Футеровка вагона для приема и транспортировки раскаленного кокса

Футеровка вагона для приема и транспортировки раскаленного кокса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к коксохимической промышленности, а именно к вагонам для приема и транспортирования раскаленного кокса, используемым в коксовых цехах, и предназначено для использования в тушильных вагонах при тушении кокса мокрым способом и в коксовозных вагонах при сухом тушении кокса. Цель изобретения - повышение срока службы и трещиностойкости футеровки вагона. Рабочая поверхность футеровки вагона для приема и транспортирования раскаленного кокса выполнена с ячейками, причем коэффициент ячеистости находится в пределах 0,5-0,8, а отношение высоты ребра ячейки к толщине футеровочной плиты находится в пределах 0,3-0,75. Рабочая поверхность футеровки содержит ячейки, ограниченные ребрами. 2 ил., 1 табл.

союз сонетсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИК

8ut

Ы

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изоБРетаниям и отнрьтиям пРи гкнт ссср

1 (21) 4258607/23-26 (22) 30.03,87 (46) 07.04,90. Бюл, И 13 (71) Научно-производственное объединение по механизации, роботизации труда и совершенствования ремонтного обеспечения на предприятиях черной металлургии "Черметмеханизация" (72) В,Г.Гядяцкий, Г.ц,Сухомлин, Б.g.Котляр, П.И.Плешков, Л.И.Хорольская, В,В.Полипенко и П,И.Иванов (53) 662.74 (088.8) (56) Лыков A.Â. Тепломассообмен.Справочник. - M ° : Энергия, 1972, с.406 °

Там же, с. 407.

Мучник А.А. и др. Теория и техника охлаждения кокса. - Киев: Высшая школа, 1979, с.59.

Жуковский В.С.Основы теории теплопередачи. - Л.: Энергия, 1969, с, 15.

Тот Л.ф. Расположение на плоскости, на сфере и в пространстве. - М.:

Ф-М, 1958, 266.

Авторское свидетельство СССР

М 8594 16, кл. С 10 В 39/12, 1973, Авторское свидетельство СССР

702062, кл. С t0 В 39/14, 1972.

Изобретение относится к коксохимической промышленности и предназна-. чено для применения в тушильных вагонах при тушении кокса мокрым спо" собом и коксовозных вагонах при использовании сухого тушения кокса.

Цель изобретения - повышение срока службы и трещиностойкости.

На фиг. 1 изображен участок футеровки с ячейками (со стороны рабоÄÄSUÄÄ 1555338 А 1 (51) 5 С 10 В 39/12, 39/14 г (54) фУТЕРОВКА ВАГОНА ДЛЯ ПРИЕМА И

ТРАНСПОРТИРОВКИ РАСКАЛЕННОГО КОКСА (57) Изобретение относится к коксохимической промышленности, а именно к вагонам для приема и транспортирования раскаленного кокса, используемым в коксовых цехах, и предназначено для использования в тушильных вагонах при тушении кокса мокрым способом и в коксовозных вагонах при сухом тушении кокса. Цель изобретенияповышение срока службы и трещиностойкости футеровки вагона. Рабочая поверхность .футеровки вагона для приема и транспортирования раскаленного кокса выполнена с ячейками, причем коэффициент ячеистости находится в пределах 0,5-0,8, а отношение высоты ребра ячейки к толщине футеровочной плиты находится в пределах 0,30,75. Рабочая поверхность футеровки содержит ячейки, ограниченные ребрами. 2 ил., 1 табл. чей поверхности); на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1. футеровка вагона для приема и а транспортирования раскаленного кокса содержит рабочую поверхность, на которой выполнены ячейки 1, ограниченные ребрами 2, и основание плиты 3. футеровочные плиты или листы крепятся к стенкам вагона для раскаленного кокса. всеми известными способами.

1555338 (2) Ък = 1,3 Втlм К где, П

f к %р и „+ (1 - П, При этом

12 ()2 (1 + в )г

Чв

П = — — — -- —, Чк + Чв

П

55 футеровка работает следующим образом.

Раскаленный кокс поступает на рабочую поверхность футеровки. Ячейки 1

5 рабочеи поверхности заполняются коксовой мелочью и шламом, причем образуется ячеистый слой, состоящий из ребер 2 и дисперсной коксовой среды, заполнившей ячейки 1. Тепловой поток передается через ячеистый слой к основанию плиты 3, а затем - в окружающий воздух. В связи с тем, что ячеистый слой представляет собой термическое сопротивление, средняя температура основания плиты, определяющая ее стойкость, является более низкой (приблизительно на -11-5 С). по .сравнеwI0 со средней температурой плиты, не имеющей Ячеек, В связи с" этим 20 термические нагрузки на футеровку снижаются и,- вследствие этого, долговечность и трещиностойкость .футеровки увеличиваются.

Применение устройства позволяет 25 повысить стойкость футеровки коксотушильного и коксовозного вагонов за счет выполнения рабочей.поверхности футеровки с ячейками, причем коэффициент ячеистости находится в пределах 0,5-.0,8, а отношение высоты ребра ячейки к толщине футеровочной плиты находится в пределах 0,3-0,6, что позволяет значительно уменьшить теплопередачу от кокса к футеровке за счет образования теплоизоляционного слоя вследствие заполнения ячеек коксовой мелочью и шламом..

Для определения теплопроводности дисперсной системы кокс - воздух при40 нимают приближенную схему чередующихся слоев кокса и воздуха:

45 где Э вЂ” коэффициент теплопроводности дисперсной среды, Втlм К;

9,„ - коэффициент теплопроводности кокса, Вт/м К; коэффициент теплопроводнос- 50 ти воздуха, Втlм К;

П - пористость дисперсной среды.

