Устройство охлаждения доменнойпечи

Устройство охлаждения доменнойпечи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскми

Социалистические

Реслублкк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >831783 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18. 10.79 (2()2854614/22-02 с присоединением заявки И— (23) Приоритет

Опубликовано 2З.05.81. Бюллетень Ле 19 (5 I ) M. Кл;

С 21 В 7/10

Гооудорстоеииый комитет

Ilo делам изобретений и открытий

РЦ УД ВВ9.162. . 2 J 4.22(088.8) Дата опубликования описания 25.05.81

8. М. Граципев, P. И. Залманович, В. И. Иванов Г. П. Кандаков, А. М. Логаев, В. Я. Миллер, Н, И. Овсяннико и A. Е. Сухоруков ь

Ордена . Трудового Красного Знамени централы ый, научно-.-.„, исследоватейьский и проектный институт строирФтьных м сит .,: - °, . (, металлоконструкций ЦНИИпроектстальконструкйия, Ко зогс@ский металлургический завод и Государственный институт по проектированию металлургических заводов--(72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к металлургии, в частности к доменным печам или другим печам шахтного типа с холодильными плитами.

Известны конструкции доменных печей, включающие кожух с прикрепленными к нему холодильными плитами, футеровку, теплоизоляционные и компенсационные слои.

В печах этого типа зазор между холодильными плитами и кожухом заполнен теплоизоляционным материалом, который одновременно выполняет функции компенсационного слоя, воспринимающего радиальный температурный рост холодильных плит

15 и примыкающей к ним вплотную огнеупорной футеровки. Крепление холодильных плит к кожуху выполнено на болтах. При этом трубки лля йодвода и отвода волы, залитые в теле холодильных плит, не выполняют роль крепежных элементов. Между кожухом и холодильными плитами установлены упругие элементы (гросы, пружины), с помощью которых регулируется и обес2 печивается совместная работа кожуха, футеровки и холодильных плит. В процессе эксплуатации при деформациях упругих элементов и компенсационного слоя происхсьдят радиальные перемещения болтов и грубок относительно кожуха, поэтому их крепления к кожуху выполнены подвижными с сомсюью комсеисатсрои рааиичиого тиса Ц

Однако эти конструкции не получили широкого распространения из-за высокой трудоемкости изготовления и монтажа кожуха и элементов холодильных плит, а также большого количества отверстий, ослабляющих кожух доменной печи и нарушающих его газоплогность и эксплуатационную надежность при высоких параметрах внутреннего избыточного давления газовой среды.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является конструк- ция доменных печей, в которой крепление холодильных плит к кожуху осуществляется болтами (3-4 болта для крепления одной плиты). Между холодильнитми плитами и кожухом в местах установки крепежных болтов размещены металлические прокладки (бобышки), либо деревянные брусья, с помощью которых фиксируется зазор (2540 мм) между кожухом и холодильными

5 плитами, Этот зазор заполняется шамотно-глинисто-цементным раствором, для заливки которого в кожух врезаются специальные штуцеры. Компенсационный слой, воспринимающий температурный рост футе- 1О ровки, выполняется между холодильными плитами и футеровкой j2).

Однако трубки для подвода и отвода охлаждающего агента (воды или нара),залитые в теле холодильных плит, не выпол- 5 ня>от крепящей роли.

В доменных печах такой конструкции имеются также значительные сосредото-: ченные нагрузки (до 30-50 т в точке) на кожух печи от температурного распора фу- 2р теровкп через металлические прокладкн (бобышки) в местах установки крепежных болтов. Как правило, эти болты и бобышки устанавливаются достаточно близко к краям холодильных плит, что дополнитель- 25 но стесняет температурные перемещения этих плит и вызывает соответствующие напря>кения в кожухе печи. В процессе эк- . сплуатации это очень часто приводит к появлению трещин в кожухе печи и холо- 3О дильных »лит, так как металлические бобышки не позволяют передавать распорные радиальные нагрузки на кожух по площади через шамотно-глинисто- цементный раствор, заполняющий зазор между кожухом и 35 холодильными плитами. Эти воздействия можно достаточно точно рассчитать, если учесть реальную разницу модулей упругости раствора и металлических бобышек и естественное коробление холодильных плит 40 из-эа их неравномерного нагрева по толщине в процессе эксплуатации.

Кроме того, большое количество отверстий в кожухе печи для подводящих и отводящих охлаждение трубок и крепежных . 45 болтов =ущественно усложняет изготовление, монтаж и дополнительно ослабляет кожух печи, снижая ее эксплуатационную надежйость.

Бель изобретения — упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления, и монтажа и увеличение надежности конструктивных элементов доменной печи.

