединены для обеспечения теплопроводности) или изогнуты. Конец приваренной медной плиты приваривается также к медной трубе, служащей каналом для хладагента. Эта медная труба охлаждается охлаждающей водой и обеспечивает достаточное охлаждение расположенной в зоне встроенных элементов футеровки корпуса печи.

Размеры, количество на единицу площади, кругооборот и расстояние между выступающими наружу из корпуса печи конвекторами рассчитываются и задаются в соответствии с необходимым теплоотводом. Для контроля за температурой/протеканием теплоотвода холодильные элементы оборудуются соответствующими измерительными приборами.

Холодильные элементы могут быть встроены в любом месте корпуса печи (на потолке, боковой стенке, днище как горизонтально, так и вертикально). Предпочтительно такие холодильники располагаются на нижнем/среднем участке боковой стенки корпуса (участок расположения жидкости «металл/шлак» и подпятовый участок, а в печах на постоянном токе также газовый участок) между огнеупорной футеровкой и стальным листом корпуса печи. Расположение холодильных элементов на подпятовом участке футеровки не снижает степени жесткости корпуса печи на этом месте. Холодильные элементы могут быть соединены с корпусом печи болтами или подобными средствами. Между холодильными элементами и футеровкой набивается теплопроводная контактная масса.

Холодильные элементы заполняются охлаждающей водой через приваренные снаружи медные трубы. Водоохлаждаемые части холодильных элементов располагаются вне корпуса печи. Поэтому в случае утечки воды исключается ее попадание внутрь печи и не создается опасность для ее эксплуатации. Холодильные элементы, расположенные по несколько штук в ряд, образуют охлаждающий контур. Однако отдельное позиционирование выбрано таким образом, что при выходе из строя охлаждающего контура расположенные рядом участки остаются косвенно охлаждаемыми. Предпочтительно холодильные элементы должны быть подключены к замкнутым охлаждающим контурам. Если же при реконструкции полузамкнутая или открытая охлаждающая система должна сохраниться, то холодильные элементы могут быть подключены также и к этой системе, если качество охлаждающей воды и содержание взвешенных веществ соответствуют заданным допускам (качеству).

Преимущества, достигаемые посредством холодильных элементов согласно изобретению, могут быть сведены к следующему: усовершенствование в результате обеспечения совершенно сухого состояния корпуса печи; улучшенный теплоотвод по сравнению с распылительным и оросительным видами охлаждения; возможность применения также на участках, на которых требуется соблюдение статических требований, предъявляемых к корпусу печи. По сравнению с другими системами требуется наличие лишь небольших отверстий в корпусе печи, что положительно сказывается на устойчивости и монолитности нижней и верхней частей корпуса. Отводимое по холодильным элементам количество тепла достаточно как для защиты встроенных деталей от разрушения, так и для охлаждения обращенной к процессу внутренней стороны печи настолько, что образуется автоматическая защита затвердевшим, охладившимся и слабо реактивным продуктом.

Преимущества достигаются также и в том случае, когда необходимо обеспечить сухим снаружи корпус печи, специально в том случае, когда в огромном количестве образовалось загрязнение (сера/пыль) и коррозия оболочки корпуса печи, а также выход из строя системы охлаждающей воды из-за блокировки насосов делает проблематичным эксплуатацию печи. Холодильные элементы не находятся в прямом контакте с процессом и с продуктом (шлак/металл) и могут комбинироваться без проблем с другими охлаждающими системами из меди, не находящимися на статически важных участках корпуса печи. Такие холодильные элементы особенно пригодны для применения в трудно доступных местах корпуса печи, специально в напольном эркере прямоугольного корпуса, в котором до настоящего времени по необходимости приходилось пользоваться открытой системой распыления. Они могут применяться в восстановительных печах (постоянного и переменного тока) с прямоугольным и круглым корпусами печи. В последнем случае предпочтительно по той причине, что вследствие типа, формы и монтажного положения не ухудшается статика/устойчивость корпуса печи.

Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 - вид в перспективе холодильного элемента;

фиг.2 - расположение холодильного элемента в стене печи;

фиг.3 - расположение в корпусе круглой печи;

фиг.4 - расположение в корпусе прямоугольной печи в комбинации с другими системами.

Холодильный элемент состоит из охлаждающей плиты 1, конвектора 2 и связанного с ним канала 3 для хладагента. Он содержит вход 4 для хладагента и выход 5 для хладагента. В целях обеспечения по возможности максимальной теплопроводности все эти детали изготовлены из меди или соответствующего медного сплава.

На фиг.2 показано, что медная плита 1 находится непосредственно между наружной облицовкой корпуса 6 металлургической печи и обращенной к внутреннему пространству печи огнеупорной футеровкой 7. Предпочтительно, чтобы она была утоплена в теплопроводящую контактную массу 8, образуемую набивкой.

На фиг.3 показано расположение охлаждающих плит 1 и конвекторов 2, а также канала 3 для хладагента с помощью примера монтажа в корпусе круглой печи, а на фиг.4 - в корпусе прямоугольной печи, при этом также показаны другие системы холодильных элементов.

На фигурах показано, что каналы для хладагента располагаются вне корпуса печи, вследствие чего здесь можно говорить о сухом корпусе печи.

