Способ изготовления воздухонагревателя горячего дутья

Способ изготовления воздухонагревателя горячего дутья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к способу изготовления воздухонагревателя горячего дутья и более конкретно - к способу для изготовления воздухонагревателя горячего дутья, выполненного с возможностью подачи горячего воздуха в доменную печь.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Воздухонагреватель горячего дутья обычно используется в качестве оборудования для подачи горячего воздуха в доменную печь для производства чугуна.

Множество (от трех до пяти) воздухонагревателей горячего дутья устанавливается у доменной печи. Некоторые из воздухонагревателей горячего дутья аккумулируют тепло, а остальная часть воздухонагревателей горячего дутья подает горячий воздух в доменную печь, посредством чего горячий воздух может непрерывно подаваться в доменную печь.

Каждый из воздухонагревателей горячего дутья включает в себя: топочную камеру, оборудованную нагревающей горелкой; и теплоаккумулирующую камеру, заполненную насадочными кирпичами (то есть средой аккумулирования тепла). При операции по аккумулированию тепла топливо сжигается в топочной камере для производства горячего воздуха, и горячий воздух подается к теплоаккумулирующей камере, где тепло аккумулируется в насадочных кирпичах, уложенных во внутренности теплоаккумулирующей камеры. Кроме того, при операции по подаче воздуха внешний воздух проходит через теплоаккумулирующую камеру для нагревания, и горячий воздух, нагретый до температуры от приблизительно 1200 градусов Цельсия до 1400 градусов Цельсия, подается в доменную печь.

[0003] Примеры воздухонагревателя горячего дутья включают в себя: воздухонагреватель горячего дутья с внешнем сгоранием, включающий в себя топочную камеру и теплоаккумулирующую камеру, которые выполнены как отдельные корпуса печи; и воздухонагреватель горячего дутья с внутренним сгоранием, включающий в себя топочную камеру и теплоаккумулирующую камеру, которые помещаются вместе в одном и том же корпусе печи.

Фиг. 24 иллюстрирует воздухонагреватель 1 горячего дутья с внешним сгоранием в качестве примера. Воздухонагреватель 1 горячего дутья имеет тип с внешним сгоранием и включает в себя топочную камеру и теплоаккумулирующую камеру в качестве отдельных корпусов. В частности, воздухонагреватель 1 горячего дутья включает в себя корпус 2 топочной камеры и корпус 3 теплоаккумулирующей камеры 3 (то есть два корпуса). Следует отметить, что проиллюстрированный воздухонагреватель 1 горячего дутья является одним из множества воздухонагревателей горячего дутья, установленных у одной доменной печи.

[0004] Горелка 21 формируется на печном поде внутри корпуса 2 топочной камеры. Горелка 21 смешивает и сжигает газообразное топливо, вводимое в блок 22 ввода газообразного топлива, с воздухом, вводимым в блок 23 ввода воздуха, производя тем самым высокотемпературные газообразные продукты сгорания, текущие к своду корпуса 2 топочной камеры.

Блок 24 подачи горячего воздуха, проходящий к доменной печи, устанавливается на боковой поверхности корпуса 2 топочной камеры. Часть свода корпуса 2 топочной камеры соединяется с частью свода корпуса 3 теплоаккумулирующей камеры соединительной трубой 25.

Насадочные кирпичи 31 в качестве среды аккумулирования тепла укладываются внутри корпуса 3 теплоаккумулирующей камеры. Насадочные кирпичи 31 укладываются без зазора от печного пода до области возле свода в корпусе 3 теплоаккумулирующей камеры. Соответствующие насадочные кирпичи 31 формируются с множеством вентиляционных отверстий и укладываются так, чтобы соответствующие вентиляционные отверстия сообщались друг с другом. Таким образом, во множестве сложенных насадочных кирпичей 31 воздух может течь от печного пода к части свода корпуса 3 теплоаккумулирующей камеры.

В печном поде корпуса 3 теплоаккумулирующей камеры входное-выходное отверстие 32 открывается наружу.

[0005] В таком воздухонагревателе 1 горячего дутья аккумулирование тепла и подача воздуха выполняются следующим образом.

