Желоб для выпуска чугуна Советский патент 1993 года по МПК C21B7/14 

Изобретение касается конструкции жеоба для потока расплавленного чугуна во время выпуска плавки из доменной печи, а акже способа охлаждения такой конструкции.

Целью изобретения является устранение или уменьшение указанных проблем и в частности, создание конструкции желоба для потока жидкого чугуна, который хорошо приспосабливается к температурным напряжениям и меньше подвержен образованию трещин.

Это достигается тем, что предлагаемый елоб для потока жидкого чугуна во время выпуска плавки из доменной печи содержит рабочую футеровку, образующую желобооб- разную поверхность, по которой течет чугун, постоянную футеровку снаружи изнашивающейся (рабочей) футеровки и внешнюю футеровку с высокой теплопроводностью снаружи постоянной футеровки, Внешняя футеровка имеет нижнюю стенку и две расположенные друг против друга боковые стенки, соединенные своими нижними концами с нижней стенкой. Снаружи и примыкая rip крайней мере, кГодной, но не ко всем упомянутым стенкам упомянутой наружной футеровки имеется, по крайней мере, один изолирующий футероврчный слой. Другая или другие из упомянутых стен упомянутой наружной футеровки связаны с теплорассеивающими средствами. Изолирующий футероврчный cWpn предпочтительно состоят, п.о крайней мере, частично из Огнеупорного материала. Возможно, например, чтобы горизонтальная нижняя стенка наружной футеровки непосредственно не охлаждалась, а непосредственно граничила бы Снаружи с изолирующей футеровкой в то время, как все тепло, подлежаЩее.рассёйванию через две боковые стенки наружной футеровки, отводилось водяным или воздушным охлаждением упомянутых боковых стен. В этом случае, для предотвращения попадания выплескивающегося жидкого чугуна из желоба с обеих сторон боковых стен конструкции желоба, сверху на последнюю устанавливаются горизонтальные; закрывающие плиты.

Однако, предпочтительно для двух боковых стен, чтобы они непосредственно примыкали снаружи к изолирующим футе- ровочным слоям, а нижняя стенка, чтобы соединялась с тепдорассеивающими средствами, которые предназначены для рассеивания тепла от нижней стенки. Таким образом, боковые стенки охлаждаются через нижнюю стенку, с которой они находятся в контакте.

Желательно, чтобы наружняя футеровка имела бы коэффициент теплопроводности выше, чем 29 Вт/м К. Тогда наружная футеровка изготавливаете предпочтительно

5 из графита.

Для увеличения срока службы конструкций желоба желательно, чтобы между постоянной футеровкой и. по крайней мере, частью наружной футеровки был один или

более слоев из сжимающегося материала, например, слой войлока, для приема на себя расширения конструкции во время работы. Кроме того, по той же причине желательно, чтобы конструкция желоба, по крайней ме5 ре, частично снабжалась бы слоем из сжимающегося материала с наружной стороны изолирующих футеровочных слоев.

Кроме того, конструкция желоба может быть предпочтительно снабжена в качестве

0 наружной опоры стальной нижней плитой.

Последняя служит в качестве основания или

. : фундамента для создания конструкции. В

: этом случае желательно, чтобы тонкий разделяющий слой с низким коэффициентом

5 теплопроводности располагался между стальной нижней плитой и наружной футеровкой таким образом, чтобы температура стальной нижней плиты не превышала требуемой максимальной температуры 200°С в

0 то время, как этот тонкий разделительный

; слой передает достаточно тепла стальной

нижней плите для достижения требуемого

охлйждёйия Наружной футеровки. Для ряз. делительного слоя достаточно иметь коэф5 фйциент теплопроводности порядка от 1 до 5 Вт/м К и предпочтительно, от 1 до 2 Вт/м К. v ,, Предпочтительно, теплорассеивающие

средства предназначены Для рассеивания

0 тепла от стал ьной нижней плиты с помощью принудительного воздушного охлаждения. Нижняя часть конструкции желоба, т.е. стальная нижняя плита, и окружающие части, на которые опирается желоб, может

45 иметь щель или щели, через которые может подаваться охлаждающий воздух для отвода тепла от стальной нижней плиты. Это . м ожно достичь путем соединения вытяжного вентилятора с Одной стороной упомяну50 тых щелей. Однако, наилучшие результаты достигаются, если теплорассеивающие средства содержат средства для создания избыточного давления на стороне выпуска охлаждающего воздуха. В этом случаеобес55 пёчивается возможность направить значительно больший поток охлаждающего воздуха вдоль стальной нижней плиты, чем при использовании вытяжного вентилятора..

