Перекрытие коксовых печей Советский патент 1992 года по МПК C10B29/02 

Изобретение относится к коксохимическому производству, в частности, к выполнению кладки верха коксовых печей в зоне загрузочных и газоотводящих люков и может быть использовано для кладки различ- ных тепловых агрегатов: обжиговых, нагревательных плавильных и других печей.

Важными условиями для нормальной и продолжительной эксплуатации коксовых печей является прочность и плотность кладки.

Основными узлами зоны перекрытия печей по технологическому назначению являются люки для загрузки угольной шихты и отвода газов.

Многолетними наблюдениями установлено, что кладка загрузочных и газоотводящих люков относится к наиболее изнашиваемым узлом кладки коксовых печей (срок службы огнеупорных изделий в этих узлах кладки 2-3 года).

Это обусловлено тем, что кладка загрузочных и газоотводящих люков в перекрытии коксовых печей истирается и охлаждается при каждой загрузке печи и интенсивно заграфичивается. В особо тяжелых условиях работают огнеупорные изделия верхнего ряда люков. Они испытывают попеременно термические удары и охлаждение, заграфичиваются и подвергаются механическим воздействиям при каждом

vj Ох СЛ

СЛ

W

сьеме и установке крышек люков, при этом, огнеупорные изделия, формирующие ряды кладки, выдвигаются в проемы люков, нарушая кладку и газоплотность.

Тяжелые условия службы огнеупорных изделий кладки загрузочных и газоотводя- щих люков выдвигают повышенные требования по показателям термостойкости, механической прочности, газонепроницаемости, решение этой проблемы является очень актуальной.

В основу изобретения положена задача установить огнеупорные фасонные изделия в рядах кладки загрузочных и газоотводя- щих люков таким образом, чтобы все их торцевые грани находились в клиновом зацеплении, что обеспечивало бы строительную прочность этого узла, кладки, для этого необходимо упростить конфигурацию огнеупорных изделий и определенным образом их разместить в рядах.

Наиболее близкой по технической сущности и предлагаемому, является перекрытие коксовых печей с кладкой загрузочных и газоотводящих люков. Кладка загрузочных и газоотводящих люков выполняется из 16- ти фасонных огнеупорных разнотипных изделий преимущественно 8-12 групп сложности.

Фасонные изделия расположены по высоте известной кладки рядами. В каждом ряду указанные изделия сопряжены между собой торцевыми гранями.

Отдельные фасонные огнеупорные изделия в рядах известной кладки уложены таким образом, что только часть их своими цилиндрическими поверхностями формирует отверстие люка. Грани указанных изделий, противоположные цилиндрическим поверхностям, формируют условный квадрат, ограничивающий кладку люков в массиве кладки перекрытия,

В каждом углу условного квадрата размешены огнеупорные изделия, не имеющие цилиндрических поверхностей и не формирующие отверстия люков. Кроме того в некоторых рядах кладки отсутствует клиновое соединение фасонных изделий.

Плоскости торце вых сторон сопряженных в кладке огнеупорных изделий образуют материальные швы, заполняемые мертелем. Материальные швы между огнеупорными изделиями смещены (выполнены с перевязкой в смежных рядах кладки) и выполнены с изломом.

В отдельных элементах в узлах кладки для предотвращения перетоков газов смещают не только горизонтальные но и вертикальные швы.

Материальные швы в кладке люков ориентированы в основном, по продольной оси коксовой печи, т.е. ориентированы под углом к радиусам отверстий люков. 5Длина материальных швов составляет

в известной кладке 15% от общей протяженности материальных швов.

Основным недостатком известной кладки перекрытия коксовых печей в зоне люков 10 является низкая строительная прочность.

Это обусловлено тем, что при незначительном разрушении изделия, формирующих отверстия люков, легко смещаются и отделяются от узла кладки изделия, распо- 15 ложенные в углах условного квадрата. При этом изделия, ребра торцевых граней которых ориентированы под углом к радиусу от- верстий люков, беспрепятственно смещаются и выдвигаются в проем люка, 0 т.к. отсутствуют расклинивающие усилия.

Другим недостатком известной кладки является низкая газоплотность из-за наличия большого количества материальных швов и значительной их протяженности. 5 По исследовательским и практическим данным газопроницаемость швов больше, чем огнеупорного изделия в десятки, а иногда и в сотни раз.