При операции аккумулирования тепла горелка 21 сжигает газообразное топливо для производства газообразных продуктов сгорания, которые проходят вверх в корпусе 2 топочной камеры. Газообразные продукты сгорания вводятся из соединительной трубы 25 в корпус 3 теплоаккумулирующей камеры. Введенные газообразные продукты сгорания текут вниз через насадочные кирпичи 31. Во время прохождения газообразных продуктов сгорания тепло газообразных продуктов сгорания аккумулируется в насадочных кирпичах 31. Газообразные продукты сгорания после прохождения через насадочные кирпичи 31 выпускаются из входного-выходного отверстия 32.

При операции по подаче воздуха внешний воздух всасывается из входного-выходного отверстия 32 в корпус 3 теплоаккумулирующей камеры. Всасываемый внешний воздух течет вверх через насадочные кирпичи 31. Во время прохождения внешний воздух нагревается теплом, аккумулированным в насадочных кирпичах 31, для получения горячего воздуха. Горячий воздух вводится из соединительной трубы 25 в корпус 2 топочной камеры и подается из блока 24 подачи горячего воздуха в доменную печь.

[0006] В таком воздухонагревателе 1 горячего дутья каждый из корпуса 2 топочной камеры и корпуса 3 теплоаккумулирующей камеры включает в себя: цилиндрический печной кожух 4 в качестве внешней оболочки; и футеровку 5, сформированную внутри внешней оболочки и защищающую печной кожух от высокой температуры в печи.

Фиг. 25 иллюстрирует футеровку 5 корпуса 2 топочной камеры.

Футеровка 5 включает в себя: огнеупорную обмазку 51, сформированную на внутренней поверхности печного кожуха 4; теплоизолирующие кирпичи 52, сложенные внутри огнеупорной обмазки 51; и огнестойкие кирпичи 53, сложенные внутри теплоизолирующих кирпичей 52. Внутренняя сторона огнестойкого кирпича 53 формируется как полость. Эта полость служит в качестве воздушного канала в корпусе 2 топочной камеры.

[0007] В футеровке 5 сформирован тепловой зазор 54 для расширения, например, между слоем теплоизолирующих кирпичей 52 и слоем огнестойких кирпичей 53.

Когда свежепостроенный воздухонагреватель 1 горячего дутья зажигается, существует возможность того, что огнестойкие кирпичи 53 будут значительно расширяться при нагревании и смещаться наружу в радиальном направлении корпуса печи, упираясь в теплоизолирующие кирпичи 52. Для того чтобы справиться с этой проблемой, предусматривается тепловой зазор 54 для расширения между слоями теплоизолирующих кирпичей 52 и слоями огнестойких кирпичей 53, проходящий непрерывным образом вокруг корпуса печи, который позволяет тепловое расширение огнестойких кирпичей 53 (см. патентный документ 1), как проиллюстрировано на Фиг. 26.

[0008] В компоновке с тепловым зазором 54 для расширения, когда тепловой зазор 54 для расширения обеспечивается просто полостью, утекающий газ может проходить через тепловой зазор 54 для расширения. По этой причине полость теплового зазора 54 для расширения заполняется гибким и аморфным наполняющим материалом (наполнителем), таким как керамическое волокно и вспененная пластмасса. Альтернативно вспенивающийся наполнитель вводится полость и вспенивается для того, чтобы заполнить каждый угол. После этого вспененный наполнитель затвердевает и удерживается в полости. Даже когда вспенивающийся наполнитель затвердеет, затвердевший вспененный наполнитель является достаточно мягким и не ограничивает тепловое расширение огнестойких кирпичей 53 тем же самым образом, что и гибкий аморфный наполнитель.

Тепловой зазор 54 для расширения может быть сформирован между слоем теплоизолирующих кирпичей 52 и огнеупорной обмазкой 51, в дополнение к зазору между слоем теплоизолирующих кирпичей 52 и слоем огнестойких кирпичей 53.

[0009] Фиг. 27 и Фиг. 28 иллюстрируют различные структуры футеровки 5 корпуса 2 топочной камеры.

