Доменная печь Советский патент 1984 года по МПК C21B7/10 

Изобретение относится к металлургии, в частности к доменным печам или другим печам шахтного типа с металлическим кожухом Наиболее близким к предлагаемому по тех нической сущности и достигаемому эффекту является доменная печь, включающая кожух, прикрепленные к нему холодильные плиты с фиксаторами и элементы оборудования, фу теровку, теплоизоляционные и компш1сациоиные прокладки Щ. .К недостаткам известной конструкции доменной печи относятся 1шзкая прочность и надеяогость кожуха вследствие необходимости утолщения листов цилиндрических и конических царг, усложнения технологии сварочных работ. При использовании толстостенных конструкций кожуха повышается вероятность трещшюобразования при эксш1)тации, которые с)ацественно ослабляют конструкцию доменной печи. Целью изобретеиия является увеличение проч ности, надежности конструкдаи ns№K. Поставленная цель достигается тем, что в доменной пета, содержащей кожух, прикрепленные к нему холодильные плиты с фиксаторами и элементы оборудования, футеровку, теплоизоляционные и компенсационные прокладки, мехооу кожухом и холодаяьны а| плитами установлен с зазором опюсительно них промежуточный ка.хух, выпопношый из кольцевых секдай с отверстиями доя свободного пропуска элемапов холодкпы1ых плит и оборудования, а межда кольцевыми секциями установлены компенсацимоше проклад ки, прк этом зазоры между хояодильныкга шштами н промежуточным кожухом расположе1Ш со смещеявем па вертикали. На фиг. 1 схематически йэо(ажена доменная печь, разрез и ее основном KimctpyKTiiBнь е элементы; яа а: 2 разрез А-А йа фиг. 1; Ш( фиг. 3 - фрагмягг верхнего утла халодальяой плиты с гшзом для укладки фок сатора; на фиг. 4 - узел на фяг. 1с креплением холодальной шоггы к кожуку и взаимным расположеюсем промежуточного кожуха и холодильных плит; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 4. Доменная печь включает стальной кожух 1 промежуточный стальной кожух 2 холодальные плиты 3 и футеровку 4 из огнеупорных материалов ( шмота вьюокоглинозема, углеродистых материалов я гл.). Промежуточный стальнЫ кожух 2 состоит из отдельных горизонташ но расволоженных коль секций. Теплоизояяшюнный слой 5 между кожухом 1 в промежуточным кожухом 2 может быть вшюлнен из щамотноглинисто цементного раствора, шaмoтнo-цeмeнт яото раствора или другого материала, обла0482даюшего некоторыми небольшими деформационными свойствами. Между холодильными плитами 3 и футеровкой 4 расположен компенсационный слой 6, который вьшолняется из разного рода засыпок, углеродистой массы или другах материалов, обладающих хорошими деформационными свойствами. Небольшой конструктивный зазор 7 между участками промежуточного кожуха 2 и холодильными плитами 3 не имеет специального заполнения. Холодильные плиты 3 установлены таким образом, что между ними имеются вертикальные и горизонтальные зазоры 8 (фиг. 4 и 5), заполненные чугунной замазкой или углеродиетой набойкой. Секции промежуточного кожуха 2 установлены на высоте с зазорами 9, в которых размешены компенсационные прокладки 10. Прокладки iO изготавливаются, например, из металлических трубок небольтиог о диаметра с забитыми в них деревянными пробками. Горизонтальные зазоры 9 и горизонтальные зазоры 8 вьщолнены со смешением по вертикали по отношению друг к другу (фиг. 4 и 5). В промежуточном кожухе 2 выполнены отверстия П для свободного пропуска элементов холодильных плит 3 или элементов фурменных П1Жборов, рам чугунных леток, люков, штуцеров и других элементов оборудования доменнсж печи (не показаны), которые крепятся с помощью сварки только к кожуху I. В верхних углах холодильных плит 3 имеются пазы 12 (фиг. 3) для укладки фиксаторов 13, обьеданяюших холодильные шшть 3 между собЫ| в замкнутые кольца (фиг. 2). Фиксато ш 13 изготовлены из металла (стали, чугуна) или из огиеупорного материала, например шамота. Трубки 14 для подвода и отвода под давле нием охлаждающего агента (например, воды), и защитные tpyfSKH 15 замоноличены в теле холодильных плит 3. Крепление холодальных плит 3 к кожуху 1 осуществлено с помощью стальных лнстов 16 с отверстием, которые по периметру приварены к кожуху 1 швом 17, а по краю отверстия приварены сварным швом 18 к защитной трубе И. Крепленне вьшолняется в зоне центра тяжести 19 холодильной плнть 2 (фиг. 4). Наличие слоя 5 (50-70 мм) между кожухом I и горизонтальными секциями промежуточного кожуха 2, который в процессе строительства заполняется теплоизоляционным материалом, позволяет выполнить монтаж обоих кожухов с обычными допусками, на отклонения от проектной геометрической формы, установленными действуюшимн СНнП. Отверстия 11 в промежуточном