Тепловая изоляция подовых труб нагревательных печей

 

Сущность изобретения: тепловая изоляция подовых труб содержит U-образный защитный кожух, выполненный из жаростойкого металла с низкой теплопроводностью, имеет внутренние выступы с плоскими опорными поверхностями, опирающимися на приваренные к подовой трубе ребра и металлические вкладыши, неразъемно соединенные с защитным кожухом, закрепленным на подовой трубе посредством пластин, приваренных с обеих сторон к трубе, и с вкладышем. Зазор между U-образным защитным кожухом и подовой трубой заполнен волокнистым теплоизоляционным материалом, составляющим величину 0,15 - 0,25 от наружного диаметра подовой трубы. Применение предлагаемой тепловой изоляции позволит повысить стойкость изоляции до двух и более лет и снизить тепловые потери более чем на 15%. 1 ил.

Изобретение относится к металлургической промышленности, именно к конструкции тепловой изоляции подовых труб нагревательных печей прокатных станов.

Известна конструкция тепловой изоляции подовых труб, включающая слой волокнистого материала, огнеупорные защитные блоки и металлические подвески.

Недостатком известной конструкции изоляции подовых труб является сравнительно малая надежность крепления на металлических подвесках огнеупорных блоков с Т-образными пазами, охватывающих трубу и установленных на слой каолиновой ваты. Для условий стана 2500 ММК температура подвесок может быть снижена до 450^оС при стойкости изоляции 18 мес.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является огнеупорная изоляция подовых труб нагревательных печей, содержащая прилегающий к водоохлаждаемой подовой трубе слой волокнистого огнеупорного материала и U-образный защитный кожух. Слой теплоизоляционной ваты укладывается в зазор между трубой и кожухом, выполненным из керамического материала, армированного металлическими прутками.

Недостатком известной конструкции тепловой изоляции подовых труб нагревательных печей, препятствующим использованию такого решения в нагревательных печах действующих прокатных станов, является низкая надежность и недостаточный ресурс работы защитных и крепежных элементов в конструкции тепловой изоляции, работающих при температуре 1350^оС и выше. Наиболее теплонапряженным элементом изоляции является U-образный керамический кожух, который хотя и армирован в продольном и поперечном направлениях металлическими элементами для повышения прочности, тем не менее растрескивается и разрушается из-за перепада температур во время пусков и останова печей.

Решаемая задача состоит в создании тепловой изоляции подовых труб нагревательных печей прокатных станов, обеспечивающей повышенную стойкость подовых труб, увеличенный ресурс защитных и крепежных элементов и малые тепловые потери.

Поставленная задача решается тем, что в известной конструкции тепловой изоляции подовых труб нагревательных печей прокатных станов, содержащей прилегающий к водоохлаждаемой подовой трубе слой волокнистого огнеупорного материала и U-образный защитный кожух, согласно изобретению, защитный кожух выполнен из жаростойкого металла с низкой теплопроводностью, имеет внутренние выступы с плоскими опорными поверхностями, опирающимися на приваренные к подовой трубе ребра, и металлические вкладыши, неразъемно соединенные с защитным кожухом, закрепленным на подовой трубе посредством пластин, приваренных с обеих сторон к трубе и вкладышам, причем зазор между защитным кожухом и подовой трубой заполнен волокнистым теплоизоляционным материалом, составляющим величину 0,15-0,25 от наружного диаметра подовой трубы.

Выполнение защитного кожуха металлическим из жаростойкого материала обеспечивает повышение стойкости изоляции, так как материал не разрушается в условиях больших перепадов температур и механических нагрузок при пусках и остановах печей.

Выполнение на защитном кожухе внутренних выступов с плоскими опорными поверхностями позволяет легко и быстро производить монтаж изоляции, а ребра, приваренные к подовой трубе, обеспечивают надежное удержание защитного кожуха в подвешенном состоянии под действием собственного веса при колебаниях рабочей температуры в нестационарных режимах.