Похожие патенты RU2452912C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ ПЛИТЫ ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ И ПОЛУЧАЕМАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ ПЛИТА 2007
  • Плаймелдинг Клод
  • Мусель Никола
  • Маггьоли Никола
RU2423529C2
ФУТЕРОВКА СТЕНКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ 2013
  • Якорнов Сергей Александрович
  • Булатов Константин Валерьевич
  • Скопин Дмитрий Юрьевич
  • Исхаков Ильфат Ильдусович
  • Лепин Сергей Александрович
  • Барсуков Николай Михайлович
RU2555697C2
ФУТЕРОВКА СТЕНКИ ПЕЧИ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1995
  • Нейл Бун Грэй
  • Джонатан Алан Харрис
  • Энтони Регнар Леггетт
  • Бэрри Джон Эллиотт
RU2134393C1
ОХЛАЖДАЮЩАЯ ПЛИТА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ПЛИТЫ 2001
  • Херншемейер Вольфганг
RU2244889C2
КОНСТРУКЦИЯ СТЕНЫ ИЗ ОГНЕУПОРНОГО КИРПИЧА 1998
  • Ван Лар Якобус
  • Глейм Герардус
  • Терхейс Корнелис Питер
  • Токсопес Хиско Леон
RU2175982C2
ХОЛОДИЛЬНАЯ ПЛИТА ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ И СПОСОБ ЕЁ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2009
  • Лонарди Эмиль
  • Музель Никола
  • Плаймелдинг Клод
  • Маджоли Никола
RU2495940C2
ШИБЕРНЫЙ ЗАТВОР НА НОСКЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОНТЕЙНЕРА 2016
  • Вукович Горан
  • Гамвегер Клаус
  • Зиванович Боян
RU2732885C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОХЛАЖДАЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА ДЛЯ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО РЕАКТОРА И ОХЛАЖДАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ 2008
  • Ринне Паси
  • Ренфорс Томас
RU2487946C2
ХОЛОДИЛЬНАЯ ПЛИТА ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ 2009
  • Маггиоли Никола
  • Токерт Поль
  • Мусель Никола
  • Плаймелдинг Клод
RU2482192C2
ОГНЕУПОРНАЯ СТЕНКА, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКУЮ ОГНЕУПОРНУЮ СТЕНКУ, И СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТАКОЙ ОГНЕУПОРНОЙ СТЕНКИ 1998
  • Ван Лар Якобус
  • Тейхейс Герардус Йозеф
RU2166162C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 452 912 C2

Реферат патента 2012 года ХОЛОДИЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ОГНЕУПОРНОЙ ФУТЕРОВКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ (НА ПОСТОЯННОМ, ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ)

Изобретение относится к области металлургии, в частности к системе для охлаждения огнеупорной футеровки металлургической печи. Холодильный элемент системы для охлаждения огнеупорной футеровки печи содержит обращенную к футеровке охлаждающую плиту, конвектор, расположенный под углом к охлаждающей плите, и канал для хладагента. Конвектор приварен к охлаждающей плите с образованием Т- или L-образного профиля. Канал для хладагента соединен с выступающим из стенки печи конвектором и сообщен с входом и выходом для хладагента. Причем охлаждающая плита и конвектор выполнены из сплошного материала. Использование изобретения обеспечивает улучшение теплоотвода от корпуса металлургической печи и обеспечение сухого состояния корпуса печи. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула изобретения RU 2 452 912 C2

1. Холодильный элемент системы для охлаждения огнеупорной футеровки металлургической печи, содержащий обращенную к огнеупорной футеровке охлаждающую плиту (1), расположенный под углом к ней конвектор (2), приваренный к охлаждающей плите (1) с образованием T- или L-образного профиля или изогнутый и выступающий наружу из стенки печи, причем охлаждающая плита (1) и конвектор (2) выполнены из сплошного материала, а также канал (3) для хладагента, жестко соединенный с выступающим из стенки печи конвектором (2) и сообщенный с входом (4) и выходом (5) для хладагента.

2. Холодильный элемент по п.1, в котором охлаждающая плита (1), конвектор (2) и канал (3) для хладагента выполнены из высокотеплопроводного материала, такого, как медь или медный сплав.

3. Холодильный элемент по п.1 или 2, в котором канал (3) для хладагента проходит вдоль узкой стороны конвектора (2).

4. Холодильный элемент по п.1 или 2, который состоит из катаного, или кованого, или литого высокотеплопроводного материала, в частности медных плит с тонкозернистой структурой.

5. Система для охлаждения огнеупорной футеровки металлургической печи, содержащая холодильный элемент по любому из пп.1-4, расположенный в корпусе металлургической печи, содержащей наружную облицовку, обращенную внутрь корпуса огнеупорную футеровку и набитую между огнеупорной футеровкой и наружной облицовкой теплопроводную контактную массу, в которой утоплен холодильный элемент.

6. Система для охлаждения огнеупорной футеровки металлургической печи, содержащая холодильный элемент по любому из пп.1-4, расположенный в корпусе металлургической круглой, или многогранной, или овальной печи.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2452912C2

US 3849587 A, 19.11.1974
Способ изготовления газобетона 2016
  • Щепочкина Юлия Алексеевна
RU2620509C1
US 5785517 A, 28.07.1998
МЕДНЫЙ ПЛИТОВЫЙ ХОЛОДИЛЬНИК ДОМЕННОЙ ПЕЧИ 2002
  • Воробьев Н.И.
  • Мокринский А.В.
  • Денисов А.В.
  • Валентинов Г.А.
  • Курунов И.Ф.
  • Буйначек Милан Филипп
RU2204611C1
МЕДНАЯ ОХЛАЖДАЮЩАЯ ПЛИТА ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ 2000
  • Корбик Эльмар
  • Куббутат Аксель
  • Ройфер Франц
  • Брандт Мари
RU2245372C2

RU 2 452 912 C2

Авторы

Шмиден Хартмут

Кёних Роланд

Дегель Рольф

Даты

2012-06-10Публикация

2009-01-21Подача