На каждом чертеже тепловой зазор 54 для расширения, как проиллюстрировано на Фиг. 25, не формируется между слоем теплоизолирующих кирпичей 52 и слоем огнестойких кирпичей 53. Однако тепловой зазор 54 для расширения формируется в каждом из зазоров, сформированных между огнестойкими кирпичами 53, расположенными в круговом направлении корпуса печи, непрерывным образом в радиальном направлении корпуса печи. Тепловой зазор 54 для расширения обеспечивает тепловое расширение огнестойких кирпичей 53 и может предотвращать смещение огнестойких кирпичей 53 радиальным образом наружу. Соответственно, когда используется тепловой зазор 54 для расширения, огнестойкие кирпичи 53 и теплоизолирующие кирпичи 52 могут быть уложены в тесном контакте друг с другом.

[0010] Футеровка 5 корпуса 3 теплоаккумулирующей камеры конфигурируется тем же самым образом, что и футеровка 5 корпуса 2 топочной камеры, описанная выше.

Как проиллюстрировано на Фиг. 29, в корпусе 3 теплоаккумулирующей камеры, например, футеровка 5, проиллюстрированная на Фиг. 25, формируется внутри печного кожуха 4 и насадочные кирпичи 31 укладываются без зазора внутри самой внутренней стороны огнестойких кирпичей 53.

[0011] Когда вышеописанная футеровка 5 устанавливается, строительные леса устанавливаются в корпусе 2 топочной камеры или в корпусе 3 теплоаккумулирующей камеры, или альтернативно подвешивается люлька, и огнеупорная обмазка 51 распыляется на внутреннюю часть печного кожуха 4 на предопределенной высоте. После этого выполняется операция по укладке теплоизолирующих кирпичей 52 и огнестойких кирпичей 53 внутри огнеупорной обмазки 51 (см. патентные документы 2 и 3).

В большинстве случаев внутренняя сторона каждого из корпуса 2 топочной камеры и корпуса 3 теплоаккумулирующей камеры делится на уровни по высоте (приблизительно 1,2 м), внутри которых рабочий может легко выполнить операцию укладки теплоизолирующих кирпичей 52 и огнестойких кирпичей 53. Операция укладки последовательно повторяется на каждом из уровней.

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

[0012] Патентный документ 1: JP-A-8-269514

Патентный документ 2: JP-B-56-24007

Патентный документ 3: JP-A-2009-115444

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

[0013] Как описано выше, при установке типичной футеровки 5, поскольку используются строительные леса или люлька, когда огнеупорная обмазка 51 распыляется на внутреннюю часть печного кожуха 4, строительные леса или люлька должны быть собраны до начала распыления огнеупорной обмазки 51.

Кроме того, поскольку строительные леса или люлька, используемые для распыления огнеупорной обмазки 51, мешают укладке теплоизолирующих кирпичей 52 и огнестойких кирпичей 53 внутри огнеупорной обмазки 51, строительные леса или люлька должны быть демонтированы перед операцией укладки.

Другими словами, операции сборки и разборки строительных лесов или люльки требуются между операцией распыления огнеупорной обмазки 51 и операцией укладки теплоизолирующих кирпичей 52 и огнестойких кирпичей 53, что влечет за собой увеличение длительности и стоимости работ, требуемых для изготовления воздухонагревателя горячего дутья 1.

[0014] Задачей настоящего изобретения является предложить способ для изготовления воздухонагревателя горячего дутья, включающего корпус печи, в котором футеровка легко выполняется за короткий период времени.

СПОСОБЫ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

[0015] В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения в способе изготовления воздухонагревателя горячего дутья воздухонагреватель горячего дутья включает в себя корпус печи, включающий печной кожух и футеровку, сформированную внутри печного кожуха, и футеровка включает в себя: огнеупорную обмазку, установленную внутри печного кожуха; теплоизолирующие кирпичи, установленные внутри огнеупорной обмазки; и огнестойкие кирпичи, установленные внутри теплоизолирующих кирпичей. Этот способ включает в себя: установку теплоизолирующих кирпичей и огнестойких кирпичей внутри печного кожуха на некотором расстоянии от печного кожуха; последующее введение огнеупорной обмазки между печным кожухом и теплоизолирующими кирпичами; разделение силы огнеупорной обмазки в радиально внутреннем направлении корпуса печи, которая вызывается напором огнеупорной обмазки, между теплоизолирующими кирпичами и огнестойкими кирпичами для того, чтобы предотвратить смещение или разрушение теплоизолирующих кирпичей; и отверждение огнеупорной обмазки. В вышеописанном аспекте настоящего изобретения в качестве процедуры изготовления печи огнестойкие кирпичи могут быть установлены после того, как теплоизолирующие кирпичи устанавливаются со стороны печного кожуха, или теплоизолирующие кирпичи могут быть установлены после того, как огнестойкие кирпичи устанавливаются со стороны внутренней поверхности печи. Порядок установки не имеет значения, но огнеупорная обмазка вводится и затвердевает после того, как уложены теплоизолирующие кирпичи и огнестойкие кирпичи.

