Устройство для охлаждения стенки шахтной печи Советский патент 1993 года по МПК C21B7/10 

(46) 23.06.93. Бюл. № 23

(21)4602880/02,

(22)05.11.88

(71)Научно-производственное объединение по защите атмосферы, водоемов, использованию вторичных энергоресурсов и охлаждению металлургических агрегатов на предприятиях черной металлургии Энергосталь

(72)Л.Д. Грицук, В.И. Романтовский, 0.5. Филипьев, Ю.С. Зайцев, В.В. Лу- ценко, Л,Д. Голод, И.И. Масан,

В.П. Богодица, Д.Я. Деменков и Н.А. Давыдов

(56)Авторское свидетельство СССР Я 1230190, кл. С 21 В 7/10, 1983 (непублик.).

(5А) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАВДЕНИЯ СТЕНКИ ШАХТНОЙ ПЕЧИ

(57)Изобретение относится к металлургии, преимущественно к охлаждению печей, например доменных. Целью, предлагаемого изобретения является повышение срока службы стенки печи. Цель изобретения достигается за счет выполнанил опорного выступа 2 для поддержания огнеупорной футеровки составным, включающим в себя образующие каркас трубчатые элементы 5, расположенные в вертикальной плоскости и выполненные в виде скоб, пластинчатые несущие эле- ментц 4 и пластинчатые опорные элементы 6, Пластинчатые несущие элементы 4 расположены на верхних горизонтальных участках скоб 9„ а пластинча- -тые опорные элементы 6 расположены между скобами, каждая из которых имеет индивидуальные средства подвода и отвода хладагента, соединенные с горизонталь- vными участками скоб, жестко закрепленными на стенке печи, при этом верхние горизонтальные участки скоб, больше нижнего горизонтального на величину разности толщин слоя огнеупорного материала в верхней и нижней точках выступа. Кроме того, устройство может быть снабжено дополнительной охлаждаемой трубой, расположенной в вырезах пластинчатых несущих элементов, и ребром, жестко соединенным с верхним горизонтальным участком скобы. 9 ил.

«

V

С

а

СЈ

ос ос

ч

Нэобретение относится к металлургии, преимущественно к охлаждению .печей, например, доменных.

Целью предлагаемого изобретения является повышение срока службы стенки печи.

На фиг. 1 - устройство для охлаждения стенки шахтной печи, вид сбоку; на фиг, 2 - то же, вид со стороны печлого пространства; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - вариант сочетания устройства с охлаждающими конструкциями в средней части шахты; на фиг. 5 - вариант конструкции устройства, поддерживающего футеровку в средней части шахты, вид со стороны печного пространства; на фиг. 6 - то же, вид сбоку; на фиг. 7 - то же, вид

31693

сверху; на фиг. 8 - вариант конструкции с повышенной несущей способностью опорного элемента, вид со стороны печи} на фиг. 9 - то же, вид сбоку.

Устройство содержит установленный яа кожухе 1 опорный выступ 2 для поддержания огнеупорной футеровки 3. Опорный выступ 2 выполнен составным и включает в себя несущие элементы 4, выполненные в виде расположенных в вертикальной плоскости скоб из цель- ногнутых труб, образующих каркас, пластинчатые опоры 6 в виде косынок, передающие на кожух 1 давление футе- ровки 3 в между трубчатыми опорными элементами 5, а также огнеупорный заполнитель 7. Трубы опорных элементов 5 имеют участок 8 подвода и участок 9 отводаг прикрепленные непосредственно к кожуху 1, и наклонный участок 10, причем участок 9 отвода длинее участка 8 подвода на величину а равную разности толщин огнеупорного слоя 7 в верхней и нижней точках выступа 2. Пространство между выступом и футеровкой заполняется глинистой массой 11 (фиг. 1-3) .Эт&т вариант конструкции устройства предназначен преиму- шественно для охлаждения стенки шахтной печи я поддержания огнеупорной футеровки 3 верхнейнаохлаждаемой зонышахты.В то же время устройство может сочетаться с другими охлаждающими конструкциями, например, будучи установлено между расположенными охлаждаемыми трубами 12 выше и ниже (фиг. 4),

С целью улучшения охлаждения стенки печи после разрушения огнеупорной футеровки 3 устройство может быть оснащено охлаждаемыми трубами 12, установленными в промежутках между опорными элементами 5 (фиг. 5-7). При этом несущие элементы 4 выполняются с вырезами напротив охлаждаемых труб 12 С целью увеличения предельного значения нагрузки от давления футеровки 3, выдерживаемой выступом 2, опорный элемент 5 может Ьыть оснащен ребром 13, установленным в его плоскости так, чт ребро одной торцовой гранью приварено к поверхности участка 9 отвода, а другой опирается на наклонный участок ТО трубчатого опорного элемента 5,

Устройство работает следующим оо разом.

