Футеровка ванны плавильной печи

Футеровка ванны плавильной печи

Реферат

 

Изобретение относится к цветной металлургии. Целью изобретения является повышение стойкости за счет уменьшения износа футеровки и снижение расхода материала. Сущность заключается в том, что футеровка включает подину и боковые стены, заключ нные в металлический кожух, металлические полосы, слой огнеупорной массы между кожухом и футеровкой. За счет того, что металлические полосы шириной 0,5-0,6 толщины кирпича введены в кирпичную кладку на расстояние, равное 0,20-0,25 длины кирпича и расположены в каждом ряду кирпичей в шахматном порядке по высоте на 0,5-0,6 расстояния от шва до свода и шагом через каждые 3-4 кирпича по периметру печи тепловое сопротивление футеровки снижается и на ее огневой поверхности образуется слой гарниссажа, за счет которого разрушение футеровки происходит значительно медленнее. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 ил.

Изобретение относится к цветной и черной металлургии, в частности к оборудованию электротермического производства медно-никелевых штейнов при плавке медно-никелевого рудного сырья, а также обеднения жидких оборотных шлаков. Целью настоящего изобретения является повышение стойкости за счет уменьшения износа футеровки и снижение расхода материалов. На фиг. 1 представлен вертикальный разрез футеровки стены круглой плавильной печи; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 узел I на фиг. 1; на фиг. 5 узел II фиг. 1. Узлы I и II показывают крепление кирпичной кладки к металлическим полосам. Футеровка включает металлический кожух 1 печи, металлические полосы 2, огнеупорную засыпку 3, огнеупорные кирпичи 4 кладки, кладку 5 подины, критический шов 6, пазы 7 в отдельных кирпичах, металлические штыри 8, отверстия 9 в пластинах, l₁ и l₂ длина полосы и штыря соответственно, L толщина кирпичной футеровки, b и В ширина полосы и кирпича соответственно, d диаметр штыря, h высота участка боковой стены, в футеровке которого расположены металлические пластины, Н высота боковой стены от критического шва до свода. Горизонтальные разрезы А-А и Б-Б боковой стены на разных горизонтах показывают шахматный порядок расположения металлических полос в соседних рядах кирпичей. Сущность изобретения заключается в следующем. Благодаря расположению металлических полос (с высокой теплопроводностью) непосредственно в кирпичной кладке (не только в слое засыпки) тепловое сопротивление футеровки резко снижается и на ее огневой поверхности образуется слой гарниссажа, за счет которого разрушение футеровки происходит значительно медленнее, чем разрушение футеровки, не имеющей металлических полос. Металлические штыри, проходящие через отверстия в полосах и расположенные в пазах кирпичей с зазором, имеют возможность перемещаться во всех направлениях (люфт) при местных, локальных, перегревах кладки, не нарушая ее целостности. Этому же способствует и расположение полос в кладке через несколько кирпичей и расположение отверстий для штырей в концах полос. Медленное разрушение огнеупорной кладки прекращается, когда ее разгар достигает конца металлических полос, при этом на оставшейся кладке образуется слой устойчивого гарнисажа. Для уменьшения теплового сопротивления футеровки из магнезитового или хромомагнезитового кирпича целесообразно ребра из теплопроводного материала располагать не только в слое засыпки, но и непосредственно в кирпичной футеровке. Если ширина полос меньше 0,5 ширины кирпича и они введены в футеровку на расстояние менее 0,20 длины кирпича, то увеличивается тепловое сопротивление футеровки за счет меньшего теплоотвода через металлические полосы. Если ширина полос больше 0,6 ширины кирпича и они введены в футеровку на расстояние более 0,25 длины кирпича, то увеличивается расход металла на полосы, они приближаются друг к другу по высоте футеровки, делая металлическую часть футеровки громоздкой и тяжелой. Расположение полос в каждом ряду кирпичей в шахматном порядке с шагом через каждые 3-4 кирпича по периметру позволяет равномерно распределить отвод тепла через всю футеровку без локальных перегревов последней. Если полосы расположены с шагом менее толщины трех кирпичей, то конструкция металлической части футеровки становится громоздкой и увеличивается расход металла. Если полосы расположены с шагом более четырех кирпичей, то отвод тепла становится неравномерным по периметру печи за счет увеличения теплового сопротивления кладки на участке между полосами, что ускоряет износ футеровки. Диапазон высоты футеровки, на которой располагаются полосы, выбран из соображений возможного колебания уровня расплавленной ванны. На высоту футеровки более 0,6 расстояния от критического шва до свода располагать полосы нецелесообразно, так как максимальный уровень ванны в плавильных печах не бывает выше этой величины, а высота футеровки, равная 0,5 расстояния от критического шва до свода, соответствует обычной высоте ванны при стабильной работе плавильных печей. Отверстия в полосе выполнено для более надежного примыкания и крепления кирпичей футеровки к полосам с помощью металлических штырей. Если отверстия в полосе выполнены на расстоянии менее 1,2 толщины слоя засыпки, то тепловое сопротивление футеровки