Холодильник доменной печи Советский патент 1993 года по МПК C21B7/10 

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно к конструкции плитового чугунного холодильника доменной печи. ....

Наиболее близкой по технической сущ- ности и достигаемому результату является конструкция плитового чугунного холодильника, выполненного из стальных труб #76x6 ммj залитых в чугунную плиту толщиной 275 мм Ьли в плиту с огнеупорным кирпичом (см, Куш/гное Г.А. Охлаждение современных доменных печей, М.: Металлургия, 1988, с. 124J-126).

j Недостатком такой конструкции является с одной стороны науглероживание сталь- трубок при отливке, а с другой термические напряжения, возникающие в период отливки и приводящие к трещинам в чугунной плите с последующим разрушением трубок,

Основным недостатком, присущим всем

ИЗВеСТНЫМ КОНСТРУКЦИЯМ ПЛИТОВЬ 1Х ХОЛОДИЛЬНИКОВ доменных печей, включая прототип является то, что под воздействием напряжений, возникающих в плите из-за цикличных измерений температуры, плита растрескивается.

Растрескивание чугунной плиты часто сопровождается разрывом залитых в нее охлаждаемых труб.

При этом стойкость чугунных плитовых холодильников лимитирует межремонтный

XI

Ю Ю Ю

Х|

XJ

период работы печей и определяет остановки их на капитальный ремонт. Следует учесть, что растрескивание массивной плиты из обычных чугунов в условиях работы доменных печей является неизбежным.

Целью изобретения является повышение надежности в его работе.

Указанная цель достигается за счет то; го, что в холодильнике доменной печи, выполненном из стальных охлаждающих труб, расположенных в один ряд параллельно в чугунной плите, согласно заявляемому изобретению охлаждающие трубы снабжены армирующими стальными прутками, а толщина плиты над трубами составляет 1-1,4 толщины стенки трубы, при этом отношение толщина стенки трубы к ее наружному диаметру составляет 0,15-0,20. Диаметр прутка равен толщине стенки трубы, прутки выполнены разрезными, расположены по длине трубы равномерно и смещены относительно друг друга вдоль, вертикальной оси трубы, причем в любом поперечном сечении расстояния между прутками одинаковы.

Поставленная цель достигается за счет того, что в период заливки наличия тонкого слоя чугуна над трубами, равного толщине стенки, и дополнительных прутков по периметру трубок способствует не только резкому снижению температуры стенок труб, но и интенсивному образованию нерасплавл - емой корки чугуна. Это обстоятельство практически исключает науглероживание трубок. Кроме того, снижаются термонапряжения, связанные с различным поведением стальных трубок и чугуна при остывании. Наличие дополнительных прутков, выполненных в соответствии с описанием, позволяет обеспечить за счет равномерного объема в каждом поперечном сечении дополнительных стальных прутков, более высокую прочность и повышенную пластичность трубк-и.

Для проведения испытаний были отлиты опытные холодильники с применением стальных труб 70x14 мм с толщиной слоя чугуна перед трубками соответственно 12, 14, 16; 18, 20, 25 мм, при этом вдоль труб равномерно под углом 120° относительно друг друга к трубам приварены прутки. Проводились испытания как на этапе изготовления так и готовых холодильников. .

Сказанное выше подтверждают результаты испытаний опытных холодильников, изготовленных согласно предлагаемому изобретению, в сравнении с серийными, изготовленными согласно прототипу, которые приведены в табл. 1 и 2. ,

Уменьшение толщины слоя чугуна перед трубкой до величины менее 10-12 мм,

5

0

особенно для холодильников с ребрами, приводит к возможному появлению участков незащищенных чугуном, что впоследствии может привести к науглероживанию трубы непосредственно в печи.

Соотношение толщины стенки трубы к ее наружному диаметру определяется из условий прочности трубы при ее изготовлении (гибах) и ограничивается мощностью 0 трубогибочной машины, Результаты исследований, проведенных при изготовлении труб опытных холодильников, представлены в табл.2.

Применение дополнительных прутков, приваренных по периметру трубы, обеспечивает в любом поперечном сечении равенство момента сопротивления, выбор диаметра прутка равным толщине стенки обеспечивает минимальное термическое напряжение в трубе, возникающее как в процессе приварки прутков к трубе, так и в процессе отливки холодильника.

На фиг. 1 показан холодильник доменной печи, поперечный разрез: на фиг. 2 - 5 схема расположения прутков на трубе.

Холодильник доменной печи состоит из чугунной плиты 1 и, залитых в нее в один ряд, охлаждающих толстостенных труб 2, которые армированы стальными прутками 3. Толщина слоя чугуна А над залитыми в плиту 1 трубами 2 составляет 1 -1,4 толщины стенки д трубы 2. Соотношение толщины стенки б трубы 2 к ее наружному диаметру D равно 0,20-0,15. Охлаждающие трубы 2 армированы прутками 3, диаметр которых d равен толщине стенки д .трубы 2, при этом прутки 3 смещены относительно друг друга вдоль вертикальной оси трубы 2 так, чтобы в любом поперечном сечении их было не менее трех.

Устройство работает следующим образом.

Охлаждающая вода подается в трубки 2, где происходит отвод тепла от плиты 1 холо- 5 дильника. В период заливки наличие тонкого слоя чугуна над трубками, равного толщине стенки и дополнительных прутков 3 по периметру трубок 2, способствует не только резкому снижению температуры стенок труб, но и интенсивному образованию нерасплавленной корки чугуна. Это обстоятельство практически исключает науглероживание трубок.

Преимущества предлагаемого устройства заключается в повышении надежности и увеличении срока службы, снижении удельного веса на единицу поверхности кожуха доменной печи, повышении производительности доменной печи из-за сокращения простоев.

0

5

0

0

5

Формула изобретения 1. Холодильник доменной печи, выполненный из стальных охлаждающих трубок, рЬсположенных в один ряд параллельно в чугунной плите, отличающийся тем, ч|о, с целью повышения надежности его в

работе, охлаждающие трубы снабжены армирующими стальными прутками, а толщина плиты над трубами составляет 1-1,4 толщины стенки трубы, при этом отношение толщины стенки трубы к ее наружному диаметру составляет 0,15-0,20.

Изобретение относится к области металлургий, а именно к конструкции плито- вых холодильников доменной печи; Цель изобретения - повышение надежности работы холодильников. Холодильник доменной печи выполнен из стальных охлаждаемых труб, расположенных в один ряд параллельно в чугунной плите. Охлаждающие трубы снабжены армирующими стальными прутками, а толщины плиты над трубами составляет 1-1,4 толщины стенки трубы, при этом отношение толщины стенки трубы к ее наружному диаметру составляет 0,15 - 0,20. Диаметр прутка равен толщине стенки трубы, прутки выполнены разрезными, расположены по длине трубы равномерно и смещены относительно друг друга вдоль вертикальной оси трубы, причем в любом поперечном сечении расстояния между прутками одинаковы. 2 табл., 2 ил. СО С

Науглероживание труб

Состояние поверхности труб

Таблица 1

Таблица 2

Фиг.1

(pi/г. 2