Тепловая изоляция подовых труб Советский патент 1985 года по МПК F27B3/10 

Изобретение относится к устройствам для транспортирования металла при его нагреве в печах и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение стойкости изоляции подовых труб.

Данная конструкция сегментов изоляции приводит к тому, что центр тяжести подвешенного сегмента, в отличие от известного, располагается таким образом, что крутяШ.ИЙ момент от силы тяжести будет прижимать сегмент к подовой трубе, что повысит устойчивость сегмента относительно места крепления и разгрузит сегмент в месте паза. Кроме того, такая «самоприжимающая к подовой трубе изоляция позволяет навесить сегмент на ребро трубы с зазорами между подовой трубой, ее ребрами и самим сегментом, что снимает дополнительные напряжения, возникающие в сегменте при монтаже (из-за неизбежных в практических условиях неточностей приварки ребер крепления к трубам) и при продвижении заготовок по трубам (из-за вибрации трубы).

На чертеже представлена конструкция изоляции подовых труб, обший вид.

Изоляция состоит из подвешенных к подовой трубе 1 огнеупорных блоков 2 с пазами 3, в которые входят металлические реб-. ра 4. Огнеупорные блоки выполнены в виде одинаковых утолщенных к верху сегментов с общим углом охвата подовой трубы 270°

Сегменты навешаны свободно, без взаимного зацепления и с зазорами между поверхностями сегмента и подовой трубы 1 (равными б), а также ребра 4 трубы и паза 3 сегмента.

Для предотврашения попадания осыпающейся с металла окалины в зазор 6, а также с целью предохранения огнеупорных сегментов от механического воздействия продвигаемых по рейтеру 5 заготовок подовая труба 1 снабжена защитными козьфьками 6. Между козырьком 6 и огнеупорным блоком 2 имеется зазор. Между козырьком 6 и рейтером 5 выполнена изоляция в виде огнеупорной обмазки 7, армированной приваренными к трубе металлическими стержнями 8.

Верхняя поверхность сегмента, не прикрытая козырьком, выполнена в виде скоса под. углом 30° к горизонту. Такой угол скоса достаточен, чтобы окалина осыпалась с верхней поверхности сегмента.

Сама труба 1 и ребра 4 перед навешиванием на них огнеупорных блоков 2 могут быть предварительно покрыты слоем огнеупорного волокнистого материала (каолиновой ваты), что повысит теплоизоляционные свойства изоляции и стойкость ребер.

При продвижении заготовок по рейтеру 5 подовой трубы 1 на верхнюю часть изоляции подовой трубы 1 попадает окалина, которая затем по скошенной поверхности сегмента ссыпается на под печи. Механические воздействия , которые возникают при продвижении заготовок, воспринимаются защитными козырьками и металлическими стержнями, приваренными к верхней части подовой трубы 1. Крутящий момент, образованный силой тяжести сегмента Р с плечом h, прижимает сегмент к подовой трубе 1. Сегменты плотно облегают трубу 1, прижимая теплоизоляционный волокнистый материал (если он имеется) к трубе, предохраняя тем самым его от разрушения и осыпания. При продвижении заготовок возникает вибрация трубы. Разрущительное действие вибрации на сегменты практически устраняется существующими зазорами между подовой трубой 1, ее ребрами 4 и самими сегментами.

Разработаны огнеупорные блоки для всего диапазона диаметров подовых труб (от 80 до 220 мм), применяемых в промыщленных печах.

Во всем диапазоне подовых труб для обеспечения надежной подвески паз сегмента по глубине выбирают минимально возможным (по условию стойкости ребра, которая связана с теплоотводом, и прочности сегмента), равным 20-22 мм, и располагают под углом 30° к горизонту, щирина паза сегмента выбирается в зависимости от толщины ребра при условии, что ребро входит в паз с зазором, наименьшую толщину сегмента (в нижней части навешенного сегмента) принимают также минимально возможной (из условия качественной пропрессовки огнеупорной массы) и равной 35-40 мм.