[0016] В вышеописанном аспекте настоящего изобретения, поскольку огнеупорная обмазка не обеспечивается операцией распыления, нет необходимости собирать и разбирать строительные леса или люльку внутри печного кожуха, и футеровка корпуса печи может быть легко построена за короткий период времени.

Здесь, когда огнеупорная обмазка вводится между печным кожухом и теплоизолирующими кирпичами, теплоизолирующие кирпичи воспринимают усилие или нагрузку от огнеупорной обмазки (силу огнеупорной обмазки в радиально внутреннем направлении корпуса печи, которая вызывается напором огнеупорной обмазки). Однако нагрузка или воздействие могут быть разделены между теплоизолирующими кирпичами и огнестойкими кирпичами. Соответственно, эта компоновка может предотвратить недостатки (например, смещение или разрушение) уложенных теплоизолирующих кирпичей, которые проявляются, например, когда только теплоизолирующие кирпичи воспринимают нагрузку от огнеупорной обмазки.

[0017] В вышеописанной компоновке футеровка предпочтительно включает в себя тепловой зазор для расширения между теплоизолирующими кирпичами и огнестойкими кирпичами, между теплоизолирующими кирпичами, или между огнестойкими кирпичами, и тепловой зазор для расширения предпочтительно включает в себя распорную деталь, которая располагается внутри зазора, имеет предопределенную прочность при нормальной температуре, и теряет целостность при внутренней температуре работающего воздухонагревателя горячего дутья.

При этой компоновке тепловой зазор для расширения может обеспечить тепловое расширение огнестойких кирпичей при розжиге воздухонагревателя горячего дутья. Если тепловой зазор для расширения снабжается только свободно деформируемым пространством или мягким наполнителем, разделение нагрузки между теплоизолирующими кирпичами и огнестойкими кирпичами в качестве существенной особенности настоящего изобретения является недостижимым. Однако в вышеописанной компоновке, поскольку распорная деталь вставляется в тепловой зазор для расширения, распределение нагрузки, которое является требованием настоящего изобретения, является достижимым.

[0018] Другими словами, распорная деталь имеет предопределенную прочность при нормальной температуре, и поэтому она может передавать нагрузку от теплоизолирующих кирпичей к огнестойким кирпичам. Соответственно, когда огнеупорная обмазка вводится между печным кожухом и теплоизолирующими кирпичами, даже если теплоизолирующие кирпичи воспринимают усилие или нагрузку от огнеупорной обмазки, эти усилия или нагрузка могут быть разделены между теплоизолирующими кирпичами и огнестойкими кирпичами.

Хотя это и не включено в вышеописанную компоновку, огнеупорная обмазка может быть введена после укладки только теплоизолирующих кирпичей, когда огнестойкие кирпичи еще не уложены. В этом случае для того чтобы подавить смещение теплоизолирующих кирпичей, вызываемое введением огнеупорной обмазки, может быть применен способ обеспечения поддержки (например, поперечина и распорка) внутренней поверхности теплоизолирующих кирпичей около корпуса печи или способ сохранения низкой высоты укладываемых теплоизолирующих кирпичей при каждой укладке. Однако такой способ является неэффективным и требует высоких затрат.

В отличие от этого, поскольку распорная деталь плавится и т.п. с увеличением внутренней температуры зажженного воздухонагревателя горячего дутья и теряет целостность в тепловом зазоре для расширения, тепловой зазор для расширения может выполнять желаемую функцию и обеспечивать тепловое расширение огнестойких кирпичей.

Соответственно, предопределенная прочность распорной детали в соответствии с вышеописанным аспектом должна быть больше, чем нагрузка, которая будет разделяться во время введения огнеупорной обмазки. Желательно подходящим образом проектировать прочность распорной детали в зависимости от воздухонагревателя горячего дутья, к которому применяется распорная деталь.