Кроме того, сложность и разнохарактер- 0 ность фасонов изделий в кладке загрузочных и газоотводящих люков обуславливает сложность выполнения всего комплекса работ по доставке этих изделий на строительную площадку, организацию и 5 осуществление кладки.

Цель изобретения - повышение строительной прочности и снижения газопроницаемости кладки с одновременным упрощением процесса кладки путем сокра- 0 щения марок изделия.

Поставленная цель достигается тем, что в перекрытии коксовой печи, включающем кладку люков из фасонных изделий, расположенных по высоте кладки рядами, соединенных между собой в кадом ряду торцевыми гранями и формирующих своими 5 поверхностями отверстия люков, а противоположными гранями условный квадрат, ограничивающий кладку люков в массиве кладки перекрытия, согласно изобретения, кладка поверхности отверстия люков вы- 0 полнена цилиндрическими поверхностями всех фасонных изделий формирующих кладку люков, при этом, ребра всех торцевых граней изделий направлены по радиусу отверстия люков, длина дуги, образующей ци- 5 линдрическую поверхность каждого изделия, составляет 0,7-0,9 радиуса отверстия люка, сторона условного квадрата кладки не превышает его четырехкратного

размера, причем в каждом ряду изделия расположены в виде 4-х пар, а угол, образующий ребра торцевых граней каждой пары изделий, составляет 90°,

Сущность изобретения состоит в том, что усовершенствование формы, изделий, сокращение количества их марок позволяет соединить все изделия в зоне кладки люков клиновым соединением (100% по сравнению 15% от общей протяженности швов - в прототипе), что обеспечивает достаточно высокую строительную прочность на этом участке кладки перекрытия коксовых печей за счет расклинивания кладки.

С другой стороны, такая конфигурация изделий, их размещение в кладке позволяет максимально увеличить перевязку, в результате чего возрастает сопротивление усилиям разрыва и сдвига кладки по материальным швам. Одновременно с этим, возрастает сопротивление проходу газов, что повышает газоплотность кладки.

Повышение строительной прочности кладки в зоне люков позволяет увеличить срок службы кладки перекрытия коксовых печей в целом (с 2-3 до 5 лет).

Экспериментально установлено, что условный квадрат кладки люков, ограничивающий ее от остального массива кладки перекрытия печей, должен иметь оптимальные размеры для обеспечения строительной прочности кладки, Размер стороны указанного квадрата определяется условием соблюдения прочности узла в местах минимальной толщины кладки (х).

Длина дуги, образующей цилиндрическую поверхность изделия, определяется требованием выполнения минимального количества материальных швов в кладке, технологичности изготовления огнеупорных изделий.

Уменьшение, или увеличение предельных размеров условного квадрата кладки недопустимо, так как это будет уменьшить строительную прочность кладки ввиду ухудшения условия максимальной перевязки изделий в кладке.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая кладка перекрытия в зоне загрузочных и газоотводящих люков отличается формой огнеупорных изделий, их компановкой в рядах.

На фиг. 1 показана коксовая печь, вертикальный продольный разрез по камере печи; на фиг. 2 - перекрытие коксовой печи с кладкой загрузочных и газоотводящих люков, ограниченной от остального массива кладки условным квадратом; на фиг. 3 - кладка в зоне указанных люков из огнеупорных фасонных изделий, четный ряд (ряд А); на фиг. 4 - то же, нечетный ряд (ряд Б).

Кладка перекрытия коксовых печей включает зону кладки загрузочных 1 и газоотводящих 2 люков, выполненную из фасон- ных огнеупорных изделий 3-5, расположенных по высоте кладки рядами (четный ряд А, нечетный ряд Б).

Наборку рядов кладки из огнеупорных

изделий 3-5 выполняют используя общепринятые приемы кладки с применением огнеупорного раствора для заполнения материальных швов.

В каждом ряду кладки люков фасонные

изделия 3-5 сопрягаются между собой поверхностями торцевых граней, имеющих ребра торцевых граней 6-8.

Для обеспечения жесткой стыковки как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях кладка изделий осуществляется посредством шпунтового соединения.

Цилиндрическими поверхностями изделий 9-11 в кладке формируются отверстия люков, а противоположными гранями 12-14

соответственно - условный квадрат.