кожухе 2 в полняются несколько большнх размеров, чем пропускаемые через эти отверстня запдатные ipyGbi 15 холоднльных плит 3 нлн другие элементы оборудования (не показаны) поэтому спо собы их монтажа пракл1чески не отличаются от известных приемов и не вызывают каких- либо затруднений. Резкое уменьшение общего количества отверстий в за счет исключения традациота крепежных болтов (3-4 ЦК. на owiy холодильную влиту) и сведенйе тр)гбок 14 в одно место существенно снижают трудоемкость промстирования, изготов ления и монтажа и практически позволяет реализовать идею доменной печи с двумя кожухами. Отказ д1 крепежных болтов компенсируется установк(ж фпсеаторов 13 в пазы 12 холодил ных плит 3. Фиксаторь 13 объединяют холодильные плиты между собой в замкнутые кол ца, vfo исключает возможность обрушения холодальных плит П{Я1 случайных разрушениях свармх швов }7 и 18 нли защитной труби 1 jouKke mi нескольких хоподалышх плитах одао временно. Ptoi«Kpbi4 HKcatop«i 13 меньше (ня 5-Ш мм) размеров паэов 12. позтому их яадка затрудне1в 1 m в ызывает, а при зксплуатаюш от допускают свободный темпера ту|И1кй рост каждой холодильной ялиты 3. I Хслолшшпые плиты 3 устанавливаются прак тически вгеютную к промежуточному кожуху 2. зазора 7 носит конструктивный хармстер м определяется нормальными допусками иа отклонения от правильной геомет| 1ческ(Л фориш пря иэтотовлешш и монтаже лромежуточюго кожуха 2 и холодильных плят 3. Ирм запояяешш зазоре .8 между холодильными пямтами 3 чугушюй замазкой промежуточный кожух 2 служит естественной подкладкой, озюму есть возможность зазо ры 8 заполнить полностыо и качествеино. Заваяка при зтом « гуиндй замазки в промежу ток между коткухами (слЫ 5) практически исключена, так как п зонтальныс зазоры 1В и 9 вьшолнеиы иа разных уровнях и, следеватеяьао, для хорошего заполнения (без пустот) раствором слоя 5 жт помех. Закачка раствора производатся под давлеиием, позтому раствор также частиою 1фошпсиет в зазор 7 через отверстия Пи зазоры 9 промежуточного кожуха 2. Данная конструкция позволяет уже в процессе стрсипельства обеакчить условия для повышения газстлотности многослойной стенки доменной пет и обеспефгть реальные предпоогаки для ее иадежнЫ1 работы при эксплуаташш. Характер и условия работы кожухов доменной печи п дпагаемой конструкции существенно отличается от работы доменных печей традиционной конструкции с одним кожухом. Промежуточный.кожух 2, расчлененный по высоте на гортзонтальные участки, не соединенные между собой, не может воспринимать нагрузку (как в меридиональном, так и в кольцевом (направлениях) от из&ггочного давления внутренней газовой среды: Эта нагрузка практически полностью передается на наружный плотносвартюй кожух 1, так как осталм1ые элементы многослойной стенкн печи также m могут ее воспрннять в силу своей газопроницаемости. Эксплуатационные нагрузки в кольцевом направлении от температурного роста футеровкя 4 и холодильиых плнт 3, ра(Я1ора шихтовых материалов и пчфостатйческого давления чугукя (не показаны) воспринимаются обоими кожухами, причем доля восприятия перечисленных нагрузок каждом из кожухов «южет регулироваться (при проектировании) за счет соответствующего подбора их толщины, толноты слоев 5 и 6 с учетом реальных деформационных свойств материалов, выС мниых тя их заполнения и разниць в температурах яа1рева кожуха. Меридиональные воздействия от перечисленных нагрузок воспрннимаются, естестввшю, только наружным кожухом 1, так как .промежуточньш кожух 2 расчленю яа горизонтальные участкн, между которыми устаиовлены компенсационные прокладки 10, для компенсация вертикальныхперемещешш зтих участков Несмотря на то, что кожух 1 пошюагыо воотринимает все меридиональные воздействия так же как в печах с одним коядгхом, его можно сделать тоньпк, ибо известно что толщина кожуха домошой пми практически по . всей ее высоте опредедяется величиной кольцевых напряжений. Учитывая зту особенность, ЦнцГработана конструкция с двумя кожухами, которая более иадежма прн эксппуаташш по следующим соображениям:. уменьшение толщины кажпэто iQ кожуховпозволяет более полно испопьзовап прочностные и пластические свойства стели; за счет .мягкого загруже а1я внутрешкго кожуха (од-ноооюе растяжение колец) снимается вероятность образования в нем хрупких трещт; большая деформатквиость кожухов обеснечивает лучшую пртспосабливаемость многоспЫЬюй стенки к меняюцшмся жсплуятациоиным воздействиям; за счет увеличошя гаэошютностя многослойной стенки печи сяяяается вероятиосП появления перегревов из-за иепбсредствешюгб проникновения горячих газов к кожухам в начальиой стадаи зксплуатации; улучшается защита кожухом от коррозии, вызываемой

