Устройство охлаждения доменнойпЕчи Советский патент 1981 года по МПК C21B7/10 

Изобретение относится к металлургии, в частности к доменным печам или другим печам Шахтного типа с холодильными плитами. Известны конструкции доменных печей, включающие кожух с прикрепленными к нему хсзлодильными плитами, футеровку, теплоизоляцжжные и компенсационные слои. В печах этого типа зазор между холодильными плитами и кожухом заполнен теплоизоляционным материалом, котфый одновременно выполняет функции компенсационного слоя, воспринимающего радиальный температурный рост холодильных плит и примыкающей к ним вплотную огнеупорной футеровки. Крепление холодильных плит к кожуху выполнено на болтах. При этом трубки для подвода и отвода воды, залитые в теле холодильных плит, не выполняют роль крепежных элементов. Между кожухом и холодильными плитами установлены упругие элементы (тросы, пружины), с помошью которых peгyлfфyeтcя н обес- печивается совместная работа кожуха, футеровки и холодильных плит. В процессе эксплуатации при деформациях упругих элементов и компенсационного слоя происходят радиальные перемещения болтов и трубок относительно кожуха, поэтому их крепления к кожуху выполнены подвижными с помощью комйенсаторов различного типа jl Однако эти конструкции не получили широкого распространения из-за высокой трудоемкости изготовления и монтажа кожуха и элементов холодильных плит, а также большого количества отверстий, ослабляющих кожух Доменной печи и нарушающих его газоплотность и эксплуатационную надежность при высоких параметрах внутреннего избыточного давления газовой среды. Наиболее близкой по техническсА сущности к предлагаемому является конструк ция доменных печей, в которсй крепление холодильных плит к кожуху осуществляется болтами (3-4 болта для крепления одной плиты). Между холодвльншми плитами в кожухом Б местах установки крепежных болтов размещены металлические прокладки (бобышки), либо деревянные брусья, с помощью которых фиксируется зазор (254О мм) между кожухом и холодильными клнтамн. Этот зазор заполняется шамотно гяйнисто Ц8ментным раствором, для заливки .в кожух врезаются специальные штуцеры. Компенсационный слой. воспринимающий температурный рост фугеровки, выполняется между холодильными плитами и футеровкой l2. Однако трубки для подвода и отвода охлаждающего arei-ifa (воды или пара),заЛйтые в теле холодильных плит, не выполияюг крепящей роли. В доменнйге печах такой конструкции имеются также значительные сосрёдото-.: ченные нагрузки (до 30-50 т в точке) на кожух печи or температурного распора футеровки через металлические прокладки (бобышки) в местах установки крепежных болтов. Как правило, эги боягы и бобышки устанавливаются достаточно близко к краям хоподильньпс плит, что дополнительно стесняет температурные перемещения этих плит и вызывает соответствующие напряжения в кожухе печи, В-процессе эксплуатацки это очень часто приводит к появлению трещин в кожухе печи и холодильных плит, так как металлические бобышки не позволяют передавать распорные радиальные нагрузки на кожух по площади через шамотно-глинисто- цементный раствор, заполняющий зазор между кожухом и холодильными плитами. Эти воздействия можно .достаточно точно рассчитать, если учесть реальную разнту модулей упругоети раствора к металлических бобышек и есгественное коробление холодильных плит из-за их неравномерного нагрева по толщине в процессе.эксплуатации. Кроме того, большое количество отверстий в кожухе печи для подводящих и отводящих охлаждение трубок и крепежных . болтов зуществейно усложняет, изготовление, монтаж я дополнительно ослабляет кожух иечи, снижая ее эксплуатационную надежйость. Цель изобретения - упрощение ксиструкцки. снижение трудоемкости изготовлени имонтажа и увеличение надежности конструкгивных элементов доменной печи. Поставленная цель достигается тем, что fiMPUHoft гтйчй: включающей КОЖУХ, хоЕ доме -1ной печй, включающей кожух, холодйльные плиты, футеровку и изоляционные слои, между кожухом и холодильными плитами в теплоизоляционном слое установ лены низкомодульные прокладки, в верх них углах холодильных плит выполнены пазы, в которые уложены фиксаторы, обьединяющие холодильные плиты между собой и замкнутые кольца и допускающие свободньй температурный рост каждой холодильной плиты. Низкомодульные прокладки выполнены из деревянных брусков, прикрепленных к холодильным плитам гибкими металлическими элементами, залитыми в тело холо- . Дильных плит. Фиксаторы.