Футеровка вращающейся печи Советский патент 1990 года по МПК F27B7/28 

Фиг.1

Изобретение относится к конструкции футеровок для трубчатых вращающихся печей в промышленности строительных материалов, в металлургии и химической промышленности.

Цель изобретения - увеличение стойкости футеровки, упрощение конструкции монтажа футеровки вращающейся печи, снижение потерь тепла.

На фиг. 1 показана предлагаемая футеровка, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, при выполнении скосов в направлении по окружности корпуса, продольный разрез; на фиг. 3 футеровка, поперечный разрез; на фиг. k - то же, при выполнении скосов в продольном направлении футеровки, продольный разрез.

На внутренней поверхности корпуса 1 вращающейся печи установлены огнеупорные кирпичи футеровки, примыкающие к нему пяточной плоскостью 2; в поперечном сечении печи кирпичи имеют клиновидную форму с расходящимися к пяточной плоскости 2 боковыми стенками 3, в продольном сечении печи кирпичи имеют торцовые стенки k, перпендикулярные пяточной плоскости. V пяточной плоскости одна боковая стенка имеет скос ij внутрь кирпича, а противоположная ей стенка - прилив 6 наружу кирпича, входящий в скос внутрь соседнего кирпича. Скосы 5 и приливы 6 могут быть выполнены в направлении по окружности печи (фиг. 1 и 2) или в направлении вдоль печи (-фиг.

3 и ).

При использовании таких кирпичей кладка может производиться с пере- вязкой или в продольных рядах ,или в кольцах. Возможно одновременное выполнение скосов Б и приливов 6 в направлении по окружности на клинообразую- щих стенках 3 и вдоль печи на торцо- вых стенках k, перпендикулярных пяточной плоскости 2.

Длина скоса Jj, 6 по пяточной плоскости 2 составляет 0,2-0,5 длины этой плоскости 2. При большей длине центр тяжести кирпича смещается за пределы его основания, что затрудняет проведение футеровочных работ, способствует образованию завалов кладки, обулавливающих уменьшение арочной прочности футеровки. Кроме того, большая длина выступающей части пяточной области кирпича обуславливает вероятность ее откалывания при транспорти

5

0

ровке и проведении футеровочных работ. При меньшей длине скоса Ь и прилива 6 не достигается достаточно надежной перевязки и соединения соседних кирпичей.

Кроме того, в случае перекосов футеровки и деформации корпуса 1 могут возникать большие усилия, распределенные по малой площади поверхности прилива 6 наружу кирпича, обуславливающие его откалывание. Угол скоса 5, 6 к пяточной плоскости 2 составляет 30-70 . При принятой выше длине скоса 5 и прилива 6 по пяточной плоскости 2 угол скоса к этой плоскости определяет его высоту, т.е. чем больше угол, тем на большей высоте от пяточной плоскости 2 начинается скос 5t 6. Футеровка печи заключена в жесткий металлический корпус 1, который при своей деформации препятствует свободному расширению футеровки при нагреве. Это обуславливает образование в футеровке изгибных и температурных напряжений, которые могут превысить предел прочности как самого кирпича, так и кладки в целом. Наиболее низкие температурные напряжения с учетом влияния давления корпуса 1 развиваются в кирпичах на высоте 1/3-1/ от пяточной плоскости 2. В месте изменение угла боковой стенки 3 при ее скосе 6 наружу возникают дополнительные напряжения. Поэтому это сечение (начало прилива 6) необходимо располагать вблизи сечения по высоте кирпича с минимальными напряжениями. В процессе работы печи имеют место периодические колебания температур в футеровке, кроме того, эти температуры существенно колеблются при разжиге и остановке печи. Поэтому расположение может в процессе работы существенно изменяться.

С учетом этого начало скоса 5 и прилива 6 по высоте кирпича окончательно установлено экспериментально. При определенной длине скоса 5 и прилива 6 это сечение определяется углом скоса 5 и прилива 6 к пяточной плоскости 2. При угле более 70° начало скоса 5 и прилива 6 по высоте практически оказывается выше сечения минимальных напряжений. Поэтому дополнительные напряжения, развивающиеся в месте прилива 6.способствуют скалыва-1 нию кирпичей. При угле менее 30° толщина прилива 6 в радиальном направлении оказывается слишком малой, что ведет к его откалыванию в процессе работы печи и возникающих вибраций, деформаций и смещений футеровки.