воздействием внутренних агресснвных конденсатов, так как промежуточный кожух, являясь экраном, существенно сокращает вынос агресснвных веществ к наружному кожуху, а на промежуточном кожухе меньще возможностей для образования конденсата из-за того, что его температура выще на 30-SOC (приблизительно равны температуре поверхности прнмыкаюишх холодильных плит); за счет существенного уменьщення общего объема сварки (габаритные размеры тонких листов . можно увеличить) снижается уровень остаточных сварочных напряжений и их влияние на общую прочность и надежность кожухов, для тонких листов легче обеспечить необходимое качество сварных щвов как при строительстве, Tak и прн текущих ремонтах.

Наиболее целесообразно промежуточный кожух 2 устанавливать в охлаждаемой части шихА-А

Ты в горне до фурменной зоны, но никаких принципиальных ограннчений или противопоказаний для устройства промежуточного кожуха по всей высоте печи нет.

Холодильные плиты щахты на доменных печах больщих объемов обычно имеют горизонтальные выступы (не показаны) для опнрания футеровки. Конструкция применима и в зтом случае, только горизонтальные выступы следует устраивать в центральной или нижней частях холощшьных плит.

Предлагаемая конструкшм доменной печи с двумя кожухами может быть наиболее эффективно применена при сооружении крупт ных печей с водяной системой охлаждення холодильных плит. Экономический эффект обеспечивается за счет увеличения эксплуатационной надежности печи, существенного снижения расходов на ремонты и связанных с ремонтами потерь продукции.

11

ДОМЕННАЯ ПЕЧЬ, содержащая ко- i жух. пртосреплеиные к нему- холодильные плиты с фиксатсфами н элементы оборудоваюи, футеромсу, т шоиэоляююнные к компенсационные прокладки, отличающаяся тем, что, с целью увеличения прочности и напежностм конструкции шахты печи, между кожухом и холодильник плитами установлю с зазором относительно юос промежуточный кожух, вы1к шею1ый из кольцевых секций с отверстиями для свободного пропуска элементе холодальных гопп и оборудования, а между кольцевыми секциями установлены компеисащюиные прокладки, при этом зазо|Ш между холодальными плитами и промежуточшом кожухом расположены со смещением по вертокали.

I I LL.

fpt/t.S