После начала эксплуатации печи начинается интенсивное тепловое и ме ханнческое воздействие печной среда

5 0 5

.,

0

50

55

на рабочую поверхность огнеупорной футеровки 3, вызывающее ее термическое расширение, вибрацию и истирание. Однако благодаря оборудованию печи системой выступов 2, содержащих металлический каркас и огнеупорный заполнитель, обрушения, осыпания или выдавливания внутрь печи футеровки 3 не происходит, что гарантирует длительный период эксплуатации печи. При этом статическое и динамическое давление футеровки 3 и шихтовых материалов полностью воспринимается несущими элементами 4 и передается на кожух 1 охлаждаемыми элементами 5, которые благодаря отсутствию в них сварных соединений иогут выдерживать высокие значения напряжений без потери целостности и прочности. Каждый из соседних охлаждаемых трубчатых опорных элементов 5 подключен к отдельному циркуляционному контуру, что повышает степень надежности устройства (например, в случае засорения одного из контуров, остальные надежно охлаждаются). Форма и жесткое крепление к кожуху 1 опорных элементов 5 определяют характер работы их конструктивных частей, Самый протяженный наклонный участок 10 работает на сжатие, относительно длинный участок 9 отвода - на растяжение и самый короткий участок 8 подвода - на изгиб и на срез, т.е. наибольший запас прочности имеет участок, характер напряжений в котором наиболее опасен. При этом напряжения в опорных элементах 5 уменьшаются благодаря восприятию части нагрузки от футеровки 3 пластинчатыми опорами 6, низкая температура которых определяется температурой огнеупорного заполнителя 7, охлаждаемого трубчатыми опорными элементами 5. Каждый из кирпичейфутеровки 3 нежестко контактирует с выступами 2 благодаря наличию слоя глинистой массы 11 о

В процессе длительной эксплуатации футеровка 3 вследствие абразивного износа может постепенно изнашиваться, В этом случае защиту кожуха 1 от тепловых, механических и химических воздействий обеспечивает огнеупорный заполнитель 7 (например, бетон), охлаждаемый и армируемый элементами 5. Трубы 12 обеспечивают более надежную армировку и охлаждение огнеупорного заполнителя 7 вблизи кожуха 1. При этом несущие элементы выполняются

с вырезами напротив охлаждаемых труб t2. При расположении выступов 2 в нижней части охлаждаемой зоны, где .высота слоев .огнеупорной футеровки 3 велика и возникающие от ее давления напряжения в выступающей части опорного элемента 5 могут достигать предельных значений, запас прочности обеспечивается расположенными в плоскости трубчатых опорных элементов 5 ребрами 13, передающими давление футеровки 3 на участок 8 подвода и кожух 1 и снижающими напряжения в участке 9 отвода,

Таким образом, предлагаемое устройство имеет следующие преимущества: увеличение срока службы огнеупорной футеровки благодаря ее эффективному

охлаждению и удержанию, повышение эксплу-20 тые опорные элементы установлены меж- атационной надежности выступа благодаря ду скобами, каждая из которых имеет исключению сварных соединений труб индивидуальные средства подвода и от- внутри печи, а также гидравлической и вода хладагента, соединенные с гори- механической независимости опорных эле- эонтальными участками скоб, жестко ментов друг от друга, абсолютную газо- 25 закрепленными на стенке печи.

( плотность кожуха благодаря жесткой при- . зарке к нему вводных и выводных участков i опорных элементов и увеличениепредель- иой нагрузки на опорный выступ, при которой гарантируется его надежная эксплуатация. Формула изобретения.

1, Устройство для охлаждения стенки шахтной печи, содержащее располо- (Ясепный в огнеупорном материале опорфа9.1

ш нЧ выступ, выполненный в пиде карка- сл из трубчатых элементов, расположенных з вертикальной плоскости и выполненных в форме скобы, верхний горизонтальный участок которых больше нижнего горизонтального участка, средства подвода и отвода хладагента, отличающееся тем, что, с целью по0 вышения срока службы стенки печи устройство снабжено соединенными между собой пластинчатыми опорными и несущими элементами, при этом пластинчатые несущие элементы расположены на

5 верхних горизонтальных участках скобы, которые больше нижних горизонтальных участков на величину разности толщин слоя огнеупорного материала в верхней и нижней точках выступа, а пластинча2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной охлаждаемой трубой, k в пластинчатых несущих элементах

0 со стороны стенки печи выполнены полуовальные вырезы, в которых расположены охлаждаемые трубы.

личающееся

35

снабжено -ребром, жестко соединенным с верхним горизонтальным участком скобы.

019-f

«

Ъ

zr &

Zl

фгпф

U8C691

10

фиг.6

фиг.8

Редактор Т. Куркова

Составитель И. Логачева

Техред М.Дндык Корректор Н. Ревская

Заказ 2378

Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

фиг9

Подписное