[0019] В вышеописанной компоновке распорная деталь предпочтительно является пеной из термопластической смолы.

В качестве пены из термопластической смолы доступной является, например, стирольная пена, часто используемая в качестве материала упругой прокладки, а именно пена из полистирольной (PS) смолы. В дополнение к этому могут использоваться пены из других термопластических смол. Примеры других термопластических смол включают в себя полиэтиленовую смолу низкой плотности (LDPE), полиэтиленовую смолу высокой плотности (HDPE), смолу полиэтилена и винилового спирта (EVA), полипропиленовую смолу (PP), поливинилхлоридную смолу (PVC), смесь смол PE/PS, акриловую смолу (PMMA), а также смолу сополимера акрилонитрила и бутадиенстирола (ABS).

При такой компоновке, поскольку распорная деталь обеспечивается пеной из термопластической смолы, распорная деталь может получить температурные характеристики (то есть распорная деталь может быть прочной при нормальной температуре и размягчаться и плавиться с увеличением температуры). В дополнение к этому могут быть легко выполнены настройка прочности и механическая обработка распорной детали, и распорная деталь может быть получена с небольшими затратами.

В качестве распорной детали может использоваться, например, распорная деталь, полученная путем литья под давлением вышеописанной пены из термопластической смолы в форме блока. Кроме того, термопластическая смола может быть сформована в сетчатую структуру или в сотовую структуру. Кроме того, материал распорной детали не ограничивается материалом синтетической смолы, имеющей термопластические свойства, и может быть бумагой (например, картоном).

[0020] В вышеописанной компоновке тепловой зазор для расширения предпочтительно включает в себя наполнитель, который является мягким или аморфным при нормальной температуре и вставляется в зазор вместе с распорной деталью.

При такой компоновке после того как распорная деталь теряет целостность в тепловом зазоре для расширения, тепловой зазор для расширения остается заполненным наполнителем. Кроме того, когда тепловой зазор для расширения уменьшается с увеличением теплового расширения огнестойких кирпичей, наполнитель может следовать за деформирующимся тепловым зазором для расширения, так что наполнитель может заполнить зазор между огнестойкими кирпичами, обеспечивая тепловое расширение огнестойких кирпичей, и тем самым препятствуя входу горячего воздуха в тепловой зазор для расширения.

В качестве такого наполнителя предпочтительным является термостойкое керамическое волокно и т.п. Наполнитель может быть упакован в полости без распорной детали в тепловом зазоре для расширения, может быть упакован в полости или нише, сформированной в распорной детали, или может быть расплавлен во время формовки, когда распорная деталь обеспечивается литым изделием из синтетической смолы.

[0021] В вышеописанной компоновке способ предпочтительно дополнительно включает в себя установку насадочного кирпича внутри футеровки, в которой введение огнеупорной обмазки выполняется во время или после установки насадочного кирпича.

При такой компоновке, поскольку огнеупорная обмазка вводится во время установки насадочных кирпичей после установки теплоизолирующих кирпичей и огнестойких кирпичей, эти операции могут быть проведены одновременно, и весь период работы может быть сокращен. Альтернативно, поскольку огнеупорная обмазка вводится после установки насадочных кирпичей, насадочные кирпичи могут принимать нагрузку, создаваемую при введении огнеупорной обмазки.

[0022] В вышеописанной компоновке способ дополнительно включает в себя: деление корпуса печи на множество секций в направлении высоты; а также введение огнеупорной обмазки в каждую из секций.

При такой компоновке, например, когда теплоизолирующие кирпичи и огнестойкие кирпичи должны быть уложены в каждый секции высотой 1,2 м, необходимо только соответственно определить секции. Когда высота секции для укладки теплоизолирующих кирпичей и огнестойких кирпичей равна, таким образом, высоте секции для введения огнеупорной обмазки, теплоизолирующие кирпичи и огнестойкие кирпичи могут быть уложены перед введением огнеупорной обмазки, или альтернативно теплоизолирующие кирпичи и огнестойкие кирпичи могут укладываться в то же самое время, когда вводится огнеупорная обмазка.

Кроме того, в компоновке, в которой высота секции для введения огнеупорной обмазки определяется как приблизительно 1,2 м, текучесть огнеупорной обмазки или присутствие посторонних объектов (например, инструментов) в блоке введения огнеупорной обмазки, могут быть визуально проверены сверху.

