Продольная подовая опора нагревательных печей Советский патент 1992 года по МПК F27D3/02 

Изобретение относится к области металлургической теплотехники, в частности к нагревательным и термическим печам, и может быть использовано в любых печах, где нагрев изделий производится на охлаждаемых подовых опорах.

Известна продольная подовая опора, состоящая из охлаждаемой подовой трубы с приваренными к ней монолитными рейтерами, например прутками, по которым продвигается нагреваемый металл, и тепловой изоляции.

Такие конструкции рейтера изготовляются, как правило, из углеродистых сталей и поэтому невысокие 20-40 мм, при эксплуатации быстро истираются. Неравномерность нагрева заготовок при нагреве на

таких подовых опорах составляет Л - 100°С.

Наиболее близкой к предлагаемому является продольная подовая опора, оборудованная тепловой изоляцией и составным рейтером конструкции ИВТАН, состоящим из нижней части с углом охвата подовой трубыv70°, изготовленной из жаропрочной стали Х25Н19С2Л и имеющей специальные выступы, а также верхней части, выполненной из жаропрочного сплава 60ХВЮТ путем заливки на нижнюю часть. Рейтера привариваются к трубе и располагаются вдоль оси трубы с разрывом.

Однако опора не защищает изоляцию верхней части подовой трубы от вибрации, механического и химического воздействия осыпающейся с заготовки окалины. В реVIсо сл о чэ VI

зультате чего изоляция, прилегающая к рейтеру, разрушается и оголяются сварные швы, с помощью которых рейтер крепится к трубе. Сварные швы под воздействием печных газов и излучения обгорают, крепление на- рушается и рейтера опадают с трубы. Кроме того, опыт их эксплуатации показывает, что разрушается (колется) и веохняя часть рейтера. При этом приходится заменять весь рейтер, что требует больших затрат труда и времени.

Цель изобретения - повышение стойкости и сокращение продолжительности ремонта продольных подовых опор.

Указанная цель достигается тем, что нижняя поверхность рейтера выполнена огибающей наружную поверхность трубы с углом охвата ее 50 - 160°, причем боковые ее участки выполнены в виде рамы, ячейки которой заполнены огнеупорной массой, а центральный участок - в виде гнезда, представляющего собой вырезы,выполненные с уклоном в - 30° и направленные от боковой поверхности опоры до упора, верхняя часть выполнена в виде вставляемых в гнездо выступов, имеющих соответствующие гнезду вырезы и расположенные вдоль оси в шахматном порядке с разрывом.

На фиг.1 показана предлагаемая продольная подовая опора нагревательных пе- чей, поперечный разрез; на фиг,2 - то же, вид сверху.

Подовая опора содержит охлаждаемую подовую трубу 1, тепловую изоляцию и составной рейтер с упором. Тепловая изоля- ция - двухслойная, наружный слой которой состоит из огнеупорных блоков 2, навешенных на ребра 3 крепления, приваренные к трубе, и внутреннего слоя 4 каолиновой ваты 4. Огнеупорные блоки имеют скосы, явля- ются как бы продолжением наклонного участка рейтера. Тепловая изоляция может быть блочной, заливной, набивной, как однослойной, так и двухслойной. Рейтер имеет нижнюю и верхнюю части, Нижняя поверхность рейтера огибает наружную поверхность трубы с углом охвата а 50 - 160°. Нижняя часть рейтера состоит из боковых и центрального участков. Боковые участки выполнены в виде рамы 5, ячейки которой заполнены окалиностойкой огнеупорной массой 6. Центральный участок нижней части рейтера выполнен в виде гнезда, представляющего собой вырезы, выполненные с уклоном /3 5-30°, в которые вставляется выступ 7 до упора 8. Вырезы служат для зацепления выступа рейтера с гнездом. Зацепления могут быть выполнены по типу ласточкина хвоста и расположены в среднем сечении по длине рейтера (как показано на фиг.1 и 2), могут быть Т-образные и других типов. Выступ рейтера имеет форму призмы, верхняя поверхность которой спереди и сзади имеет скосы. Форма выступа может быть различной: в виде усеченной пирамиды, конуса, цилиндра и даже сложной формы. Выступы могут быть как цельнометаллические (из жаропрочной стали или сплава), так и футерованные. Нижняя часть рейтера изготовляется из более дешевых (менее жаропрочных) сталей и приваривается к трубе по всему периметру рамки (снаружи и внутри ее). Высота нижней части рейтера 25 - 50 мм, а высота верхней части выступа рейтера может изменяться в зависимости от материала, Так, при цельнометаллических выступах общая высота рейтера v100 мм , а при футерованных 450 - 70 мм. Ширина выступа рейтера может изменяться в зависимости от нагрузки. При больших нагрузках (толщина заготовки 320 мм) ширина выступа л/100 мм, при малых нагрузках-20 - 30 мм. Длина секции рейтера 250 - 300 мм. Секции рейтера могут располагаться на трубе как вплотную, так и с зазором. Предлагаемая подовая опора может быть выполнена в виде трубы круглого, овального сечения, а также любой другой формы.

Угол охвата а 50 - 160° нижней поверхности рейтера наружной поверхности трубы определяется конструкцией ее изоляции. В предлагаемой опоре могут использоваться различные типы изоляции: с углом охвата подовой трубы от 180° и до полного ее охвата (до рейтера).

