Арочный свод сталеплавильной печи

Арочный свод сталеплавильной печи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (1.73 245 изоБ ЕТИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.12.76 (21) 2426721/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51) М. Ел.-з

F 27D 1/02

Г 27В 3/16

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень М 16 (53) УДЬ; 669.183.211. .36 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (72) Авторы изобретения

О. М. Сосонкин и С. И. Герцык

Московский вечерний металлургический институт (71) Заявитель (54) АРОЧНЫЙ СВОД СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к конструкциям сводов сталеплавильных печей.

Известен свод сталеплавильной печи (1).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является арочный свод сталеплавильной печи из огнеупорного кирпича, имеющий наружную тепловую изоляцию постоянной толщины по всей его по- 1О верхности (2).

Одной из основных причин низкой стойкости известного арочного свода является неравномерный износ огнеупорных материалов по дуге свода, который определяется тем, что наибольшие тепловые нагрузки на поверхность свода со стороны рабочего пространства печи приходятся на его центральную часть, а также особенностями динамики газовых потоков, которые способ- 20 ствуют наибольшему (по сравнению с другими участками свода) износу центральной части свода.

Неравномерность износа сводового кирпича приводит к тому, что центральная 25 часть свода разрушается раньше, чем остальная часть, достигая величины 60—

70 мм в тот момент, когда остаточная толщина сводового кирпича на других его участках, в частности в районе пятовых ба- 30 лок бывает равна 200 мм и более. При такой неравномерности износа сводового кирпича в печах величина распорных усилий, действующих по дуге свода, превосходит величину начала деформации под нагрузкой для данного огнеупорного материала, и происходит разрушение свода. Таким образом, максимальные тепловые нагрузки на центральную часть свода сочетаются с максимальными статическими нагрузками, что в конечном итоге является причиной разрушения сводового кирпича и, следовательно, низкой стойкости свода. Наружная тепловая изоляция не устраняет этот недостаток.

Целью пзобретсния является повышение стойкости свода.

Это достигается тем, что наружная тепловая изоляция свода выполнена от его боковых сторон на расстояние, равное 0,3—

0,35 длины aðêè свода и с толщиной, равномерно уменьшающейся от боковых сторон к центру арки свода, причем толщина тепловой изоляции у боковых сторон свода равна произведению R< 1.„,/X<, а на арке— произведению (0,01 — 0,015) Rg - Х„,/Х„где

R, — начальная толщина свода (м), 4,з— коэффициент теплопроводности материала изоляции, (Вт/м. град), 1„— коэффициент теплопроводйости сводового огнеупора, (Вт/м град).

731245

На чертеже изображен арочный свод сталеплавильной печи.

Арочный свод состоит нз огнеупорного кирпича 1, на наружной поверхности свода нанесена тепловая изоляция 2, выполнена из огнеупорных обмазок, асбеста, пеношамота и др.

Специфические особенности службы сводов сталеплавильных печей приводят к тому, что тепловой поток, падающий на свод со стороны рабочего пространства печи, убывает от его центра к периферийным участкам, вызывая усиленный износ центральной части, в то время как участки свода, примыкающие к пятовым балкам, изнашиваются значительно меньше. Наложение изоляции уменьшает теплопередачу от наружной поверхности свода в окружающую среду, вызывая усиленный по сравнению с неизолированным сводом износ сводового огнеупора. При нанесении изоляции на участки свода, подверженные наименьшему износу, эти участки начинают изнашиваться интенсивнее, так как отвод тепла через них затруднен. Поэтому размеры изоляции выбраны таким образом, что менее нагруженные в тепловом отношении участки свода оказываются наиболее изолированными, что уменьшает теплоотдачу наружной поверхности именно этих участков свода в окружающую среду и вызывает усиленный износ сводового кирпича со стороны рабочего пространства печи.

Опыт практической работы на мартеновских и двухванных сталеплавильных печах, а также многочисленные исследования тепловой работы сводов сталеплавильных агрегатов показывают, что центральная часть свода, составляющая 0,3 — 0,4 длины дуги наружной поверхности, подвергается наибольшему износу. Поэтому центральную часть свода указанных размеров не изолируют. Известно также, что остаточная толщина кирпича у боковых сторон свода— у пятовых балок составляет 200 — 250 мм, что примерно вдвое больше остаточной толщины в пучке арки (90 — 120 мм). Поэтому тепловое сопротивление сводового огнеупора у пяты вдвое больше, чем в центре арки свода, и толщина изоляции у боковых сторон свода выбрана такой, чтобы ее тепловое сопротивление было примерно равно тепловому сопротивлению остаточной толщины кирпича, что составляЕт Rc Хдз/Хз. ТОЛЩИНЫ ИЗОЛЯЦИИ УМЕНЬШается к центру арки до (0,01 — 0,015) Rc Lie/Х„

3О

55 что составляет 5 — 20 мм для различных соотношений коэффициентов теплопроводности материала изоляции и сводового кирпича.

Поскольку при такой конструкции свода толщина изоляции обратно пропорциональна величине износа огнеупора, то после наложения изоляции указанных размеров, свод изнашивается равномерно, т. е. остаточная толщина одинаковая по всей дуге свода, что обеспечивает увеличение его стойкости. При равномерном износе свода, после достижения определенной остаточной толщины сводового кирпича, устанавливается тепловое равновесие: количество тепла, падающее на свод со стороны рабочего пространства печи, равно количеству тепла, отводимого с наружной поверхности свода естественной конвекцией и излучением. После установления равновесия потери тепла через свод по ходу кампании на всех его участках (центральном и периферийных) не меняются. Таким образом, предложенная конструкция позволяет повысить стойкость арочного свода сталеплавильной печи. Зкономический эффект применения сводов с изоляцией переменной толщины составит 20 тыс. руб. На 1 двухванную сталеплавильную печь.

Формула изобретения

Арочный свод сталеплавильной печи из огнеупорного кирпича, имеющий наружную тепловую изоляцию, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости свода, наружная тепловая изоляция выполнена от его боковых сторон на расстоянии, равном 0,3 — 0,35 длины арки свода, и с толщиной, равномерно уменьшающейся от боковых сторон к центру арки свода, причем толщина тепловой изоляции у боковых сторон свода равна произведению Rc Хиз/ c, на арке — произведению (0,01 — 0,015) Rc.

Х„з/4., где Rc — начальная толщина свода (м), Х„з — коэффициент теплопроводности материала изоляции (Вт/м град), Х, — коэффициент теплопроводности сводового огнеупора, (Вт/м.град).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Абросимов Е. В. и др. Металлургия стали. M., Металлургия, 1961, с. 566.

2. Глинков М. A. и др. Металлургические печи. Ч. 2, М., Металлургия, 1964, с. 227—

235, 245 — 249, 258.

731245

Составитель Ф. Савицкий

Техред В. Серякова

Корректор P. Беркович

Редактор Е. Полионова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 769/14 Изд. М 294 Тираж 673 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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