Длина скоса 5 стенки 3, внутрь кирпича по пяточной плоскости 2 составляет 0,8-1,0 длины скоса 6 наружу на противоположной стенке 3, b. При увеличении толщины швов в футеровке от 0 до i мм значительно уменьшаются термические напряжения (примерно в 2 раза); при дальнейшем увеличении толщины швов ослабляется арочная прочность кладки. В случае выполнения скоса ij внутрь кирпича меньшей длины, чем ответные прилив 6, наружу кирпича между соседними кирпичами образуется гарантированный шов по основной высоте. При длине скоса 5 внутрь кирпича менее 0,8 от длины прилива 6 наружу создается чрезмерно большой зазор между боковыми поверхностями соседних кирпичей, обусловливающий ослабление арочной прочности свода. При его длине, равной длине прилива 6 наружу (т.е. отношение их длин равно 1,0), отсутствует зазор между боковыми поверхностями соседних кирпичей, что обеспечивает наибольшую арочную прочность свода, однако при этом развиваются наибольшие напряжения в футеровке. Это требует учета при выборе вида огнеупора и при правильном выборе обеспечивает удовлетворительную службу футеровки. При отношении длины скосов i и приливов 6 внутрь кирпича и наружу более 1,0 (скос 5 внутрь длиннее прилива 6 наружу) соседние кирпичи устанавливаются без зазора, а при этом соответствующие поверхности скосов 6, 1) наружу и внутрь в соседних кирпичах не соприкасаются, что ослабляет арочную прочность свода в сочетании с большими напряжениями в кладке. Ввиду отсутствия контакта скошен- нь.х поверхностей кладка при вибрациях печи расшатывается, ухудшается ее стойкость.

Сравнение различных футеровок с целью выявления преимуществ предлагаемой и определения оптимального диапазона конструктивных характеристик приведено в таблице для печи диаметром 3,6 м (опыты 1-7). В опыте 1 приведены данные для традиционной футеровки из гладких кирпичей в виде торцового клина (базовый объект), в опыте 2 - для футеровки из кирпичей в форме торцового клина, выполненных на клинообраэующих боковых стенках с выемкой и ответным выступом на противоположной (прототип). В опытах приведены данные для предлагаемой футеровки, выполненной из кирпичей в форме торцового клина, выполненных

j на клинообразующих .боковых стенках 3 со скосом вовнутрь и скосом наружу на противоположной стенке 3. При этом в опытах -6 диапазон изменения конструктивных характеристик находит ся в заявленных пределах. Приведенные данные подтверждают преимущества предлагаемой футеровки.

Предлагаемая футеровка обеспечивает 0 по сравнению с футеровкой-прототипом уменьшение потерь тепла через корпус в окружающую среду, увеличение срока службы огнеупоров, сокращение времени кладки при монтаже и ремонтах.

5

Формула изобретения

1. Футеровка вращающейся печи, содержащая уложенные на внутренней по- Q верхности корпуса огнеупорные кирпичи клиновидной формы с расходящимися к пяточной плоскости боковыми стенками и перпендикулярными этой плоскости торцовыми стенками, одна из которых выполнена с выемкой, а противоположная ей - с выступом, входящим в выемку соседнего кирпича, отличающаяся тем, что, с целью увеличения стойкости футеровки, упрощения конструкции и монтажа и снижения потерь тепла, выемка в стенках каждого кирпича выполнена в виде скоса у пяточной плоскости, а выступ - в виде прилива с наклонной поверхностью, па5

0

5

раллельнои поверхности скоса, причем длина проекции каждого скоса и прилива на пяточную плоскость составляет 0,2 - 0,5 длины проекции на эту плоскость полной длины кирпича, при этом угол наклона скоса к этой плоскости равен 30-70°.

2. Футеровка по п. 1, отличающаяся тем, что длина проекции скоса каждого кирпича на пяточную

плоскость составляет 0,8-1,0 длины проекции прилива.на противоположной стенке этого кирпича на эту плос- / кость.

Отношение длины скоса внутрь кирпича к длине пяточной плоскости 1в/1ц Угол скоса боковой стенки кирпича к его пяточной плоскости, г рад. at Отношение длины скосов внутрь и наружу кирпича по пяточной плоскости, IO/IH Срок службы футеровки, сут. Время укладки 1 м3 футеровки печи,ч Потери тепла через корпус в печи в окружающую среду в среднем за кампанию футеровки, ккал/м2ч

0,1

0,2 0,35 0,5 0,6

70

45

зо

20

0,70,80,91,01,1

120145160150125

4,954,754,3А,74,9

4650460044004650490

Изобретение относится к конструкции футеровок, обеспечивает увеличение стойкости футеровки, упрощение конструкции и монтажа, а также снижение потерь тепла корпусом печи. Футеровка содержит кирпичи клиновидной формы с раходящимися к пяточной плоскости 2 боковыми стенками 3, с выемкой на одной стенке 3 и ответным выступом на противоположной стенке 3, при этом выемка в одной стенке выполнена в виде скоса 5 у пяточной плоскости внутрь кирпича, а выступ на противоположной стенке - в виде прилива 6 наружу, длина скоса на пяточной плоскости 2 составляет 0,2-0,5 ее длины, а угол скоса 30-70°. 1 з.п.ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Ц)иг1

77

7 2

г /

Фие.З

Фие.Ь