Угол охвата в 50° соответствует конструкции изоляции с полным охватом подовой трубы до рейтера. В этом случае рамы нет, а ширина нижней части рейтера совпадает с шириной гнезда рейтера.

Угол охвата в 160° соответствует конструкции изоляции с углом охвата подовой трубы в 180°. При этом величина зазора между рамой рейтера и изоляцией равна 10°, что соответствует 10-20 мм. Зазор заполнен каолиновой ватой и тем самым амортизирует вибрацию от рейтера к изоляции. Кроме того, зазор необходим при монтаже (демонтаже) как рейтера, так и изоляции.

Уклон 30°, с которым верхняя часть-выступ вставляется в гнездо предлагаемого рейтера, определяется величиной нагрузки Р на рейтер. Нагрузка зависит от веса (толщины) заготовки, Уклон /3 под воздействием нагрузки Р создает усилие Рх, прижимающее выступ к упору. Усилие Рх

должно быть вполне определенным: должно обеспечивать надежность крепления и не должно приводить к слому упора.

Уклон ft- 5° является наименьшим, соответствующим наибольшей нагрузке (при толщине заготовки равной 320 мм), а уклон /5 30° - наибольшим, соответствующим наименьшей нагрузке (при толщине заготовки г 55 мм). При всех других толщинах заготовок уклон лежит между предельными значениями ft 5° и /3 30°. Если величина уклона /3 менее 5°, то прижимающее усилие Рх уменьшается настолько, что в процессе эксплуатации возможно выпадение выступа рейтера. Если величина уклона более 30°, то прижимающее усилие Рх увеличивается настолько, что может сломить упор. Поэтому величина уклона /3 5 - 30° есть величина оптимальная.

Работа предлагаемой конструкции продольной подовой опоры следующая.

В период эксплуатации печи нагреваемый металл располагается на верхней поверхности выступов 7 рейтеров и оказывает на них давление Р. При продвижении металла по продольным подовым опорам рейтер вибрирует и с металла осыпается окалина. При этом вдоль опорной поверхности выступа за счет уклона возникает усилие Рх, прижимающее выступ к упору 8 нижней стационарной части рейтера. Тем самым достигается надежность крепления выступа при работе печи. При ремонтах металл из печи удаляется и нагрузка Р на выступ отсутствует, что позволяет, в случае необходимости (вызванной, например, износом выступа), незначительным ударом молотка в сторону, противоположную усилию Рх, выбить коронку из зацепления и заменить ее на новую. Нижняя часть рейтера приваривается по периметру рамы (как снаружи нее, так и изнутри) к подовой опоре, что усиливает в сравнении с известным крепление рейтера к подовой опоре за счет большего количества сварных швов. К тому же сварные швы, находящиеся внутри ячеек, всегда закрыты изоляцией и не подвергаются разрушающему воздействию печной среды. Изоляция верхней части подовой трубы (огнеупорной массой 6) находится внутри ячеек рамы и не разрушается под воздействием вибрации.

Вибрация не оказывает разрушающее действие и на огнеупорные блоки 2 изоляции, поскольку зазор между рейтером и блоками заполнен амортизирующей каолиновой ватой 4. Окалина с нижней поверхности металла попадает на наклонные поверхности рейтера и изоляции, с которых ссыпается на под печи. Выступы рейтеров располагаются вдоль оси опоры в шахматном порядке и с разрывом, что сокращает и неравномерность нагрева металла.

Как показывает опыт работы печей, оборудованных подовыми опорами предлагаемой конструкции, нижняя часть ее рейтера сохраняется вместе с изоляцией, расположенной в ячейках рамы, вплоть до замены опор, а в случае разрушения выступа ее замена происходит в течение нескольких минут.

Применение предлагаемой подовой

опоры повышает стойкость и сокращает продолжительность ремонта.

Формула изобретения Продольная подовая опора нагревательных печей, содержащая охлаждаемую трубу, составной рейтер с упором и тепловую изоляцию, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости и сокращения продолжительности ремонта, нижняя

поверхность рейтера выполнена огибающей наружную поверхность трубы с углом охвата а 50 - 160°, причем боковые ее участки выполнены в виде рамы, ячейки которой заполнены огнеупорной массой, а

центральный участок - в виде гнезда, представляющего собой вырезы, выполненные с уклоном 30° и направленные от боковой поверхности опоры до упора, верхняя часть рейтера выполнена в виде вставляемых в гнездо выступов, имеющих соответствующие гнезду вырезы и расположенные вдоль оси в шахматном порядке с разрывом.

в

Изобретение касается металлургической теплотехники, в частности элементов нагревательных печей, и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что нижняя поверхность рейтера выполнена огибающей наружную поверхность трубы с углом охвата а 50 - 160°, причем боковые ее участки выполнены в виде рамы, ячейки которой заполнены огнеупорной массой, а центральный участок- в виде гнезда, представляющего собой вырезы, выполненные с уклоном / 5 - 30° и направленные от боковой поверхности опоры по упора. Верхняя часть рейтера выполнена в виде вставляемых в гнездо выступов, имеющих соответствующие гнезду вырезы и расположенные вдоль оси в шахматном порядке с разрывом. 2 ил. сл