Устройство для охлаждения металлурги-чЕСКиХ пЕчЕй Советский патент 1981 года по МПК C21B7/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ

ПЕЧОЕЙ

1

Изобретение относится к производству металлов и сплавов в металлургических печах, например в -доменных, и может быть использовано в плавиль- j ных печах и хранилищах жидкого металла.

Известны устройства для охлаждения металлургических печей в виде металлических плит с встроенными в jg них трубами, по которым циркулирует охлаждающая среда.

Охлаждение может осуществляться технической )Водой либо кипящей химически очищенной водой (испарительное охлаждение) 1.

Известно устройство для охлаждения доменных печей, содержащее вертика.яьно и параллельно yпpaвляe «ыe между воздухом и футеровкой холодиль- , ные плиты с встроенньми в них охлажда- гадими трубками, соединенными с системой охлаждения 21.

Недостатком этих устройств является низкая охлаждаемая способность / холодильников в условиях высоких тепловых нагрузок, а также при прямом контакте с жидким чугуном, который подходит к холодильникам в результате разгара огнеупорной кладки, 50

взаимодействие жидкого чугуна сг охлаждающей водой при прогреве холодильника и охлаждающих трубок приводит к взрывам, вызывает тяжелые аварии- и простои доменных печей, потери производства и нередко человеческие жертвы.

В зонах печи без прямого контакта с жидкими продуктами плавки выход из строя охлаждающих трубок приводит к попаданию воды в печь. Ввиду длительности обнаружения и отк.шочения поврежденных трубок в печи может поступать большое количество воды, приводящей к расстройствам хода, а кроме того, возможно забивание ишхтовыми материалами труб холодильников, в том числе и целых.

Цель изобретения - повьииение надежности охлаждения и стойкости стен печи.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее две вертикальные и параллельно установленные между кожухом и футеровкой холодильные плиты с встроенньми в них охлаждакнцими трубами (змеевики) , охлаждающие трубы холодильной плиты, установленные у футеровки, выполнены в виде замкнутого контура, причем одна из У

в;етвей его. размещена в плите, ргюположенной у кожуха.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Вплотную к кожуху 1 установлены два ряда холодильных плит 4,которые скреплены между собой, но разделены прослойкой из высокоогнеупорного материала. I

Ближе расположенная к кожуху плита 2 содержит два ряда охлаждающих труб 5, выполненных, например, в вид змеевиков, плита 3 расположена дальш от кожуха, т.е. с рабочей стороны печи, содерж т один ряд охлаждающих тру (змеевиков) 7, который объединен в з амкнутый циркуляционный контур с одним из рядов труб плиты 4, например со змеевиком 5.

Второй ряд охлаждающих труб 6 плиты 2 подсоединен к существующей системе охлаждения с помощью соединительных трубопроводов.

Замкнутый циркуляционный контур, (Образованный рядами труб (змеевиков) 4, частично заполнен теплоносителем Ч:ерез штуцер 9, на котором установт ен датчик 10 давления, предназначенной для контроля за работой устройства.

В качестве теплоносителя может быть использована как химически очищенная вода, так и другие теплоносители - жидкометаллические или органические.

Устройство работает следующим образом.

; После установки холодильников на П;ечь и заполнения змеевиков 5 и 7 замкнутого циркуляционного контура устройство готово к работе.

После задувки печи включается существующая система охлаждения, т.е. по змеевику 6 пропускается охлаждающая среда.

Тепловая нагрузка от рабочего пространства печи передается через огнеупорную кладку или прямым путем - излучением, конвекцией и т,д, к холодильной плите 3, которая содержит один из рядов труб замкнутого циркуляционного контура.

Теплоноситель, содержащийся в охлаждающих трубах 7 плиты 3, -нагревается вплоть до изменения агрегатов состояния, т.е. вскипания, в результате разности температур теплоносителя, находящегося в плитах 3 и 2, генерируется движущий напор, приводящий в движение весь теплоноситель, заключенный в замкнутом циркуляционном контуре.

Более нагретый теплоноситель змеевиков 7 плиты 3 перетекает в Змеевик 5 плиты 2, где под действием охлаждающих труб б охлаждается, опускается в нижнюю часть плиты 2 и вновь поступает в обогреваемую плиту 3 в змеевик 7, причем скорость циркуляции в замкнутом циркуляционном контуре тем выше, чем больше тепловая нагрузка, приходящаяся на плиту

Условия циркуляции и работа замкнутого контура контролируется с помощью датчиков 10 давления.

При износе плиты 3 и прогаре, змеевика 7 происходит разгерметизация циркуляционного контура, о чем сигнализирует датчик, при этом исключается попадание больших количеств воды в печь и необходимость трудоемких работ по поиску и отключению прогоревших трубок.

Прослойка 4 между холодильными плитами вьтолнена из высокоогнеупорного материала, обладающего повышен.ной теплопроводностью, например из углеродистой или карбидкремниевой массы, что позволяет передавать тепл плите 2 через остс1вшуюся часть плиты 3. После полного износа плиты 3 начинает функционировать плита 2, осуществляя отвод тепла, как в существующих известных устройствах.

При установке предлагаемого устройства в зоне жидких продуктов плавки, например в горне и лещади доменной печи, устройство работает аналогичным образом,

В случае разгара кладки и подхода к холодильным плитам больших масс жидкого чугуна включается аварийная сигнализация.

При проплавлении плиты 3 и прогаре змеевика 7 также происходит разгерметизация циркуляционного контура однако контакта большого количества воды с жидким чугуном не происходит, т.е. исключаются взрывы и предотвращается авария.

Прямой контакт жидкогс чугуна с плитой 2, содержащей трубы с охлаждающей средой, исключается благодаря -наличию высскоогнеупорной прослойки 4, что позволяет нормально эксплуатировать печь и принимать технологические меры ПС наведению защитного слоя гарниссажа в месте подхода чугуна.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет существенно повысить нал;ежнссть охлаждения, продлить срок службы доменной печи, исключить попадание в печь больших количеств воды и трудоемкие работы по поиску и отключению прогоревших холодильников, а также обеспечить взрывобезопасность и исключит прорывы горна и лещади при подходах жидкого чугуна.

Формула изобретения

Устройство для охлаждения металлургических печей, содержащее две вертикально и параллельно установленные между кожухом и Футеровкой холодильные плиты с встроенными в них охлаждающими трубами, соединенными с системой охлаждения, о т л и ч а щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности охлаждения и стойкости стен печи, охлаяодающие трубы холодильной плиты, установленной у футеровки, выполнены в виде замкнутого контура, причем одна из ветвей его размещена в плите, располокенной у кожуха.

Источники информгэцин, принятые во внимание при экспертизе

гоохл «„е г°-е.;::.---г--„°

М., Металлургиздат, 1962. - «и2, Леонидов Н,К, Сооружения и оборудование доменных цехов. М,, Металлургиздат, 1955, с.6О-61,