выполнены металлическими огнеупорного материала. Крепление холодильной плиты к кожуху выполнено Б зоне центра тяжести холодильных плит, причем одним болтом, либо на сварке с помощью стального листа с отверстием. .На фиг. 1 схематически изображена доменная печь, разрез: на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 1, с креплением холодильной плиты к кожуху на сваркв- с помощью стального листа с отверстием; на фиг. 4 - то же, с креплением холодильной плиты к кожуху одним болтом; на фиг. 5 - верхний угол холодильной плиты с пазом для уклаакк фиксатора. Доменная печь включает стальной кожух 1, прикрепленные к кожуху чугунные холодильные плиты 2, футеровку 3 из огнеупорных материалов (например шамота, высокоглинозема, углеродистых блоков и т,п.), теплоизоляционный слой 4 между кожухом 1 и холодильными плитами 2, котррый выполнен из шамотно-цементного раствора, компенсационный слой 5 между холодильными плитами 2 и футеровкой 3, котррый выполняется из разного рода засьток или углеродистой массы, и компенсационный зазор 6 между кожухом 1 и футеровкой 3, заполняемый, например, шлако-асбесговой засыпкой или каолиновыми высокоглиноземистыми изделиями типа матов, и расположенной в шахте доменной печи выше зоны, охлаждаемой холодильными плитами 2. Холодильные плиты 2 установлены гаКИМ образом, что между ними имеются и горизонтальные зазоры 7, углеродистой набойкой, РУбки 8 для подвода и отвода охлажДающего агента под давлением (воды или защитные трубы 9 замоноличены в теле холодильных плит 2. В верхних углах холодильных плит 2 . выполнены пазы Ю. Гибкие металлические 583 скобы 11 запиты в геле холодильных «лиг 2 и служат для крепления низкомодульных гфокладок 12, которые изготовлены, например, из деревянных-брусков. Низкомодульные прокладки 12 установлены в геплоизоляционном слое 4. В пазы 1О уложены фиксаторы 13, объединяющие холодильные плиты 2 между собой в замкнутые кольца. Фиксатс ы 13 изготовлены из металла или из огнеупорного материала, например стали, чугуна или шамота. Крепление холодильных плит 2 к кожуху 1 осуществляется при водяной системе охлаждения с помощью стальных листов 14 с отверстием котфые по периметру привариваются к кожуху 1 сварным швом IS, а по краю отверстия привариваются сварным швом 16 к защитной трубе 9. РСрепление выполняется в зоне центра 20 тяжести холодильной плиты 2 (фиг. 3). При пароиспарительной системе охлаждения, когда нет возможности все труб ки 8 объединить в одном месте, крепление холодильных плит 2 к кожуху 1 осуществлено одним болтом 17, который установлен в зоне центра 20 тяжести холодильной плиты 2. Газоплотность крепления обеспечивается накладкой 18 и сварными швами 19.Накладки 14 и сварные швы 15 и 16 в этом случае служат Только для обеспечения газоплотности кожуха и не выполняioT крепящей роли. При эксплуатации доменной печи предлагаемой конструкции совершенно исключается возможность передачи сосредоточенных нагрузок на кожух и холодильные плиты. Все нагрузки от температурного , роста футеровки и холодильных плит распора, шихтовых материалов (не показаны) передаются на кожух только по площади через теплоизоляционный слой 4, выполненный из шамотно-цементного раствора. Низкомодульные прокладки 12, прикрепленные к холодильным плитам 2 гибкими элементами 11, при монтажеобеспечивают возможность установки холодильных плит 2 относительно кожуха 1 с необходимым зазором. Способы монтажа холодильньос плит при этом практически не от- личаются от. известных приемов и не вызьшают каких-либо затруднений. После заполнения зазора шамотно-цемантным paствором низкомодульные прокладки 12, .. например деревянные бруски, в отличие от ранее применяемых металлических прокладок (бобьш1ек), не принимают участия в 36 передаче нагрузок от температурного росТ холодильных плнт 2 и футеровки 3 на кожух 1. При этом заполнение зазора холодильными плитами и кожухом шамотно-цементным раствором должно быть обеспечено на 10О%. Желательно, чтобы заполнение этого зазора ..шамотно-цементным раствором производилось после монтажа одного ряда холодильных плит, Подача раствора может производиться снизу с помощью известного оборудования под давлением в зазоры 7 между плитами. В этом случае не требуется врезать в кожух специальные штуцеры. Такое заполнение зазора растворами .