При этом где Ч „- объем кокса в выдеЛенном

- объеме дисперсной среды, мз;

V - объем воздуха в упомянутом объеме дисперсной среды, мв.

Принимают

2,44 10 2 Втlм К (3) Считая приближенно размер частиц шлама в пределах 0,3-0,5 мм, частицы - сферическими и заполнениеплотнейшим решетчатым, получают для порозности

II

fl = 1 - --- - = 0 2595 (4)

3Р подставляя (2), (3) и (4) в выражение (1), получают

q = 0,8925 Вт/м К (5) Определение теплопроводности через слой, содержащий ребра ячеек и дисперсную засыпку шлама. Приближенная оценка коэффициента теплопроводности через среду, содержащую слои, параллельные тепловому потоку, дается формулой (5):,qр = П, (1 П, ) 9 м, (6) эффективный коэффициент теплопроводности через слой, Втlм К; коэффициент теплопроводности материала ребер (металла), Вт/м К; коэффициент заполнения слоя дисперсной средой, называемый коэффициентом ячеистости, V .

П = ---"----- г

+ Чм где Ч - объем дисперсной среды, мз;

Ч„ - объем ребер ячеек, мз.

В рассматриваемом случае ребра расположены квадратной решеткой, при этом где h — толщина ребра ячейки, м;

1 - расстояние между ребрами, м.

1555338

П, = 0,6944

10 = 62,8 Вт/м К (8) Для определения температурного поля используют расчетную схему теплопередачи через плоскую двухслойную стенку. Вычисляют величину плотности

20 теплового потока к- tn

1 h 1 А

+ + + + р % э,р<р Ы >m 04 25 ср к "е (1/

h 1

+ — --+ — -+ ——

%э ю оЬ 2Am

ЯНЦ

Д 1

+ + + м 9 где g плотность теплового потока, Вт/м2; температура раскаленного кокса, С; 30 температура воздуха, С; коэффициент теплоотдачи от раскаленного кокса к ячеистому слою, Вт/М К; коэффициент теплоотдачи от ячеистого слоя к сплошному

35 слою, Вт/м К; коэффициент теплоотдачи от

173,8

174, 0

290,8 174,1

291,8 174,3

О, 010

0,015

0,020

0,025

I при П > 0,8 ребра ячеек не выдерживают на динамическую нагрузку. При значениях 0,5 « П, 0,8 средняя температура сплошной части плиты вычисляется аналогично предыдущему и составляет 170-180 С. Это означает, что высота ячеек определяется лишь услоh вием их заполнения шламом. Если

0,75, то резко ослабляется прочность конструкции из-за относительно малой толщины сплошного слоя футеро5.

Если, например = 0,001 м, а

1 = О, 05 м, получают

Если футеровка вагона для приема и транспортирования раскаленного кокса изготовлена в виде плиты с ребрами из чугуна, то

Подставляя значения (5), (7), (8) в выражение (6), получают % э,р =

= 19,25 Вт/м К.

Ь /А, m 0000 0010

Остальные сочетания h и 5, не проверялись, так как суммарная толщина футеровки должна удовлетворять неравенствам

0,020 м h+ Ь 0,035 м, здесь h + Ь является общей толщиной футеровочной плиты. При коэффициенте ячеистости П, 0,5 соответствующая ячеистая система становится трудновыполнимой из-за технологии литья, сплошного слоя,к воздуху, Вт/мз К;

h - толщина ячеистого слоя (высота ребра ячейки), м;

b - толщина сплошного слоя (основания плиты), м; коэффициент таплопроводности через ячеистый слой, Вт/ К;

Ъм - коэффициент теплопроводности сплошного слоя, Вт/м.К.

Если % э,р р = 19,25 Втlм.К;,9,м =

= 62,8 Вт/м К, то 0 . = cC = 11,6 Вт/м К, g< = 34,9 Вт/м К. Различие в значени" ях коэффициентов теплоотдачи определяется тем, что при теплопередаче от кокса к ячеистому слою и от ячеистого слоя к сплошному слою, воздух практически неподвижен, а нерабочая сторона футеровки омывается воздухом.

Принимая, что t „ = 1100 С, t < — — 20 С вычисление средней температуры сплошного слоя проводят по формуле

Для различных значений h и Ь результаты вычислений сведены в таблицу: при этом в случае h = О, необходимо погожить cC = + oo, так как промежуточный ячеистый слой отсутствует.

Средняя температура сплошной части плиты, C..

173,6 173,4 173,2

173,8 173,6

173,9

7 1555338 8 вочной плИты. Если - — — а 0,3, то

h ненная из жаропрочного материала, соЬ+ держащая рабочую поверхность,,обрашлам легко вынимается из ячеек и теп- щенную к раскаленному коксу, о т -л илозащитный слой не образуется. Следо- ч а ю щ а я с я тем что с целью

1 1 вательно, отношение высоты ребра ячей- повышения срока службы и трещиностойки к толщине футеровочной плиты долж- кости, рабочая поверхность футеровки но находиться в пределах 0,3-0,75. выполнена с ячейками, причем коэффиИспользование устройства позволяет циент ячеистости находится в пределах повысить надежность работы коксовоз- 10 0,5-0,8, а отношение высоты ребра ных вагонов. ячейки к толщине футеровочной плиты б

Ф о Р м У л а и з о Р е т е н и Я, соответствует 0,3-0,75, футеровка вагона для приема и транспортировки раскаленного кокса, выполацг.Z

Составитель Л,Нечипоренко

Редактор Н.Рогулич Техред А.Кравчук Корректор М.Максимишинец

Заказ 537 Тираж 442 Подписное

ВНИИПИ -Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Гагарина, 191