Футеровка металлургических печей Советский патент 1992 года по МПК C21B7/06 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройствам футеровки доменных печей.

Известна футеровка доменной печи, содержащая кладку из огнеупорных кирпичей, отделенную от кожуха и холодильников тонким слоем изоляционного материала из углеродистой массы 1.

Недостатком такой конструкции является невысокая стойкость кладки вследствие неравномерных температурных деформаций и растрескивания.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемым результатам i является футеровка металлургических, в частности доменных печей, содержащая многослойную клалку из различных огнеупоров без перевязки вертикальных слоев между собой, отделенную от кожуха печи слоем изоляционного материала 2.

Недостатком такой конструкции является невысокая стойкость и газоплотность футеровки при термических и механических воздействиях на нее. В процессе эксплуатации печи огнеупорная кладка нагревается и расширяется, причем внутренние ее слои в большей степени, чем наружные. В наиболее напряженных слоях появляются трещины. Особенно невысокой газоплотностью обладают горизонтальные сквозные соединительные швы между кирпичами. Горячие газы проникают через трещины в кладке и швах в компенсационный слой до соприкосновения с кожухом печи, нагревают его до высокой температуры, вследствие чего на нем могут появиться трещины.

Цель изобретения - повышение стой- кости и газоплотности футеровки при термических и механических воздействиях.

3

00

-i

ю

OJ

Указанная цель постигается тем, что футеровка со стороны кожуха снабжена решеткой из вертикальных стержней и горизонтальных бандажных поясов и выполнена из кирпичей, уложенных с размещением их ложковых поверхностей .коаксиально кожуху печи и со сдвижкой горизонтальных швов кладки по высоте в смежных рядах, при этом бандажные пояса выполнены из полосовой стали шириной 50-70 мм с шагом 200-300 мм. Футеровка может быть снабжена дополнительной решет - кой и выполнена с дополнительным компенсационным слоем внутри кладки, который разделяет ее на внутреннюю и внешнюю части, при этом решетка установлена на наружной поверхности внутренней части огнеупорной кладки.

На фиг. 1 изображена футеровка металлургических, в частности доменных, печей (вертикальное сечение)J на фиг. 2 - то дополнительной решеткой в дополнительном компеса- ционном слое внутри кладки печи.

Футеровка содериит многослойную кладку из различных огнеупоров 1, отделенную от кожуха 2 и холодильников 3 слоем изоляционного материала (например, углеродистой массы). Многослойная кладка выполнена из огнеупорных кирпичей 5, уложенных с размещением их ложковых поверхностей коаксиально кожуху 2 печи и со сдвиж кой горизонтальных швов кладки по высоте в смежных слоях и снабжена со стороны кожуха решеткой 6 из вертикальных стержней 7 и горизонтальных замкнутых бандажных поясов 8 из полосовой стали шириной 50-70 мм с шагом 200-300 мм. Футеровка может быть выполнена с дополнительным компенсационным слоем 9, расположенным коаксиально кожуху печи (фиг.2) и разделяющим кладку на внутреннюю 10 и внешнюю 12 части, и снабжена допол нительной решеткой 11 из вертикальных стержней 7 и горизонтальных бандажных поясов 8 из полосовой стали. Для повышения устойчивости внутренних слоев кладки в периоды просушки кладки и начала работы печей к бандажным поясам с внутренней стороны могут быть приварены в шахматном порядке штыри длиной, равной толщине внутренней части кладки 10 с присоединенными на концах шайбами из жаропрочной стали (на фиг.2 не пока20

25

заны).

Футеровка металлургических, в частности доменных, печей работает следую.

с щим образом. При эксплуатации металлургических печей футеровка испытывает температурные деформации, расширяясь и удлиняясь. За счет перелада температур по толщине кладки в ней по-) i

10 являются изгибные деформации и напряжения, которые приводят к ее растрескиванию. Выполнение огнеупорной кладки многослойной в направлении теплового потока из кирпичей уложен15 ных ложковыми поверхностями коаксиально кожуху печи со сдвижкой горизонтальных швов по высоте смежных слоев увеличивает термическую стойкость футеровки и ее долговечность. В такой кладке каждый слой, обладающий своими температурными характеристиками, имеет большую податливость вдоль кбжуха и работает самостоятельно в условиях трехосного напряженного сжатия, что повышает трещиностойкость футеровки. Трещины, возникающие в одном из слоев / /юкализуются в этом слое и не имеют . условий распространения в соседние слои кладки.-Большая многослойность

30 более тонких слоев кладки с относительной сдвижкой по высоте и на боль- ,шие расстояния горизонтальных швов кладки существенно повышает газоплотность футеровки. Для обеспечения 35 распорности предложенной кладки в, кольцевом направлении, повышения ее трещиностонкости и газоплотности вер- тикально-плашковая кладка выполняется со стальной решеткой, повышающей

40 устойчивость и прочность кладки при температурных деформациях. Стальная решетка выполняется из горизонтальных бандажных поясов из полосовой стали толщиной 6-10 мм, шириной 50-70 мм

45 с шагом 200-300 мми вертикальных , диаметром 8-10 мм, размещенных вдоль образующих кожуха с шагом мм. Геометрические параметры бандажных поясов обусловлены

50 прочностью и размерами огнеупорных материалов, применяемых для выполнения футеровки.

Расчеты показывают, что установка стальной решетки с бандажными пояса- 55 ми повышает трещиностойкость футеровки в 5-Ю раз по сравнению со всеми известными техническими решениями (футеровок металлургических печей. Вве-| дение бандажных поясов на кладку поз-1

воляет уменьшить толщину стенок кожуха печей, существенно повысить стойкость огнеупорной футеровки, ее герметичность и долговечность. Формула изобретения 1. Футеровка металлургических печей, преимущественно доменных, содержащая многослойную кладку из различных огнеупорных кирпичей, выполненную- без перевязки вертикальных слоев между собой, слой изоляционного материала, расположенный между кожухом и кладкой, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости и газоплотности футеровки при термических и механических воздействиях, она снабжена решеткой из вертикаль

5

ных стержней и горизонтальных бандажных поясов из полосовой стали шириной 50-70 мм с шагом 200-300 мм, установленной со стороны кожуха, при этом кладка выполнена из кирпичей, уложенных на ребро со смещением горизонтальных швов кладки в смежных слоях по высоте.

2. Футеровка по п.1, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что она снабжена i дополнительной решеткой и выполнена с дополнительным компенсационным слоем, который разделяет кладку на внут- реннюю и внешнюю части, при этом решетка установлена на внутренней части огнеупорной кладки со стороны кожуха.

Сущность: футеровка снабжена решеткой из вертикальных стержней и горизонтальных бандажных поясов из полосовой стали .шириной 50-70 мм с шагом 200-300 мм, которая установлена со стороны кожуха. А кирпичи многослойной кладки выполнены без перевязки вертикальных слоев между собой, уложены на ребро со смещением горизонтальных швов кладки в смежных слоях по высоте. 2 ил.

Фиг.1

12

Фиг.2