[0023] В вышеописанной компоновке теплоизолирующие кирпичи предпочтительно устанавливаются во множестве слоев в направлении толщины футеровки, и горизонтальные соединения в круговом направлении теплоизолирующих кирпичей в слоях предпочтительно сдвигаются друг относительно друга.

При такой компоновке, поскольку соединения теплоизолирующих кирпичей в одном из слоев сдвигаются относительно соединений теплоизолирующих кирпичей в другом из слоев, даже когда теплоизолирующие кирпичи принимают нагрузку или воздействие от введенной огнеупорной обмазки, нагрузка разделяется между теплоизолирующими кирпичами благодаря их сдвинутым соединениям, так что сдвиг или разрушение теплоизолирующих кирпичей могут быть эффективно предотвращены.

[0024] В вышеописанной компоновке огнеупорная обмазка предпочтительно имеет величину свободного течения в диапазоне от 200 мм до 300 мм.

При такой компоновке, поскольку величина свободного течения составляет 200 мм или больше, гарантируется текучесть огнеупорной обмазки. Даже когда огнеупорная обмазка вводится в зазор между печным кожухом и теплоизолирующими кирпичами, огнеупорная обмазка может наверняка заполнить все углы зазора. Кроме того, поскольку величина свободного течения составляет 300 мм или меньше, становится возможным предотвратить низкое качество или засорение шланга, вызванное разделением компонентов огнеупорной обмазки при ее введении.

[0025] В вышеописанном аспекте настоящего изобретения, поскольку огнеупорная обмазка не обеспечивается операцией распыления, нет необходимости собирать и разбирать строительные леса или люльку внутри печного кожуха, и футеровка корпуса печи может быть легко построена за короткий период времени.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0026] Фиг. 1 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее футеровку первого примерного варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее стадию установки первого слоя теплоизолирующих кирпичей в первом примерном варианте осуществления.

Фиг. 3 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее стадию установки второго слоя теплоизолирующих кирпичей в первом примерном варианте осуществления.

Фиг. 4 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее стадию установки вставляемого вещества в первом примерном варианте осуществления.

Фиг. 5 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее стадию установки огнестойких кирпичей в первом примерном варианте осуществления.

Фиг. 6 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее стадию введения огнеупорной обмазки в первом примерном варианте осуществления.

Фиг. 7 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее рабочее состояние футеровки в первом примерном варианте осуществления.

Фиг. 8 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее последовательность работ для введения огнеупорной обмазки в каждый из уровней в первом примерном варианте осуществления.

Фиг. 9 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее последовательность работ для одновременного введения огнеупорной обмазки во множество уровней в первом примерном варианте осуществления.

Фиг. 10 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее футеровку второго примерного варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 11 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее футеровку третьего примерного варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 12 представляет собой поперечный вид сверху, иллюстрирующий футеровку третьего примерного варианта осуществления.

Фиг. 13 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее футеровку четвертого примерного варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 14 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее футеровку пятого примерного варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 15 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее футеровку шестого примерного варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 16 представляет собой поперечный вид сверху, иллюстрирующий футеровку шестого примерного варианта осуществления.

Фиг. 17 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий один пример распорной детали, используемой в настоящем изобретении.

Фиг. 18 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий другой пример распорной детали, используемой в настоящем изобретении.

Фиг. 19 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий еще один пример распорной детали, используемой в настоящем изобретении.

Фиг. 20 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий один пример дополнительной распорной детали, используемой в настоящем изобретении.

Фиг. 21 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий один пример другой дополнительной распорной детали, используемой в настоящем изобретении.

Фиг. 22 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий один пример другой дополнительной распорной детали, используемой в настоящем изобретении.

Фиг. 23 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий один пример другой дополнительной распорной детали, используемой в настоящем изобретении.

Фиг. 24 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее обычный воздухонагреватель горячего дутья с внешним сгоранием.

Фиг. 25 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее футеровку типичной топочной камеры.

Фиг. 26 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее рабочее состояние футеровки типичной топочной камеры.

Фиг. 27 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее другую форму футеровки типичной топочной камеры.

