Подвесной свод дуговой печи Советский патент 1986 года по МПК F27D1/02 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к конструкции сводов дуговых печей. Известен свод дуговой печи, включающий периферийную часть из огнеупорных изделий и водоохлаждаемую центральную часть. Периферийная часть выполняется кольцевыми рядами по поверхности усеченного конуса цен тральная часть - в виде плоского водоохлаждаемого короба. Однако, значительные механические нагрузки, испытываемые кладкой, при водят к ускоренному износу огнеупор и также снижают стойкость свода, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является свод дуговой печи, включающий сводовое кольцо, кольцевую огнеупорную кладку периферийной части свода, центральное кольцо с выполненной в нем огнеупорной футеровкой центральной части, подвесные балки, шарнирно-соединенные со сводовым и центральным кольцами, и жестко связанные со сво довым и центральным кольцами опор- .ные балки. Центральное кольцо установлено на расстоянии 0,4-0,6 длины дуги от центра свода до сводового кольца и заложено в кладку свода не более чем на 3/4 его толщины. Однако регулирование напряжений кладке свода осуществляется на сводовом кольце в ограниченном количест ве точек, равном количеству опорных балок, что уравнивает напряжения на значительных площадях футеровки свод и не соответствует действительному более локализованному распределению напряжений в кладке. Кроме того, центральное кольцо расположено в кладке свода, в результате чего пери ферийная и центральная части образуют один купол, в связи с чем футеровка центральной части воспринимает максимальные термические нагрузки, обуславливаемые температурой рабочего пространства печи. Целью изобретения является увеличение срока службы свода, Поставленная цель достигается тем что крепление подвесных балок к центральному кольцу осуществляется с помощью тяг,.проходящих в регулируемых пружинах, установленных э направ ляющих на заплечики, которые жестко закреплены на центральном кольце, а центральное кольцо расположено над кладкой периферийной части свода на высоте 0,7-6,0% ее радиуса, причем футеровка центральной части свода перекрывает 1-5 кольцевых рядов кладки периферийной части свода. Такая конструкция свода дает возможность значительно уменьшить термомеханические напряжения в его футеровке, В дуговых печах, имеющих высокую температуру рабочего пространства, например, в ферросплавной дуговой печи с температурой расплава 1850-1950°С, применение свода обычной конструкции не обеспечивает достаточную стойкость футеровки, Регулирование напряжений в кладке свода, осуществляемое на центральном кольце во многих точках, позволит более гибко разгружать кладку за счет снятия напряжений в отдельных небольщих ее участках. Кроме того, установлено, что приподнимая центральную часть свода на высоту, например, 0,3; 0,5; 0,8.м от первоначального положения рабочей поверхности можно добиться уменьшения в его кладке максимальной температуры, принятой на 173°С (температура расплава принималась равной 1950°С), Такое снижение температуры в футеровке центральной части приведет к дополнительному снижению в ней напряжений, что позволит значительно уменьшить скорость износа футеровки и увеличить стойкость свода. Наиболее рациональным вариантом конструкции является выполнение с перекрытием центральной частью свода 1- 5 кольцевых рядов кладки периферийной части свода, что при использовании в качестве уплотняющих зазор огнеупорных материалов или уплотнения паром обеспечивает достаточно надежное и эффективное уплотнение. На фиг, 1 изображен свод, вид сверху; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, I; на фиг, 3 - вид по стрелке Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг, 1; на фиг, 5 - узел крепления I на фиг, 2j на фиг, 6 - узел крепления II на фиг, 2, Кольцевая кладка периферийной части 1 свода выполнена в сводовом кольце 2, а футеровка центральной части 3 - в центральном кольце 4, Центральная часть 3 может выполняться из огнеупорных изделий или из огнеупорного бетона. К Кронштейнам 5 3 на сводовом кольце 2 шарнирно на ос 6крепят подвесные балки 7, вдоль которых в кладке периферийной части закладывают пластины 8, скреплен™ ные с помощью штырей 9 с кирпичами 10. К сводовому кольцу 2 жестко кре пят опорные балки 11, на которые верхними заплечиками 12 подвешивают центральное кольцо 4. Центральное кольцо 4 жестко закрепляют на опор- ных балках с помощью болтов 13 и га ек 14. Второй конец подвесных балок 7шарнирно на осях 15 соединяют с центральным кольцом 4 тягами 16, проходящими в пружинах 17, установ- ленными в направляюиих 1В на нижние заплечики 19 центрального кольца 4. Пружины 17 через шайбы 20 затягиваю ся гайками 21, расположенными на тя гах 16. При изготовлении свода на шаблон устанавливают сводовое кольцо 2 и наносят краской окружность, диаметр которой соответствует диаметру пят центрального кольца 4, Затем выполняют кольцевую кладку периферийной части 1, последний ряд которой выкладывают за нанесенной на шаблон окружностью. Количество кольцевых рядов, выкладываемых за линией окружности, не должно превышать пяти. При выполнении кладки периферийной части 1 вдоль линии расположения подвесны балок 7 закладывают пластины 8, скрепляемые штырями 9 с кирпичами 10. После окончания кладки перифери ной части 1 к кронштейнам 5 на свод вом кольце 2 на осях 6 крепят подвесные балки 7 и загибают на них пластины 8. Футеровку центральной части 3 выполняют независимо от выполнения кладки периферийной част 1. Для этого на шаблон с тем же радиусом сферы устанавливают цент- ральное кольцо 4 и производят вьшол нение футеровки центральной части 3 которая может выполняться либо из огнеупорных изделий, либо из огнеупорного бетона. После этого центральное кольцо 4 с футеровкой центральной части 3 с помощью приваренных к нему верхних заплечиков 12 подвешивают на опорные балки 11 и жестко закрепляют на них болтами 13 и гайками 14. Затем в отверстия нижних заплечиков 19 центрального кольца 4 по направляющим 18 пропус- 7 тяги 16, которые соединяют осякаютми 15 с подвесными балками 7, после чего сверху на тяги 16 надевают пру- жины 17, опирая их на заплечики 19 и затягивая через шайбу 20 гайками 21, Предварительное снятие напряжений в кладке периферийной части 1 свода осуществляют подтягиванием тягами 16 подвесных балок 7 к центральному кольцу 4 за счет сжатия пружин 17 на определенную величину. При работе печи и росте свода подвесные бапки 7 поднимаются вверх, перемещая тем самым тяги 16 и ослабляя пружины 17. Для получения требуемой величины разгрузки свода пружины необходимо вновь затянуть гайками 21. Зная характеристику пружины, можно таким образом разгружать кладку свода на определенную величину в течение всей кампании. . Расстояние между центральным кольцом 4 и кладкой периферийной части 1 свода, равное 0,7% от ее радиуса и являющееся нижним пределом, не может быть меньше по причине расположения между ними подвесных балок. .Верхний предел расстояния, равный 6% от радиуса кладки периферийной части, не может быть превышен изза ограничения по высоте, определяемого расположением электрододержа- телей. Зазор между футеровкой центральной части 3 и кольцевой кладки периферийной части 1 может уплотняться с помощью огнеупорных материалов (изделий, изоляционных волокнистых материалов и т.д.) и огнеупорных растворов. Кроме того, может быть использовано уплотнение паром, которое должно.благоприятно отразиться на стойкости футеровки центральной части 3 свода. Данная конструкция подвесного свода, предусматривающая регулирование напряжений в кладке периферийной части и поднятие футеровки центральной части позволит эффективно разгрузить всю кладку свода от термомеханических напряжений, уменьшить износ огнеупоров и значительно повысить стойкость свода. Применение подвески кладки периферийной части свода позволит вырабатывать ее до меньшей остаточной толщины (до 70-