нисколько не усложняет и не удлиняет монтажа доменной печи, но обеспечивает качественное выполнение этих работ и, следовательно, надежную совместную работу конструктивных элементов, составляющих многослойную стенку доменной печи. процессе эксплуатации на шамонтно«ементный раствор передают радиальные сжимающие нагрузки i (через тело холодильнък плит) до 10-15 кгс/см , поэтому его радиальная деформация не превышает О,3О Такре относительное смещение холодильных плит обеспечивается гибкостью стальных листов 14 без возникновения больших сосредоточеннък усилий в кожухе и плитах, Предлагаемое решение позволяет дополнительно уменьшить количество отверстий в кожухе гфимерно на 75%, т.е. на 15ОО-2000 за счет исключения соответствующего количества крепежных болтов. Это, во-первых, повышает надежность работы кожуха при эксплуатации, улучшает газоплотносгь конструкции в целом, во. вгсюых. снижает трудоемкость проектиро- вгсчэых, снижает трудоемкость проектиро j . вания, изготовления и монтажа конструкции. Уменьшение количества крепежнък болтов до одного на плиту или полный отказ от болтов компенсируется укладкой фиксатсров 13 в пазы Ю холодильных плит 2. Фиксаторы 13 объединяют холодильные плиты между собой в замкнутые кольца, что исключает возможность обрушения холодильных плит при случайных разрушениях крепежнък элементов даже в нескольких плитах одновременно, Размеры фиксаторов 13 меньше (на 5-1О мм) размера пазов Ю, поэтому их укладка не вызътает никаких затруднений при монтаже, а при эксплуатации они до- пускают свободный температурный рост каждой холодильной плиты. Уставку фиксаторов наиболее целесооб разно выполнять в холодильных плитах шахты печи, где обычно футеровка быстро изнашивается и не может препятствовать обрушению холодильных плит. Часто на доменных печах применяются смешанные системы охлаждения. Для холо дильных плит шахты применяется паро - испарительная система охлаждения, а для плит горна-водяная система. Поэтому холодильные плиты шахты можно крепить с помощью одного оолта (фиг. 4), а холодильные плиты горна - с помощью сталь- Ного листа с отверстием (фиг. 3) Холодильные плиты шахты на доменных печах больших объемов обычно имеют горизонтальные выступы (не показаны) для опирания футеровки. Предлагаемая конструкция может быть эффективно применена и в этом случае, г.олько горизонтальные выступы следует устраивать в центральной или нижней частях холодильных плит. Предлагаемая конструкция доменной печи может быть эффективно применена при сооружении современных крупных печей и при реконструкции существующих доменных печей, так как j 4HTbiBaeT и обеспечивает совместную работу всех основных конструктивных элементов. Экономический эффект обеспечивается за счет увеличения надежности печи, что существенно снижает эксплуатационные расходы на ремонты трещин в кожухах. Простота конструкции обеспечивает существенное снижение трудоемкости проектирования, изготовления и монтажа. 63 38 Формула изобретения 1,Усгрсйство охлаждения доменной печи, содержащее прикрепленные к кожуху холодильные плиты, футеровку, теплоизоляционные и компенсадишные слои, прокладки из деревянных брусков, расположенные между холодильником и кожухом, отличающееся тем, что, с целью упро- . щёния конструкции, снижения трудоемкости изготовления и монтажа и увеличения на-, дежности конструктивных элементов доменной печи, в верхних углах холодильных плит выполнены пазы, в которые уложены фикс агоры, 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что фиксаторы выполне ны металлическими либо из огнеупорного материала. 3.Устройство по п. 1,.о т л и ч а ю щ е е с я тем, что холодильные плиты прикреплены к кожуху в их центре тяжести. 4,Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что крепление холодильной плиты к кожуху-выполнено одним болтом, либо посредством приваренного стального листа с отверстьем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3314668, кл. С 21 В 7/10, 1967. 2.Леонидов Н. К. Сооружение н оборудование доменных цехов. M.j 1955, с. , рис. 27.

Фиг,1

иг.2

Фиг.З

Фме.4

Фиг. 5

ВНИШШЗаказ 4068/86Тираж 618Подписное

t

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг./

.Z