На чертеже представлен предлагаемый желоб, поперечное сечение.

По желобообразной поверхности спускного желоба 1 движется расплавленный чугун, идущий из выпускного отверстия доменной печи, и которая образована рабочей футеровкой 2. Для изготовления последней, которая может состоять из нескольких слоев, способных перемещаться относительно друг друга, могут использоваться различного типа материалы, однако обычно применяется огнеупорный бетон,

С наружной стороны к рабочей футеровке непосредственно примыкает углеродная промежуточная футеровка 3 из аморфноуг- леродных кирпичей, образующая постоянную футеровку для температурного выравнивания рабочей футеровки. Снаружи к этой промежуточной футеровке-примыка- ет. изолирующий слой из огнеупорного бето- на. Снаружи изолирующего слоя .4 находится кирпичная внешняя футеровка, состоящая из двух расположенных друг против друга боковых стен 7 и нижней стен- ш 6. Изолирующий слой 4 предотвращает повышение температуры футер&вки 6, .7 свыше 600°С. .- ; . ;:/.: л .: Д , Для приспосабливания к тепловом у расширению конструкции спускного жело ба в процессе работы он снабжен сжимаю- щим и с я ке р а м и ч ее к и м и войлочными слоями 15, 16, расположенными между боковыми стенками 7 внешней футеровки и изолирующим слоем 4 и промежуточной Фу теровкой 3 соответственно., .:.

Внешняя футеровка 6, 7 состоит из тёплопроводного материала. Кирпичи распрложены, для обеспечения хорошего теплового потока, без изолирующих слоев между ними, Если имеются щели, то они заполняются раствором с высокой проводимостью. При использовании углерода, графита или полуграфита, но предпочтительно графита для кирпичей внешней футеровки 6, 7 в ней достигается достаточная теплопроводность, в частности, в местах соединения боковых стен 7 с нижней стенкой 6, в результате чего можно укладывать изолирующие футеро- вочные слои 8, 9. непосредственно примыкающие к боковым стенкам 7, отводя при этом тепло только через нижнюю стенку 6. Слой 8 является огнеупорным и выполнен из бетона с высоким содержанием окиси алюминия, Слой 9 может не быть огнеупор- ным и изготавливается из бетона с высоки- ми изолирующими свойствами без огнеупорных качеств.

Для обеспечения возможности расширения, желательно также, чтобы спускной желоб снабжался слоем 14 из сжимающегося материала, который располагался на наружной стороне футеровочных слоев 8, 9 со стороны боковых стен. Слой 14 изготавливается из керамического войлока.

С нижней стороны спускного желоба установлена несущая стальная нижняя плита 10, между ней и нижней стенкой 6 наружной футеровки расположен разделительный слой 11, выполненный в виде тонкого изолирующего слоя, например из огнеупорного бетона. Толщина и теплопроводность этого слоя выбираются такими, чтобы он проводил достаточно тепла к стальной плите 10, .но предотвращал бы повышение температуры плиты свыше 200 .°С.;

Этот тонкий слой 11с низкой теплопроводностью имеет важное значение. Желоба страдают, например, расстрескиванием изнашивающейся, т.е. рабочей и постоянной футёровок. Эта вероятность увеличивается, когда жидкий чугун достигает нижних частей желобов. В этомслучае графитовый слой 6, 7 выполняет защитные функции за счет замораживания жидкого чугуна в твердое состояние. Если бы этого слоя не было, то имело бы место сильная и местная тепловая нагрузка на стальную плиту 10 рядом с графитовым слоем, Это привело бы к быстрому выхбду из строя стальной плиты. Слой 11 обеспечивает распространение тепловой нагрузки графитового слоя и, как следствие, срок службы стальной плиты увеличивается . . . . ;,. .Охлаждение желоба осуществляется .принудительным воздушным охлаждением или иным способом стальной нижней плиты. В представлен ко и конструкции применяется принудительное воздушное охлаждение. Охлаждающий воздух вдувается через щели 12 между стальной нижней плитой 10 и конструкцией, на которую опирается спускной жёлоб (секции 13), для рассеивания тепла от стальной нижней плиты 10. Вдувающие средства, например вентилятор, находится выше по ходу движения воздушного потока от щелей 12, Стальная плита 10 имеет толщину порядка 0,7 см, но может быть и толще....Л . :