Фиг. 28 представляет собой поперечный вид сверху, иллюстрирующий другую форму футеровки типичной топочной камеры.

Фиг. 29 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее футеровку типичной теплоаккумулирующей камеры.

Фиг. 30 представляет собой поперечный вид сверху, иллюстрирующий футеровку седьмого примерного варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 31 представляет собой график, иллюстрирующий выбор стирольной пены, используемой в качестве распорной детали в настоящем изобретении.

Фиг. 32 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее операции в Примере 1 настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0027] Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылками на чертежи.

Первый примерный вариант осуществления

В первом примерном варианте осуществления формируется корпус 2 топочной камеры (см. Фиг. 25) вышеописанного воздухонагревателя 1 горячего дутья (см. Фиг. 24).

В первом примерном варианте осуществления используются уникальная структура и строительная процедура в соответствии с настоящим изобретением, в частности для футеровки 5, устанавливаемой в корпусе печи (то есть в корпусе 2 топочной камеры).

[0028] На Фиг. 1 футеровка 5 включает в себя: огнеупорную обмазку 51, сформированную на внутренней поверхности печного кожуха 4; двуслойные теплоизолирующие кирпичи 52, сложенные внутри огнеупорной обмазки 51; и однослойные огнестойкие кирпичи 53, сложенные внутри теплоизолирующих кирпичей 52. Кроме того, футеровка 5 включает в себя тепловой зазор 54 для расширения между слоем теплоизолирующих кирпичей 52 и слоем огнестойких кирпичей 53.

Огнеупорная обмазка 51, теплоизолирующие кирпичи 52, огнестойкий кирпич 53 и тепловой зазор 54 для расширения имеют ту же самую структуру, что и вышеописанная структура футеровки 5, показанная на Фиг. 24.

Однако в примерном варианте осуществления процедура введения огнеупорной обмазки 51 и структура теплового зазора 54 для расширения являются уникальными.

[0029] Огнеупорная обмазка 51 в первом примерном варианте осуществления затвердевает после ее инжекции в зазор между теплоизолирующими кирпичами 52 и печным кожухом 4, установленными заранее. Другими словами, нет никакой необходимости повторять установку строительных лесов и операцию распыления на множестве высот, как это требуется для построения существующей огнеупорной обмазки 51.

Основные компоненты огнеупорной обмазки 51 в примерном варианте осуществления аналогичны компонентам существующей огнеупорной обмазки. Однако для того чтобы надежно и полностью осуществить введение огнеупорной обмазки между теплоизолирующими кирпичами 52 и печным кожухом 4 без использования вибратора, величина свободного течения, представляющая текучесть, регулируется в пределах от 200 мм до 300 мм.

[0030] В то время как огнеупорная обмазка 51 формируется, влага огнеупорной обмазки 51 поглощается теплоизолирующими кирпичами, установленными внутри огнеупорной обмазке 51, так что текучесть огнеупорной обмазки 51 уменьшается. Для того чтобы предотвратить поглощение влаги теплоизолирующими кирпичами, контактная поверхность теплоизолирующих кирпичей может быть заранее подвергнута водоотталкивающей обработке. Однако такая обработка увеличивает затраты. Для того чтобы огнеупорная обмазка 51 могла быть построена без такой предварительной обработки, эффективно отрегулировать величину свободного течения так, чтобы она составляла от 200 мм до 300 мм.

[0031] Здесь, даже когда величина свободного течения составляет 200 мм или меньше, огнеупорная обмазка может быть построена с использованием вибратора. Однако поскольку использование вибратора вызывает разрушение соединений и сдвиг положения теплоизолирующих кирпичей вследствие вибрации, использование вибратора нежелательно.

В примерном варианте осуществления, поскольку огнеупорная обмазка формируется непосредственно на поверхности теплоизолирующих кирпичей без применения водоотталкивающей обработки на поверхности теплоизолирующих кирпичей, как описано выше, огнеупорная обмазка прочно прилипает к теплоизолирующим кирпичам, не образуя зазоров между ними, предотвращая тем самым проход горячего воздуха в воздухонагревателе горячего дутья между печным кожухом и огнеупорной обмазкой.