100 мм вместо 200-300 мм, что имеет место в настоящее время в своде 100дуговой электропечи). Кроме того, расположение водоохлаждаемого цент-рального кольца над кладкой периферийной части обеспечит его защиту со стороны рабочего пространства печи и надежную эксплуатацию.

Применение в промышленности та- кой конструкции свода дуговых печей позволит снизить расход огнеупоров J и увеличить производительность печей за счет снижения простоев агрегатов во время ремонтов и замен сводов, что вместе взятое обеспечит значительный экономический эффект.

1. ПОДВЕСНОЙ СВОД ДУГОВОЙ ПЕЧИ, содержащий сводовое кольцо, кольцевую огнеупорную кладку периферийной части, центральное кольцо с выполненной в нем огнеупорной футеровкой центральной части, подвесные балки, шарнирно соединенные со сводовьм и центральным кольцами, и Жестко связанные со сводовым и центральным кольцами .опорные балки, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы, свод снабжен тягами для крепления подвесных балок к центральному кольцу, проходящими в регулируемых пружинах, установленных в направляющих на заплечики, жестко закрепленные на центральном кольце, расположенном над кладкой периферийной части свода на высоте 0,7-6,0% ее радиуса, 2. Свод по п. 1, отлича(Л ющийся тем, что футеровка центральной части свода перекрывает 1-5 кольцевых рядов кладки периферийной части свода. 00 о о СП Од ч1