Как отмечалось, слои б и 7 выполнены из кирпича. Остальные слои 2, 4, 8, 9, 11 выполняются из отливаемого материала. Как отмечалось выше, теплопроводность различных слоев выбирается в соответствии с их назначением в качестве хороших или низких теплопроводников. В описанной конструкции, теплопроводности выбранных материалов находятся в приводимых ниже диапазонах, которые являются предпочтительными:

Слой Теплопроводность, Вт/м К

2около 2

35-15

А1-5

6,750-100

81-5

90,5-1 :

111-5, в частности,

около 2

Желоб, представленный на чертеже, имеет также крышки 17, расположенные с каждой его стороны и изготовленные из отливаемого бетона с высоким содержанием окиси алюминия, предназначенного для предотвращения контактирования жидкого чугуна, выплескивающегося из желоба, со слоями 3, 4,7. 8, 9. В частности, слои 8, 9с высоким изолирующим свойством могут не обладать огнеупорными свойствами и могут не выдерживать контакт с жидким чугуном. Для дальнейшей их защиты над ними предусмотрен слой 18, изготовленный из литого бетона с высоким содержанием окиси алюминия. Таким образом, снаружи описанной конструкции желоба показана бетонная конструкция 19, которая на практике может быть существующей конструкцией, в которой встроен желоб. С ее внутренней стороны имеетс-я слой 20 из бетона и тонкие слои 21 и 22 из раствора и бетона с высоким содержанием окиси алюминия для образования гладкой поверхности для монтажа спускного желоба.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и я 1. Желоб для выпуска чугуна из домен- ной печи, содержащий рабочую футеровку, расположенную снаружи нее постоянную

футеровку и внешнюю футеровку, имеющую высокую теплопроводность и покрывающую днище и боковые стенки, а также систему охлаждения, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы, по крайней мере, одна из стенок внешней футеровки снабжена по крайней мере, одним изолирующим слоем, а другая или другие стенки имеют возможность отвода тепла системой охлаждения.

2. Желоб по п.1, о т л и ч а ю щи и с я тем, что боковые стенки внешней футеровки имеют снаружи изолирующие слои, а днище имеет возможность отвода тепла системой охлаждения.

3. Желоб по п,1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что внешняя футеровка имеет теплопроводность 29-100 Вт/мк.

4. Желоб по п,1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что между постоянной футеровкой и по крайней мере частью внешней футеровки выполнен по крайней мере, один слой компенсации температурного расширения.

5. Желоб по п,1, отличающийся тем, что снаружи по крайней мере части изолирующих слоев выполнен по крайней, мере один слой компенсации температурного расширения.: .

6. Желоб по .пп..1 и 2, отличаю щи й- с я тем, что система охлаждения содержит стальную плиту, а также тонкий промежуточный слой с более низкой, чем у внешней Футеровки, теплопроводностью, расположенный между внешней футеровкой и Стальной плитой, при этом теплопроводность промежуточного слоя составляет 1- 5 Вт/мк..

Сущность изобретения: конструкция желоба, т.е. спускного желоба для- потока жидкого чугуна при выпуске плавки из доменной печи, содержит рабочую футеровку 2, образующую поверхность, по которой те Я 1Q 15 16 .А .1 д.дд чет чугун, постоянную футеровку 3 снаружи рабочей футеровки и внешнюю футеровку 6, 7 с высокой теплопроводностью снаружи постоянной футеровки. Внешняя футеровка имеет нижнюю стенку или днище 6 и две расположенные друг против друга боковые стенки 7. Для улучшения стойкости к температурным напряжениям снаружи и примыкая по крайней мере к одной, но не ко всем из стен внешней футеровки предусмотрен по крайней мере один огнеупорный изолирующий футеровочный слой 8, 9, а другая или другие стенки наружной футеровки связаны с теплорассеивающими средствами 10, 11, 12. 5 з.п. ф-лы. 1 ил.