[0032] В дополнение к этому, для того чтобы ввести огнеупорную обмазку 51 как описано выше, тепловой зазор 54 для расширения включает в себя распорную деталь 55 и наполнитель 56, которые располагаются в зазоре между теплоизолирующими кирпичами 52 и огнестойкими кирпичами 53, и напорная нагрузка, вызванная введением огнеупорной обмазки 51, может быть передана от теплоизолирующих кирпичей 52 к огнестойким кирпичам 53.

[0033] Распорная деталь 55 является удлиненным блоком, который непрерывно и горизонтально простирается в зазоре между теплоизолирующими кирпичами 52 и огнестойкими кирпичами 53.

Распорная деталь 55 имеет в поперечном сечении прямоугольную форму. Поверхность распорной детали 55 около наружной поверхности корпуса печи находится в тесном контакте с внутренней поверхностью теплоизолирующих кирпичей 52, и поверхность распорной детали 55 около внутренней поверхности корпуса печи находится в тесном контакте с наружной поверхностью огнестойких кирпичей 53. Размер распорной детали 55 в радиальном направлении корпуса печи устанавливается равным размеру зазора между теплоизолирующими кирпичами 52 и огнестойкими кирпичами 53 для того, чтобы гарантировать плотный контакт между теплоизолирующими кирпичами 52 и огнестойкими кирпичами 53.

[0034] Распорная деталь 55 может быть проиллюстрирована блоком, отлитым из вспененного полистирола. Для того чтобы обеспечить передачу нагрузки от теплоизолирующих кирпичей 52 к огнестойким кирпичам 53, распорная деталь 55 имеет твердость, другими словами, жесткость, в некоторой степени большую, чем у обычных блоков, сделанных из вспененного полистирола.

При выборе жесткости (модуля упругости при сжатии) вспененного полистирола используется следующая процедура.

[0035] Фиг. 31 иллюстрирует соотношение между модулем упругости при сжатии и отношением вставки распорной детали.

Отношение вставки вспененного полистирола определяется как 100%, когда тепловой зазор для расширения абсолютно заполнен вспененным полистиролом, как проиллюстрировано на Фиг. 12. Отношение вставки определяется как 10%, когда 46 мм вспененного полистирола размещается на каждых 460 мм в направлении высоты, как проиллюстрировано на Фиг. 1.

В частности, как проиллюстрировано кривой P1 на Фиг. 31, когда огнеупорная обмазка обеспечивается на каждых 2 м в направлении высоты и 46 мм вспененного полистирола размещается на каждых 460 мм высоты, требуемый модуль упругости при сжатии составляет 80 кг/см² (785 Н/см²) или больше. Кроме того, как проиллюстрировано кривой P2, когда огнеупорная обмазка формируется на каждом 1 м в направлении высоты и 46 мм вспененного полистирола размещается на каждых 460 мм высоты, требуемый модуль упругости при сжатии составляет 50 кг/см² (490 Н/см²) или больше.

Таким образом, необходимо выбирать материал распорной детали 55 из вспененного полистирола в соответствии с отношением вставки и высотой введения огнеупорной обмазки так, чтобы сама распорная деталь не была разрушена.

[0036] Когда корпус печи имеет цилиндрическую форму, зазор между теплоизолирующими кирпичами 52 и огнестойкими кирпичами 53, в котором располагается распорная деталь 55, является искривленным в форме дуги окружности в горизонтальном направлении. Как было описано выше, поскольку распорная деталь 55 является длинной и твердой, распорную деталь 55 в исходном состоянии может быть трудно обрабатывать (например, распорная деталь временно крепится к внутренней поверхности теплоизолирующих кирпичей 52). Соответственно, в примерном варианте осуществления предпочтительно выполнять, например, следующую обработку, чтобы справиться с формой дуги окружности.

[0037] Как проиллюстрировано на Фиг. 17, используется распорная деталь, полученная путем ламинирования множества тонких пластин 55A, отлитых из пенополистирола. Заранее искривленные тонкие пластины 55A ламинируются в одну деталь. Эта одна деталь может обеспечить распорную деталь 55, заранее искривленную в форме дуги окружности.

Как проиллюстрировано на Фиг. 18, пенополистирол отливается в линейно простирающийся основной материал 55B, имеющий прямоугольную форму поперечного сечения. Множество надрезов 55C, имеющих предопределенную ширину, формируется на поверхности основного материала 55B. Когда основной материал 55B используется в качестве распорной детал