Кожух доменной печи
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социапистических
«теспублик (63) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 111078 (21} 2697921/22-02 (5 ) М
С 21 В 7/00 с присоединением заявки ¹Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 30,09,80, Бюллетень №36 (53) УДК 669. 162. . 213. 22 3 (088. 8}
Дата опубликования описания 3009,80
И.Ф. Иванченко, А.В. Смулаковский, А.В. Матюхин, В.Г. Кудачков, Е.Ф. Бобчак и A.Ï. Войтенко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КОЖУХ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ шая часть поверхности кожуха между фланцами кронштейновы (холодильников. Для этого к кожуху между холодильниками привариваются коробки из стального листа, соединеннье между собой по высоте и образующие охладительные секции. Наружная поверхность коробки выполнена из стального листа, внутренней поверхностью активного охлаждения кожуха водой служит сам кожух печи. Каждая секция коробок имеет самостоятельное питание водой и отвод теплой воды (2}, Изобретение относится к черной металлургии, касается кожухов доменных печей и может быть использовано в конструкциях оболочек, работающих под давлением и с повышенной 5 температурой.
Известен кожух воздухонагревателя доменной печи, в котором с целью уменьшения напряжений в нижней части кожуха, компенсатор вы- 30 полнен в виде кольцевой мембраны, соединенной с цилиндрическим кожухом и днищем, а к днищу прикреплено цилиндрическое кольцо с ограничителем хода кожуха (lj. 15
Недостатком изобретения является местное действие компенсатора в нижней части кожуха, а также отсутствие охлаждения по высоте и периметру кожуха. При большой высоте металлур- 2О гических агрегатов кожух испытывает значительные напряжения по всей высоте и периметру.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 25 устройство охлаждения кожуха и кладки шахтной печи, В ней предпо-. лагается охлаждать шахту с помощью кронштейновых холодильников. Ох,лаждению водой подвергается и боль-, ЗО
Недостаток изобретения заключается в том, что система не позволяет снижать деформации в кожухе доменной печи, возникающие при росте огнеупорной кладки, особенно при выплавке чугуна из цинкосодержащих руд. Так как кожух доменной печи имеет большую высоту, то эти деформации в сочетании с деформациями от соб твенного веса кожуха и теса оборудования вызывают высокие напряжения, которые приводят к образованию трещин.в материале кожуха. СиСтема также предусматривает большое количество окон под холодильники в наиболее нагруженной цилиндрической
Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени мет аллургичес кий и нети тут
76 7210
4 части кожуха, которые являются концентраторами напряжений.
Цель изобретения - уменьшение количества концентраторов напряжений на цилиндрической части кожуха и снижение величины напряжений в кожухе доменной печи.
Поставленная цель достигается тем, что кожух выполнен с изгибом к внутренней его оси по периметру, внутри которого расположена перегородка, образующая кольцевую полость с водоохлаждаеилм каналом, причем изгибы расположены по высоте через две холодильные плиты, выводы от которых проходят через стенки изгибов.
На фиг. 1 изображена охлаждаемая полость кожуха, раэрез1 на фиг. 2 предлагаемый кожух в разрезе об и ви ю щи д; на фиг. 3 - охлаждаемая секция кожуха, вид сбоку; на фиг. 4 - охлаждаемая полость, вид сверху.
Кожух состоит из цилиндрической части 1, сваренной с изогнутыми по периметру листами 2, внутри изгиба которых выполнена перегородка 3, образующая охлаждаемую полость 4.
В обе стороны от изгиба расположены . холодильные плиты 5, трубы б от которых выведены через отверстия в изогнутых листах и герметизированы мембранными кольцами 7. Изогнутые листы по периметру снабжены сверху штифтами 8, на которых установлены стальные полки 9. Пространство 10 . между футеровкой 11 и кожухом заполнено огнеупорной набивкой. Изгибы снизу снабжены крюками 12 для ,подвески холодильных плит.
Устройство работает следующим образом.
При возникновении деформаций цилиндрическая часть 1 кожуха может свободно расширяться (перемещаться), изгибая лист 2. Так как перегородка 3 значительно меньшей толщины; чем лист 2, -то она не. оказывает заметного сопротивления перемещению. Трубы б от холодильных плит не,.получают перемещения, так, как сварены с кожухом при помощи мембранных колец 7. Стальные полки 9 установлены на штифтах 8 и отверстия в плите лод штифты выполнены с зазором для обеспечения свободных перемещений изогнутого листа 2 и полки 9 при росте кладки, При износе футеровки стальная полка
9 и прилегающая часть кладки изнашиваются несколько меньше, удерживая застойные материалы и пре дотвращая износ кожуха на изгибах.
Охлаждение обеспечивается проточным охладителем, подводимям в охлаждаемую полость 4. @ля регистрации температур и возможности .выборочного охлаждения ло участкам, кожух снабжается термоларами, установлен-, ными по периметру и по высоте до менной печи. В начале кампании печи, где футеровка не изношена и хо лодильные плиты 5 функционируют, аб кожух не перегревается и возмож ра ота без проточного охладител .