Для предлагаемой конструкции сегмента радиус наружной цилиндрической поверхности сегмента определяется из выражения

RH S4-RT+(5+Ь, (1) где S -расстояние между осями наружной и внутренней цилиндрических поверхностей сегмента (эксцентриситет), мм;

RY -радиус (наружный) подовой трубы, мм; О - зазор между трубой и внутренней

поверхностью сегмента, мм; 6(35-40) -толщина сегмента в наиболее тонком месте (нижняя часть), мм, а внутренней цилиндрической поверхности сегмента из выражения

(2)

Для того, чтобы крутящий момент от силы тяжести прижимал сегмент к нижней поверхности подовой трубы, а наибольшая толщина сегмента (в верхней его части) была минимальной (по причине «затенения сегментом нагреваемого металла), выбрано минимально возможное отношение эксцентриситета между наружной и внутренней цилиндрическими поверхностями сегмента S к радиусу подовой трубы R, равное S/RT 0,5-0,6, где 0,5 соответствует наибольшему, а 0,6 наименьшему диаметру подовой трубы. Величина зазора между сегментом и подовой трубой (5 определяется стойкостью ребер крепления, которая обуславливается теплоотводом ребра. Как показали стендовые исследования, по условиям теплоотвода для всего диапазона подовых труб оптимальная величина зазора между сегментом и подовой трубой равна S 10-15 мм. Для всего диапазона диаметров подовых труб отношение радиуса внутренней цилиндрической поверхности сегмента к наружному радиусу подовой трубы RBH/RT изменяется от 1,0 для наибольшего диаметра подовой трубы, когда сегменты подвешены на подовую трубу без зазора ( б 0), до 1,37 для наименьшего диаметра подовой трубы (RT 40 мм) и максимального значения зазора (6 15 мм). Отношение радиуса наружной цилиндрической поверхности сегмента к наружному радиусу подовой трубы изменяется от 1,82 для наибольшего диаметра подовой трубы (RT 110 мм) при подвеске сегмента к подовой трубе без зазора (() до 2,85 для наименьшего диаметра подовой трубы и максимального значения зазора &. Пример. Для подовой трубы наружным диаметром, равным 168 мм, (R 84 мм) и величиной зазора между подовой трубой и внутренней цилиндрической поверхностью сегмента, равного б 10 мм, размеры сегмента будут следующими: S 46 мм 0,55 Rg 84+10 94 мм - 1, формуле 2); К„ 46 + 84+10 + мм 2,08 R, (по формуле I). Таким образом, тепловая изоляция, огнеупорные блоки которой выполнены в форме сегментов с таким эксцентриситетным расположением наружной и внутренней цилиндрических поверхностей и навешенных на ребра подовой труОы с зазором между подовой трубой, ее ребром и самим сегментом, имеет следующие преимущества в сравнении с извест41ой. Под действием собственного веса блоки изоляции прижимаются к нижней поверхности подовой трубы («самоприжимающая изоляция), что обеспечивает устойчивое положение блока относительно крепления блока к трубе, тем самым повышается надежность крепления блока к трубе, увеличивается качество изоляции, ее стойкость. Огнеупорные блоки изоляции не испытывают на себе внешних механических воздействий от продвижения заготовок, поскольку «закрыты защитными козырьками, приваренными в верхней части подовой трубы, что также повыщает стойкость изоляции. Блоки изоляции подвешиваются без взаимного зацепления как между собой, так и с соседними звеньями, между подовой трубой, ее ребром и самим блоком имеются зазоры, что практически исключает дополнительные нагрузки на огнеупорные блоки не только в статическом положении, но и при вибрации трубы (при движении металла по рейтеру). Утолщенная верхняя часть (упрочняет огнеупорный блок в месте крепления блока к трубе), а также простота форм блока (нет мелких деталей) позволяют при прессовании получить блоки с высокими прочностными свойствами.

ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ПОДОВЫХ ТРУБ, содержащая огнеупорные цилиндрические блоки, охватывающие трубу симметрично, имеющие в верхней части утолщения и пазы для подвещивания их на ребра трубы, отличающаяся тем , что, с целью повыщения стойкости изоляции, наружная поверхность каждого блока выполнена радиусом 1,82-2,85 радиуса трубы, а внутренняя поверхность радиусом 1,0-1,37 радиуса трубы, при этом оси указанных поверхностей блоков расположены эксцентрично на расстоянии 0,5-0,6 радиуса трубы. (Л со ел 05 О5