Поставленная цель достигается тем, что 5 э5 в доменной печи, включающей кожух, холодильные плиты, футеровку и изоляционные слои, между кожухом и холодильными плитами в теплоиэоляционном слое установ8З 4 лень| низкомодульные прокладки, в верх-! них углах холодильных плит выполнены пазы, в которые уложены фиксаторы, обьединяющие холодильные плиты между собой и замкнутые кольца и допускающие свободный температурный рост каждой холодильной плиты.

Низкомодульные прокладки1 BbIBoBHeны из деревянных брусков, прикрепленных к холодильным плитам гибкими металличеФ скими элементами, залитыми в тело холодильных плит, Фиксаторы выполнены металлическими или.иэ огнеупорного материала.

Крепление холодильной плиты к кожуху выполнено в зоне центра тяжести холодильных плит, причем одним болтом, либо на сварке с помощью стального листа с отверстием. ,На фиг. 1 схематически изображена доменная печь, разрез: на фиг. 2 разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел Х на . фиг. 1, с креплением холодильной плиты к кожуху на свари с помощью стального листа с отверстием; на фиг. 4 — то же, с креплением холодильной плиты к кожуху одним болтом; на фиг. 5 — верхний угол холодильной плиты с пазом для укладки фиксатора.

Доменная печь включает стальной кожух 1 прикрепленные к кожуху чугунные холодильные плиты 2, футеровку 3 иэ oI.неупорных материалов (например шамота, высокоглиноэема, углеродистых блоков и т,п.), теплоизоляционный слой 4 между кожухом 1 и холодильными плитами 2, который выполнен из шамотно-цементного раствора, компенсационный слой 5 между холодильными плитами .2 и футеровкой 3, который выполняется из разного рода засыпок или углеродистой массы, и компенсационный зазор 6 между кожухом

1 и футеровкой 3, заполняемый, например, шлако-асбестовой засыпкой или као1 линовыми высокоглиноземистыми изделиями типа .матов, и расположенной в шахте доменной печи выше зоны, охлаждаемой холодильными плитами 2.

Холодильные плиты 2 установлены таким образом, что между ними имеются вертикальные и горизонтальные зазоры 7, заполненные углеродистой набойкой.

Трубки 8 для подвода и отвода охлаждающего агента под давлением (воды или пара) и защитные трубы 9 эамоноличены в теле холодильных плит 2.

В верхних углах холодильных плит 2 . выполнены пазы 10. Гибкие металлические

5 931 78З б скобы 11 залиты в теле холодильных плит

2 и служат для крепления низкомодульных прокладок 12, которые изготовлены, например, из деревянных. брусков. Низкомодульные. прокладки 12 установлены в теплоизоляционном слое 4.

В пазы 10 уложены фиксаторы 13, объединяющие холодильные плиты 2 между собой в замкнутые кольца. Фиксаторы

13 изготовлены из металла или из ог- 1п неупорного материала, например стали, чугуна или шамота.

Крепление холодильных плит 2 к кожуху 1 осуществляется при водяной системе охлаждения с помощью стальных листов 15

14 с отверстием„которые по периметру привариваются к кожуху 1 сварным швом

15, а по краю отверстия привариваются сварным швом 16 к защитной трубе 9.

Крепление выполняется в зоне центра 20 щ тяжести холодильной плиты 2 (фиг. 3).

При пароиспарительной системе охлаждения, когда нет возможности все трубки 8 обьединить в одном месте, крепление холодильных плит 2 к кожуху 1 осуществлено одним болтом 17, который установлен в зоне центра 20 тяжести холодильной плиты 2. Газоплотность крепления. обеспечивается накладкой 18 и сварными швами 19. 30

Накладки 14 и сварные швы 15 и 16 в этом случае служат только для обеспечения газоплотности кожуха и не выпопня » ют крепящей роли.

При эксплуатации доменной печи пред35 .лагаемой конструкции совершенно исклю1 чается возможность передачи сосредоточенных нагрузок на кожух и холодильные плиты. Все нагрузки от температурного

40 роста футеровки и холодильных плит распора шихтовых материалов (не показаны) передаются на кожух только по площади через теплоиэоляционный слой 4, выполненный из шамотно-цементного раствора.