Неразъемность соединения металлических вкладышей с защитным кожухом обеспечивает, в свою очередь, надежное и долговечное соединение защитного кожуха с подовой трубой с помощью приваренных к ним пластин. Такое крепление кожуха на подовой трубе надежно удерживает его при сильных вибрациях и при перемещении в нагревательных печах нагреваемого металла.

Низкая теплопроводность материала кожуха, выполненного, например, из высокохромистого сплава, позволяет получить на внешнем слое каолиновой ваты, заполняющей зазор между трубой и кожухом, температуру 890-970^оС при неблагоприятных режимах работы устройства, что обеспечивает сохранность и работоспособность каолиновой ваты в течение двух лет при одновременном сохранении эффективной теплоизоляции.

Если указанный зазор будет менее 0,15 от наружного диаметра подовой трубы, то эффективность теплоизоляции будет недостаточной, что приведет к большим тепловым потерям в устройстве.

Если зазор будет больше 0,25 от наружного диаметра подовой трубы, то температура наружного слоя волокнистого материала поднимается выше рабочей температуры такого материала как каолиновая вата, произойдет ее выгорание и резкое снижение эффективности изоляции.

Указанные данные получены в результате промышленных экспериментов на нагревательных печах стана 2000 Новолипецкого металлургического комбината. Применение предлагаемой тепловой изоляции подовых труб на методических печах стана 2000 НЛМК позволит повысить стойкость изоляции до двух и более лет (стойкость существующей изоляции 1,4 года) и снизить тепловые потери более чем на 15% На чертеже представлено поперечное сечение конструкции тепловой изоляции подовых труб нагревательных печей прокатных станов.

Тепловая изоляция подовых труб включает U-образный металлический кожух из жаростойкого материала с низкой теплопроводностью, например, из высокохромистого сплава. Кожух 1 опирается внутренними выступами 2 на приваренные к подовой трубе 3 ребра 4. С кожухом 1 неразъемно соединены вкладыши 5. Кожух 1 также неподвижно соединен с подовой трубой 3 пластинами 6, привариваемыми к вкладышам 5 и трубе 3.

В зазор между кожухом 1 и подовой трубой 3 уложен слой каолиновой ваты 7. Верхний участок между кожухом 1, подовой трубой 3 и рейтером 8, приваренным к подовой трубе 3, залит густым шамотным раствором 9. Величина зазора между кожухом 1 и трубой 3 составляет 0,18 от наружного диаметра подовой трубы 3.

Устройство работает следующим образом. На предварительно подготовленную поверхность подовой трубы 3 приваривают рейтер 8, подвешивают защитный кожух 1 с уложенным внутри слоем каолиновой ваты 7, приваривают пластины 6 и укладывают шамотный раствор 9. В собранное устройство, установленное на нагревательной печи прокатного стана, в подовую трубу 3 подают охлаждающую воду. Нагреваемый металл перемещается в нагревательной печи, контактируя с опорной поверхностью рейтера 8. Тепловые потоки от нагреваемого металла воспринимаются элементами тепловой изоляции устройства: защитным кожухом 1, слоем каолиновой ваты 7, шамотной заливкой 9, телом рейтера, стенкой подовой трубы 3. Воспринимаемое тепло уносится теплоносителем, циркулирующим в полости трубы 3.

Формула изобретения

ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ПОДОВЫХ ТРУБ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ прокатных станков, содержащая прилегающий к водоохлаждаемой подовой трубе слои волокнистого огнеупорного материала и U-образный защитный кожух, отличающаяся тем, что она снабжена металлическими вкладышами и пластинами, подовая труба выполнена с ребрами, защитный кожух изготовлен из жаростойкого металла с низкой теплопроводностью и имеет внутренние выступы с плоскими опорными поверхностями, опертыми на ребра, и пазами под вкладыши, при этом пластины приварены с обеих сторон к подовой трубе и вкладышам, вкладыши неразъемно относительно защитного кожуха установлены в пазах, причем зазор между защитным кожухом и подовой трубой заполнен волокнистым теплоизоляционным материалом, составляющим 0,15 0,25 наружного диаметра подовой трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1