Согласно изобретению кладка поверхности отверстия 15 люков 1 и 2 выполнена цилиндрическими поверхностями 9-11 всех фасонных изделий 3-5, участвующих в формировании кладки люков 1 и 2. При этом все ребра 6-8 торцевых граней направлены по радиусу отверстия 15 люков 1 и 2. Длина дуги каждого изделия составляет 0,7-0,9 радиуса отверстия 15 люков 1 и 2.

Сторона условного квадрата не превышает чевтырехкратного размера радиуса отверстия 15.

В каждом ряду (четном А, нечетном В) кладки люков фасонные изделия 3-5 расположены в виде четырех пар, а угол a, образующий ребра торцевых граней каждой пары изделий, составляет 90°.

Благодаря описанной конфигурации фасонных изделий обеспечивается такое размещение изделий в кладке люков, что все фасонные изделия участвуют в формировании отверстий и сторон условного квадрата, что, в свою очередь, исключает изделия, расположенные в углах условного квадрата

и наиболее подверженные свободному сдвигу.

Усовершенствование формы изделий позволяет сократить количество их марок и упростить, тем, самым, процесс кладки, Кроме того, такая конфигурация изделий, их размещение в кладке позволяет максимально увеличить перевязку, обеспечить максимально возможную плотность кладки, в результате чего возрастает сопротивление

усилиям разрыва и сдвига кладки по материальным швам.

Одновременно с этим возрастает сопротивление проходу газов, что повышает герметичность кладки.

Повышение строительной прочности в зоне люков позволяет увеличить срок службы кладки перекрытия коксовых печей в целом (с 2-3 до 5 лет).

Использование такой кладки в зоне загрузочных и газоотводящих люков позволяет повысить технико-экономические показатели работы кладки перекрытия коксовых печей в целом за счет повышения строительной прочности и газоплотности кладки люков.

Формула изобретения

Перекрытие коксовых печей, включающее кладку люков из фасонных изделий, расположенных по высоте кладки рядами, соединенных между собой в каждом ряду торцевыми гранями и формирующих своими поверхностями отверстия люков, а противоположными гранями - условный квадрат, ограничивающий кладку люков в массиве кладки перекрытия, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения строительной прочности и снижения газопроницаемости кладки с одновременным упрощением процесса кладки путем сокращения марок изделий, кладка поверхности

отверстия люков выполнена цилиндрическими поверхностями всех фасонных изделий формирующих кладки люков, ребра всех торцевых граней изделий направлены по радиусу отверстия люков, длина дуги, образующей цилиндрическую поверхность каждого изделия, составляет 0,7-0,9 радиуса отверстия люка, сторона условного квадрата кладки не превышает его четырехкратного размера, причем в каждом ряду изделия

расположены в виде четырех пар, а угол, образующий ребра торцевых граней каждой пары изделий, составляет 90°.

Изобретение относится к коксохимическому производству. Целью изобретения является повышение строительной прочности, снижение газопроницаемости кладки и упрощение процесса кладки путем сокращения марок изделий. Перекрытие коксовой печи включает кладку загрузочных и газоот- водящих люков из фасонных огнеупорных изделий, расположенных по высоте рядами. Цилиндрическими поверхностями изделия в кладке формируются отверстия люков, а противоположными гранями - условный квадрат, ограничивающий кладку люков в массиве кладки перекрытия. Новым в кладке этой зоны является то, что кладка поверхности отверстия люков выполнена цилиндрическими поверхностями всех фасонных изделий, формирующих кладку люков; ребра всех торцевых граней изделий направлены по радиусу отверстия; длина дуги, образующей цилиндрическую поверхность изделия, составляет 0,7-0,9 радиуса отверстия люка; сторона условного квадрата кладки не превышает его четырехкратного размера. Изделия расположены в каждом ряду в виде четырех пар, а угол, образующий ребра торцевых граней каждой пары изделий, составляет 90°. 4 ил. сл

г ТуЛ ....J

x /taut:

W.

4S

-V,

Фиг-i

0/ /

V pxd

ajyQlf 2п1гг -(faoQvoofa

ЪО

ТтШТ

Ъ гп&

ESIU-rsiiiiS

j Л . HeMtnnwf м& Б

1|l-V-u-4-lu-- -llV- -r 9 лГГ..ГШИИ „.juej jifjr , 1.

-Ч

a V