Воздухонагреватель доменной печи Советский патент 1982 года по МПК C21B9/00 

(54) ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕ.ПЬ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

1

Изобретение относнтся к черней металлзрпш, в частности к устройству воздухонагревателя доменнш печи, и может быть использовано в конструкциях сосудов, работающих под давлением.

Наиболее близким к предлагаемому по . технической сущности и достигаемому результату является воздухонагреватель доменной печи, содержащий огнеупорную футеровку,-металлический кожух, на наружной поверхности которого уложена металлическая кольцевая оплетка 1.

Основное назначение оплеток и бандажей предохранение воздухонагревателя от вертикальных разрывов кожуха иа значительную высо; ту с выбросом кирпичей футеровки.

В случаях, когда принимают специальные меры для более эффектавного включения бандажей в работу кожуха, они могут уменьшить кольцевые напряжения в кожухе, вызванные термическим расширением футерсжки и внутренним избыточным давлением.

Однако элементы усиления никак не улучшают работу кожуха в меридиональном

направлении, не снижают меридиональных напряжений и не препятствуют образованию горизонтальных трещин и разрьтов кожуха. Между тем, как показывают экспериментальные исследования действительной работы футерованных конструкций, в кожухах воздухонагревателей уровень меридиональных напряжений от термического расширения футерювки часто превышает уровень кольцевых йапряжений. Известно немало образования го10ризонтальных трещин и разрывов кожухов на воздухонагревателях Донецкого метзавода, ДМЗ им. Дзержинского, метзавода Запорожсталь и других. Имели место и аварии, при котор 1х купол воздухонагревателя полностью

15 отрывался и улетал на значительное расстояние.

Подобные разрушения связаны, прежде всего, с недостаточней прочностью кожуха в меридиональном направлении. Расчеты воздухонагревателей, выполненные в ГПИ ДнепрПСК

20 при экспертизе проектов реконструкции по МММ УССР за последние годы, также показывают, что в большинстве случаев мерндиоиальные напряжения в кожухе выще кольцевых. 390 Цель иэобретекня - itesime-rfi e стойкости кожуха воздухонагревателя и повышение вслед ствие этого температуры горотего Д}тья. Поставленная цель достигается тем что в воздухонагревателе доменнот печи, содержащем огнеупорную футеровку, металлический кожух, на наружной стенке которого уложены в кольцевом направлении металлические элементы усиления, на наружной стороне кожуха по его образующим установлены продольные элементы усиления, верхние концы которых соединены между собой на куполе, а нижние концы прикреплены к кожуху в нижней его части, при этом продольные элементы усиления выполнены предварительно напряженными Благодаря тому, что продольные элементы усиления предотвращают разрывы кожзтса в вертикальном направле11ии стойкость кожуха повышается. Выполнение продольных элементов предварительно напряженными обеспечивает более эф фективное их включение в совместную работу с кожухом в меридиональном напрвлении, что приводит к снижению в нем уровня меридиональных напряжений. На фиг. 1 изображен воздухонагреватель, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1. . Воздухонагреватель содержит кожух 1 и футеровку 2. На кожухе купола воздухонагревателя установлено металлическое соединительное кольцо 3, к которому приварены верхние концы шести элементов 4 усиления, выполненных в виде металлических полос и расположенных вдоль образующей кожуха рав номерно по его периметру. Нижние концы полос 4 снабжены устройствами 5 в виде например, винтовых стяжек. Для предотвращения разрывов кожуха в направлении вдоль его образующей в предела высокотемпературной части воздухонагревателя он может быть усилен металлическими кольцевыми бандажами 6. В этом случае полосы установлены с наружной стороны бандажей 6. Нижние концы полос 4 приварены к кожуху на цилиндрической части воздухонагревателя во время их вытяжки с использованием устройства 5. Усилие вытяжки составля ет 8-10% от расчетного усилия для полосы 4 Работы по монтажу продольных элементов усиления осуществляют в спедзющей последовательности. Устанавливают на куполе соединительное кольцо 3, приваривают к соединительному кольцу 3 верхние концы продольных элементов усиления, вьшолненных в виде полос 4, соединяют нижние концы полос 4 с кожухом воздухонагревателя через винтовые стяжки 5 и после разогрева воздухонагревателя осуществляют натяжение полос 4 при помощи винтовых стяжек 5 до достиже1шг усилия вытяжки в пределах 8-10% от расчетного. Далее приваривают ниж1ше КОШ1Ы полос 4 к кожуху воздухонагревателя, после чего демонтируют винтовые стяжки 5. Следует отметить, что при разогреве воздухонагревателя происходит температурный рост футеровки, а также благодаря наличию сил тре1шя и кожуха. В зависимости от выбора момента приварки 1шж1шх концов полос 4 к кожуху воздухонагревателя (до начала разогрева, в период разогрева или после окончания разогрева) также можно -обеспечить заданную степет ь включе1шя полос 4 в совместную работу с кожухом. Использование изобрете1пш позволяет производить реконструкцию воздухонагревателей с заменой футеровки и сохранением существующих тонколистовых кожухов. Такая реконструкция выполняется с целью повыщения температуры и давле1шя дутья, что, в свою очередь, приводит к снижению удельного расхода кокса и повыщению производительности доменных печей. Определим экономическую эффектгшность решения от сохране шя кожуха и повышения температуры дутья только на 10°С для одного воздухонагревателя доменной печи объемом 1719 м с годовой производительностью I млн. т. чугуна (приме штеяьно к ус;товиям доменного цеха металлургического завода Азовсталь). В соответствии с нормаТ1шными документами МЧМ СССР повышение температуры подаваемого в доменную печь дутья на повыщает производительность на 2%, при этом расход кокса снижается на. 3%. Годовая экономическая эффективность определяется по формуле ) М 0,02Ср+ 0,03f( 0,)) 4 ТОД 100 + ЕС t где А -годовая производительность доменной печи; -повыщение температуры дутья; -условно постоянные расходь на производство 1 т чугуна; - расход кокса на 1 т -стоимость 1 т кокса; -выход доменного газа с I т кокса; -стоимость м доменгого газа;

-нормативный коэффициент экономической эффективности каггитальнь х вложений;

-стоимость в деле нового ко суКОЖха воздухонагревателя.

1000000 «10

-У 0.02 3,76 -I- 0,03

ГОД

100

51 X (42,7 - 0,963260-0,0011)Г + 0,15 110000 67600 + 16500 84100 (руб.). О

Таким образом, годовой экономический эффект от использования предлагаемого решения на одном воздухонагревателе превышает 80 тыс.рублей.

Формула изобретения15

Воздухонагреватель доменной печи, содержащий огнеупорную футеровку, металлический кожух, на наружной стенке которого уложены

J.

А

ь кольцевом направлении метплическне элементы усиления, обличающийся тем, тто, с целью увеличения стойкости кожуха и повышения вследствие этого температуры горячего воздуха та наружной стороне кожуха по его образующим установлены продольные элементы усиления, верхние концы которых соединены между собой на куполе, а нижние концы прикреплены к кожуху к Ш1жяей его части, при зтом продолыше элементыусиления выполнены предварительно напряженными.

Источники инфо(ацни, принятые во вниманне при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCf У 388026, кл. С 21 В 9/00, 1971.