Низкомодульные прокладки 12, прикрепленные к холодильным плитам 2 гибкими элементами 11, при монтаже обеспечивают возможность установки холодильных плит 2 относительно кожуха 1 с необхо50 димым зазором. Способы монтажа холодильных плит при этом практически не отличаются o1 . известных приемов и не вызывают каких-либо затруднений. После заполнения зазора шамотно-цементным ра55 створом низкомодульные прокладки 12, например деревянные бруски, в отличие от ранее применяемых металлических прокладок (бобышек), не принимают участия в передаче нагрузок от температурного роста холодильных плит 2 и футеровки 3 на кожух 1. При этом заполнение зазора между холодильными плитами и кожухом шамотнь-цементным раствором должно быть обеспечено на 1007. Желательно, чтобы заполнение этого зазора . шамотноцементным раствором производилось после монтажа одного ряда холодильных плит, Подача раствора может производиться снизу с помощью известного оборудования под давлением в зазоры 7 между плитами.

В этом случае не требуется врезать в кожух специальные штуцеры. Такое заполнение зазора растворами:нисколько не усложняет и не удлиняет монтажа доменной печи, но обеспечивает качественное выполнение этих работ и, следовательно, надежную совместную работу конструктивных элементов, составляющих многослойную стенку доменной печи.

В процессе эксплуатации на шамонгноцементный раствор передают радиальные сжимающие нагрузки,(через тело холодильных плит) до 10-15 кгс/см, поэтому его

Я. радиальная деформация не превышает 0,30 6 мм. Такое относительное смещение холодильных плит обеспечивается гибкостью стальных листов 14 без возникновения больших сосредоточенных усилий в кожухе и плитах.

Предлагаемое решение позволяет дополнительно уменьшить количество отверстий в кожухе примерно на 75%, т.е. на

1500-2000 за счет исключения соответствующего количества крепежных болтов.

Это, во-первых, повышает надежность работы кожуха при эксплуатации, улучшает газоплотность конструкции в целом, вс вторых, снижает трудоемкость проектирования, изготовления и монтажа конструкции.

Уменьшение количества крепежных болтов до одного на плиту или полный отказ от болтов компенсируется укладкой фикса торов 13 в пазы 10 холодильных плит 2.

Фиксаторы 13 обьединяют холодильные плиты между собой в замкнутые кольца, ч1 о исключает возможность обрушения холодильных плит при случайных разрушениях крепежных элементов даже в нескольких плитах одновременно.

Размеры фиксаторов 13 меньше (на

5-10 мм) размера пазов 10, поэтому их укладка не вызывает никаких затруднений при монтаже, а при эксплуатации они допускают свободный температурный рост каждой холодильной плиты.

Уставку фиксаторов наиболее целесообразно выполнять в холодильных плитах шахты печи, где обычно футеровка быстро изнашивается и не может препятствовать обрушению холодильных плит.

Ь

Часто на доменных печах применяются смешанные системы охлаждения. Для холс дильных плит шахты применяется наро испарительная система охлаждения, а для плит горна-водяная система. Поэтому хо-. 1О лодильные плиты шахты можно крепить с помощью одного оолта (фиг. 4), а холодильные плиты горна — с помощью стального листа с отверстием (фиг. 3)

Холодильные плиты шахты на доменных 1 печах больших объемов обычно имеют горизонтальные выступы (не показаны) для опирания футеровки. Предлагаемая конструкция может быть эффективно применена и в этом случае, только горизонтальные 20 выступы следует устраивать в центральной или нижней частях холодильных плит.

Предлагаемая конструкция доменной печи может быть эффективно применена при сооружении современных крупных печей и при реконструкции существующих доменных печей, так как читывает и обеспечивает совместную работу всех основных конструктивных элементов. Экономический эффект обеспечивается за счет увеличения надежности печи, что существенно снижает эксплуатационные расходы на ремонты трещин в кожухах. Простота конструкции обеспечивает существенное снижение трудоемкости проектирования, изготовления и 35 монтажа.

Формула изобретения

1. Устройство охлаждения доменной печи, содержащее прикрепленные к кожуху холодильные плиты, футеровку, теплоизоля1 ционные и компенсационные слои, прокладки из деревянных брусков, расположенные между холодильником и кожухом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения трудоемкости изготовления и монтажа и увеличения на-. дежности конструктивных элементов доменной печи, в верхних углах холодильных плит выполнены пазы, в которые уложены фикс аторы.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что фиксаторы выполнены металлическими либо из огнеупорного .материала.

3. Устройство по п. 1, а т л и ч а— ю щ е е с я тем, что холодильные плиты прикреплены к кожуху в их центре тяжести.

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что крепление холодильной плиты к кожуху. выполнено одним болтом, либо посредством приваренного стального листа с отверстием.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США M 3314668, кл. С 21 В 7/10, 1967.

2. Леонидов H. К. Сооружение и оборудование доменных цехов. М., 1955, с. 61-63, рис. 27.