Футеровка печи Советский патент 1990 года по МПК F27D1/00 

Изобретение относится к печестрое- нию.

Цель изобретения - повышение теплоизоляционных свойств футеровки.

На фиг. 1 показана зависимость коэффициента теплопроводности от размера зерен засыпки; на фиг. 2 - результаты измерения коэффициента теплопроводности засыпки при первом и повторном нагреве до температур выше 1500°С.

Исследования показали, что для пе- риклазового порошка, широко используемого для теплоизоляции сводов высокотемпературных печей, при уменьшении фракционного состава от 5 мм до 0,5 мм в интервале температур 1000-1 «0110С коэффициент теплопроводности уменьшается более чем в 2 раза (фиг. 1., в связи с чем для теплоизоляции свода целесообразно использовать засыпки с размером зерна 0,5 мм и менее. Однако такого рода тонкодисперсные засыпки

при высоких температурах (более 1200- ) подвержены спеканию при длительной выдержке, что приводит к резкой потере ими теплоизоляционных свойств. На фиг. 2 приведены результаты измерения коэффициента теплопроводности засыпки фракции 0,5 мм при первом -(кривая 1) и повторном (кривая 2) нагревах. При первом нагреве данной засыпки порядка 1500 С происходит припекание зерен, в результате чего засыпка теряет свои теплоизоляционные свойства.. В то же время засыпки фракций. мм практически не спекаются при данных температурах и могут эксплуатироваться длительное время без изменения их теплоизоляционных свойств. Использование засыпок с более крупным размером зерна (более 7 мм) w эффективно ввиду повышения их теплопроводности при высоких температурах за счет лучистого

теплопереноса. Применение полифракционных засыпок, в которых тонкая фракция, подавляющая лучистый перенос тепла, располагается между крупными час- тицами, ограничивается процессами спекания, ухудшающими теплоизоляционные свойства такого рода засыпок,при высоких температурах.

Таким образом, для теплоизоляции футеровки целесообразно использовать засыпки с уменьшающимся по толщине фракционным составом, причем в области высоких температур, где возможно при- пекание зерен, необходимо использовать засыпки с размером зерна мм, не подверм енные данному процессу, а при более низких температурах, где отсутствует процесс спекания, используются тонкодисперсные засыпки с размером зерна 0,5 мм,, как обладающие наилучшими теплоизоляционными свойствами.

Между указанными двумя слоями могут располагаться дополнительные слои с промежуточными размерами зерен для уменьшения проникновения мелкой фракции из верхнего слоя в нижние слои с более крупным зерном. Верхний предел размера зерен засыпки предполагаемой конструкции футеровки ( мм) определяется минимальным их размером, не подверженным процессу спекания. Нижний предел (0,5 мм) определяется уно- сом пылевидной фракции проникающими через футеровки печными газами. Ис- пользование пылевидной фракции ( 0,5 мм) для теплоизоляции футеровки возможно в случае пропитки ее клеящим либо цементирующим составом на глубину 1-2 мм.

Предполагаемая структура изоляции может быть использована во всех основных элементах футеровки - своде, стенах, поде.

ft качестве примера предлагается конструкция с.вода на температуру 1851)° С, состоящего из плотных перикла- зохромитовых огнеупоров и теплоизоляции в виде последовательности слоев периклазозой засыпки фракции мм (толщина слоя 50 мм), фракции мм (5 мм), фракции }-2 мм (5 мм), фракции U, 5 мм (60 мм).

Г ri

В таблице приведены сравнительные характеристики данного свода,конструкции свода с использованием порошкообразной фракции, пропитанной цементирующим составом, а также сводом с запредельными размерами засыпки. Во всех вариантах как общая толщина свода, так и толщины отдельных его частей (огнеупорные изделия, засыпка, каолиновая вата) приняты одинаковыми, различия состоят лишь в структуре засыпки. Толщины слоев выбирались из условия обеспечения допустимых предельных температур службы использованных материалов.

Кроме периклазовых засыпок для теплоизоляции футеровки могут быть использованы корундовые, шамотные и другие виды засыпок.

Экономический эффект достигается за счет уменьшения потребления топлива печью из-за лучших теплоизоляционных свойств футеровки по сравнению с известными решениями в условиях длительной службы, увеличения межремонтных периодов. Использование предложенной конструкции футеровки в высокотемпературных туннельных печах позволит уменьшить расход топлива на 2-k%.

Формула изоб р.е тения

1.Футеровка печи, содержащая кладку из огнеупорных изделий и теплоизоляцию, выполненную в виде последовательно расположенных слоев засыпки разного фракционного состава, отличающаяся тем, что, с целью повышения теплоизоляционных свойств футеровки, размер зерен в слоях уменьшается в направлении от горячей стороны к холодным сторонам от мм в первом до 0,5 мм в последнем.

2.футеровка по п. отличающаяся тем, что теплоизоляция на холодной стороне выполнена с дополнительным слоем из пылевидной фракции менее 0,5 мм, пропитанным на глубину 1-2 мм клеящим или цементирующим составом.

Периклазохромитовые изделия 200 мм8804 Засыпка фракций мм -50 мм

фракции мм - 5 мм

фракции 1-2 мм - 5 мм

фракции 0,5 мм - 60 мм Периклазохромитовые изделия 200 мм8098 Засыпка фракции мм 50 мм

фракции мм - 5 мм

фракции 1-2 мм - 5 мм

фракции 0,5 мм - 5 мм

фракции ;0,5 мм - 55 мм Периклазохромитовые изделия 200 мм9776 Засыпка фракции мм - 120 мм

Периклазохромитовые изделия,200 мм9506

Засыпка фракций 0,5 мм - 120 мм

Предлагаемая конструкция

Предлагаемая конструкция,наружный слой засыпки пропитан цементирующим составом

Происходит при- пекание засыпки на толщину 60 мм

Изобретение касается печестроения и позволяет повысить теплоизоляционные свойства футеровки печи. Футеровка выполнена в виде последовательно расположенных слоев засыпки узкофракционного состава с уменьшающимся по направлению от горячей стороны к холодной размером зерен от 5 - 7 до 0,5 мм. Теплоизоляция может иметь дополнительный слой из пылевидной фракции менее 0,5 мм, пропитаный на грубину 1-2 мм клеящим либо цементирующим составом. 1 з.п. ф-лы. 2 ил., 1 табл.

j,0r/ff /i)

По отношению к предлагаемой конструкции.

1,0..

0,55ОО

0.SMM

7000 риа. 1

1500

Т,9 С

1,5/,0

0,5