Регистрируя температуру кожуха с помощью термопар, можно вводить охлаждение кожуха или по участкам, или, при необходимости, полностью.
10 Также Ре улируя количество во подаваемой в охлаждаемую полост
4 ть т можно добиться снижения перепадо емператур по периметру и высоте в кожуха, Листы 2 изгибаются и свариваются
t5 с перегородками 3 на заводе-изготовителе и при монтаже кожуха устанавливаются по периметру печи с промежутками. через две холодильные плиты. Свободные концы .изогну2О того листа 2 свариваются с цилиндрической частью 1 кожуха. Трубы верхнего и нижнего рядов холодильных плит 5 вводятся в отверстия в листе 2 и .обвариваются с мембранными кольцами 7. Первый ряд холодильных плит подвешивается на крюки 12, второй ряд крепится к первому.
В связи с постоянным увеличением объема доменных печей, требования, 30 предъявляемые к надежности и дол говечности кожуха возрастают. Существующие конструкции не удовлетворяют требований эксплуатации,. в них постоянно возникают трещинй
35 для ликвидации которых необходимо приостанавливать ход печи, что ведет к снижению производительности агрегата, Предлагаемое устройство, при ко4р тором. деформации кожуха компенсируются специально изогнутыми листа;ми, а температурные перепады сглаживаются принудительным охлаждением по участкам, позволяет повысить надежность и долговечность кожуха доменной лечи.
Т = i е)(„.К р где T - средний срок жизни кожухау
Ф - время, за которое выходит конструкция иэ строя после того, как уровень напряжений превышает предел текучестиу
65
При охлаждении кожуха известным способом нет возможности компенсации роста кладки, а также не лредус5р мотрено выравнивание температур по высоте и периметру кожуха, тогда как известно, что значительные пеРепады температур в кожухе доменной лечи и рост кладки вызывают высокие напРяжения., которые являются причиной аварий доменных печей иэ-за разрушения кожуха.
Формула для долговечности имеет вид
767210 х — средний уровень интенсивносР сти в. кожухе;
Х - предел текучести материала, Расчеты по этой формуле показы-. вают, что даже небольшое снижение напряжений s кожухе значительно увеличивает долговечность работы конструкции. Так, например при среднем уровне напряжений, равном 1000 кг/см в кожухе, изготовленном иэ стали марки 15ХСНД, снижение среднего уровня напряжений на 5% влечет повышение долговечности на 20%,т.е. межремонтный период (между кай. ремонтами II разряда) увеличивается примерно на 1 год. До капитального ремонта 1-ro разряда бывает 5-6 капремонтов II разряда. Следовательно, общий срок службы кожуха повышается примерно на
5-.6 лет.
Экономический эффект от применения новой конструкции кожуха доменной печи при повышении стойкости на 5 лет применительно к ДП-3 завода Криво» рожсталь составляет
Э =,(С + С + С. + С) (+)12= (11 ° 10 + ll ° 10 + 3 10э+ 5 ° 10 )к к(Й -) 12 10000 руб где С, 11 ° 10 руб. - стоимость холодильных плит;
C =l l ° 10 руб. — стоимость замены
4 плит;
С =3 ° 1У руб. - стоимость кладки и ее замены;
С4 =5 ° 10 руб. - стоимость ремонта
4 кожуха;
Тр 240 мес. - фактическая стойкость кожуха доменной печи;
Т = 300 мес. — предполагаемая сто кость кожуха.
Среднегодовая экономия времени ра-. боты доменной печи, связанная с удли нением межремонтного периода, состав» ляет
g«t(Vo ) 12 =.36(д;- ) 12 =
5 — = 0,36 сут/год
Среднегодовой прирост. выпуска чугуна равен
П = Пс„ Lt 11500 0,36=4140 т/год
Экономическая эффективность от
10 повышения производительности. печи
Э < 4140 2,85. 5 = 59000 руб..
Ориентировочный эффект составляет
Э Э1+ Э = 10000+59000
69000 руб.
1 5
Формула изобретения
Кожух доменной печи, состоящий из цилиндрической оболочки с жестко прикрепленными к ней с внутренней
20 стороны холодильниками с каналами для циркуляции охладнтеля и с охлаждающими секциями с наружной стороны, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока служ25 бы н повышения надежности, вследствие уменьшения количества концентраторов напряжений на- цилиндрической
I части кожуха и снижения величины напряжений, кожух выполнен с иэги-
3Q бом к внутренней его оси bio периметру, внутри которого расположена перегородка, образующая водоохлаждаемую пОлость,. причем изгибы расположены по высоте через две Молодиль-
35 . ные плиты, выводы от которых проходят через стенки изгибов. . Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе
1, Авторское свидетельство СССР
М 335284, кл. С 21 8 9/00, 1970 °
2. Патент ФРГ 9 2544273, кл. F 27 В 1/24, 1975 (прототип).
767210
Закаэ 6978/1,1 Тираж 608
ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам иэобретений и открытый
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5
Подписное
«»Ю М
Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4
Составитель Б. Раковский
Редактор T. Хугрыаева Техред 3.Ач Корректор М. Лем йк