увеличивается, а если они выполнены на расстоянии более 1,3 толщины слоя засыпки, то уменьшается жесткость и прочность частей полос, расположенных в кирпичной кладке. Если длина штыря менее 0,58, а диаметр менее 0,085 толщины кирпича, то крепление двух соседних кирпичей к полосе становится неустойчивым из-за небольшой величины половины штыря, входящей в паз кирпича. Если длина штыря более 0,62, а диаметр более 0,110 толщины кирпича, то при креплении кирпичей (с фасонными пазами, выпускаемых отечественной промышленностью) к полосам штыри туго входят в пазы без возможности перемещения (люфта) при локальных тепловых перенапряжениях, что может привести к деформации кирпича в узле крепления. Целесообразно металлические полосы и штыри выполнять из материала кожуха, чтобы линейные коэффициенты теплового расширения указанных элементов были одинаковыми, что исключит возможность деформации металлической части футеровки (кожух, полосы, штыри) при нагреве. В указанных диапазонах величин ширины полос и глубины их ввода в огнеупорную кладку, расположения отверстия в полосах от слоя засыпки и расположения полос по высоте футеровки, длины и диаметра металлических штырей, а также шага расположения по периметру печи соблюдается минимальный расход металла (на полосы), надежность крепления кирпичей к полосам при значительном уменьшении теплового сопротивления футеровки и увеличения ее стойкости. Конструкция футеровки плавильной печи собирается (на примере круглой электропечи Надеждинского металлургического завода) следующим образом. К металлическому кожуху диаметром 15 м изнутри привариваются металлические полосы длиной 210, шириной 90 мм и толщиной 2 мм. Между кожухом и кирпичной кладкой засыпается огнеупорный порошок. Толщина слоя огнеупорной засыпки составляет _з=80 мм. Кладка стен выполняется из кирпича на длину одного большемерного кирпича марок XПT-7 и ХИТ-27 (нормальный кирпич и клиновой соответственно), длиной L=520 мм, шириной B=150 мм и толщиной _к=82 мм. Кирпичи укладываются на слой кирпича подины (критический шов) на ребро (клиновой кирпич более толстым торцом к слою засыпки). Полосы расположены в каждом ряду кирпичей (14 рядов по высоте) через четыре кирпича в шахматном порядке, т.е. в соседних рядах полосы находятся на середине участка кирпичной кладки без полос (между 2-рым и 3-им кирпичами). В полосах на расстоянии 100 мм от кожуха выполнены отверстия диаметром 10 мм. К каждой полосе примыкают с обеих сторон кирпичи ХIIТ-27 с пазами так, чтобы пазы совпадали с отверстием в полосе. Крепление кирпичей к полосе осуществляется металлическим штырем диаметром d= 8 мм и длиной l₂=48 мм, продетым через отверстие в полосе и заходящим своими концами в пазы кирпичей. Между кирпичами, ХIIТ-27 располагаются два кирпича ХIIТ-7. Полосы и штыри изготовлены из стали той же марки, что и кожух печи. Испытания описанной конструкции футеровки с различными диапазонами предлагаемых параметров были проведены в плавцехе НМЗ на четырех электропечах в течение 1986-1989 гг. Выборочные результаты испытаний конструкций предлагаемой футеровки представлены в табл. 1 и 2. Из данных табл. 1 следует, что предлагаемая конструкция футеровки эффективна только при предлагаемых параметрах. Так, в режимах 1-3, 10-12 и 23-24 при B/В<0,50, (l₁-_з); L<0,20 и при расположении полос с шагом более 4-х кирпичей наблюдается значительная скорость износа футеровки (0,98- 1,6 мм/сут.), а в режимах 7-9 и 16- 20 при B/В>0,60, (l₁-_з); L>0,26 и расположении полос с шагом менее 3-х кирпичей отмечается большой расход полос (52,6-144,6 кг). В режимах 25-27, 31-36, 34-36, 40-45 и 49-51 (табл. 2) при l_з:_з меньше 1,2 и l_з:_з больше 1,3 при l₂:_к меньше 0,58 и l₂:_к больше 0,62,а также при d:_к меньше 0,085 и d: _к больше 0,110 отмечается повышенный износ футеровки ( 0,96- 1,06 мм/сут.). И только в предлагаемом диапазоне параметров наблюдается одновременно и значительно меньшая скорость износа футеровки (0,82-0,95 мм/сут.), и меньший расход металла на полосы. По сравнению с известным скорости износа футеровки также меньше 1,1- 1,5 мм/сут. ТТТ1 ТТТ2

Формула изобретения

1. Футеровка ванны плавильной печи, содержащая подину и боковые стены из кирпичей с выполненными в них пазами, заключенные в металлический кожух, с приваренными изнутри металлическими полосами, слой огнеупорной массы или засыпки между кожухом и футеровкой, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости за счет уменьшения износа футеровки и снижения расхода материала, металлические полосы выполнены с отверстием в каждой из них, причем ширина полосы равна 0,5 0,6 ширины кирпича, полосы введены в кирпичную кладку на глубину 0,20 0,25 длины кирпича и расположены в каждом ряду кирпичей в шахматном порядке по высоте футеровки на 0,5 0,6 расстояния от критического шва до свода с шагом по периметру печи через каждые 3 4 кирпича. 2. Футеровка по п. 1, отличающаяся тем, что отверстие в металлической полосе выполнено на расстоянии 1,2 1,3 толщины слоя засыпки и через него в пазы двух соседних кирпичей, прилегающих своими пазами к отверстию полосы, пропущен металлический штырь длиной 0,58 0,62 и диаметром 0,085 0,110 максимальной толщины кирпича.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002