Медная охлаждающая плита для металлургических печей

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к устройствам охлаждения металлургических печей. Медная охлаждающая плита, расположенная между печным броневым листом и огнеупорной футеровкой, с трубами для подвода и отвода охладителя, проходящими через броневой лист и сваренными с ним, соединена с печным броневым листом без зазора с помощью по меньшей мере одного сваренного с печным листом крепежного элемента, образующего неподвижную точку. Кроме того, плита дополнительно соединена с печным броневым листом с помощью по меньшей мере одного крепежного элемента, образующего подвижную точку. При использовании изобретения отпадает необходимость в использовании, по крайней мере, части компенсаторов, что обеспечивает уменьшение стоимости устройства. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к медной охлаждающей плите для снабженных огнеупорной футеровкой и наружным печным броневым листом металлургических печей, таких как доменные печи, плавильные или восстановительно-плавильные печи, которая расположена между печным броневым листом и огнеупорной футеровкой и через которую протекает охлаждающий агент, при этом охлаждающие трубы медной охлаждающей плиты для подвода и отвода охладителя выведены через печной броневой лист наружу и герметично сварены с печным броневым листом.

Медные охлаждающие плиты (так называемые медные холодильники) из меди или низколегированных медных сплавов с расположенными внутри них каналами для охладителя, изготовленные посредством прокатки, ковки или отливки, имеют обычно четыре трубы для охладителя на верхней стороне и четыре трубы для охладителя на нижней стороне, при этом, однако, может быть также меньше или больше труб для охладителя в соответствии с числом имеющихся каналов для охладителя.

Известны различные способы крепления охлаждающих плит системы охлаждения печей на внутренней поверхности печного броневого листа. Вследствие изменяющегося теплового расширения охлаждающих плит при различных тепловых нагрузках, обусловленных работой печи, крепление охлаждающих плит имеет большое значение.

Из DE-C-710923, например, известно подвешивание охлаждающих плит, которые удерживаются своими продетыми через печной кожух из броневых листов трубами для подвода и отвода воды, дополнительно с помощью удерживающих и несущих упоров к броневому листу.

Аналогичным образом, в US-A-5904893 предложено снабжать охлаждающие плиты углублением, в которое входит несущая цапфа доменного кожуха, и тем самым подвешивать ее на печном броневом листе.

Согласно ЕР-А-0837144, охлаждающую плиту также укрепляют в подвешенном состоянии к печному броневому листу, при этом охлаждающие плиты имеют крюки, которые сцепляются с крюками, приваренными к печному броневому листу. При этом крюки охлаждающей плиты для лучшего позиционирования охлаждающей плиты могут быть выполнены в виде направляющей.

Крепление другого типа предложено в DE-A-19806788. В данном случае охлаждающая плита снабжена резьбой, которая выведена через печной броневой кожух, за счет чего охлаждающую плиту можно закреплять на печном броневом кожухе с помощью резьбового соединения.

Кроме того, из DE 2743380 A1 известно крепление изготовленных из чугуна охлаждающих плит на броневом кожухе доменной печи с помощью болтов, которые снабжены снаружи уплотнительной головкой. Недостатком этого типа крепления является то, что при высоких тепловых нагрузках охлаждающих плит эти крепежные болты расширяются и охлаждающие плиты могут перемещаться в направлении середины печи, за счет чего горячий печной газ проходит через щель между охлаждающими плитами и печным броневым кожухом и неконтролируемым образом нагревает печной броневой кожух.

Поэтому в DE 3100321 C1 предложено заливать в охлаждающие плиты защитные трубы, которые окружают с зазором трубы для охладителя в зоне проходов через печной броневой кожух, при этом отверстия в печном броневом кожухе герметизированы для предотвращения выхода печных газов и, по меньшей мере, одна из этих защитных труб за счет приваривания к печному кожуху служит неподвижной опорой, а лежащие в той же плоскости другие защитные трубы выполнены в качестве горизонтально перемещаемых опор. Дополнительно к этому, по меньшей мере одна защитная труба, противоположная служащей неподвижной опорой защитной трубе, выполнена в виде вертикально перемещаемой опоры, а лежащие в этой плоскости другие защитные трубы выполнены в качестве плавающих опор. Каждая труба для охладителя через шайбу соединена с металлическим компенсатором, который окружен защитным кожухом и герметично приварен непосредственно или через штуцер к печному броневому кожуху для герметизации места крепления охлаждающей плиты с помощью защитных труб от нежелательного выхода печных газов.

Из DE 29608464 U1 известно крепление охлаждающих плит на печном броневом кожухе исключительно с помощью их труб для охладителя. При этом трубы для охладителя пропускают через отверстия в печном кожухе и эластично соединяют с печным броневым кожухом с одной стороны с помощью приваренного к патрубку компенсатора и с другой стороны с помощью сварки между компенсатором и трубой для охладителя.

Задача изобретения состоит в создании крепления для медных охлаждающих труб к печному броневому кожуху, с помощью которого можно без больших затрат монтировать и демонтировать медные охлаждающие плиты и которое позволяет отказаться по меньшей мере частично от обычных компенсаторов, и которое также является устойчивым в отношении переменных тепловых нагрузок.

Поставленная задача решается для медной охлаждающей плиты указанного в начале типа с помощью отличительных признаков пункта 1 формулы изобретения за счет того, что медные охлаждающие плиты дополнительно к креплению с помощью сваренных с печным броневым листом труб для охладителя соединены с печным броневым листом с помощью, по меньшей мере, одного сваренного с печным броневым листом образующим неподвижную точку крепежным элементом, например, крепежным пальцем. При этом благоприятны, согласно изобретению, два основных варианта крепления, которые можно использовать в зависимости от величины медной охлаждающей плиты и числа каналов, соответственно, труб для охладителя.

Например, можно подвешивать медную охлаждающую плиту на крепежном пальце или на другом крепежном элементе, который находится в непосредственной близости от верхних и/или нижних труб для охладителя, которые проходят через печной броневой кожух. При этом крепежный элемент соединен с печным броневым кожухом и медной охлаждающей плитой так, что крепежный элемент действует в качестве опорной точки во всех пространственных направлениях. Непосредственная близость крепежного элемента к трубам для охладителя, с одной стороны, а также очень небольшое тепловое расширение меди, с другой стороны, приводят к тому, что ожидаемые из-за температурных колебаний тепловые расширения между крепежным элементом и смежными трубами для охладителя оказываются настолько незначительными, что можно отказаться от компенсаторов на этих трубах для охладителя. Таким образом, трубы для охладителя можно сваривать с печным броневым кожухом непосредственно, т.е. без компенсаторов, и они представляют тем самым неподвижные точки. Остальные трубы для охладителя как обычно крепятся к печному броневому листу с помощью компенсаторов и представляют тем самым подвижные точки во всех пространственных направлениях. Кроме того, медная охлаждающая плита соединяется с печным броневым листом в других подвижных точках с помощью соответствующих крепежных элементов, например, винтов, которые обеспечивают возможность перемещения в вертикальном/ горизонтальном направлении.

Другой вариант крепления медной охлаждающей плиты состоит в том, что медная охлаждающая плита снабжена по меньшей мере одним образующим неподвижную точку крепежным элементом примерно в середине медной охлаждающей плиты. Тогда медную охлаждающую плиту, снабженную дополнительными крепежными элементами, образующими подвижные точки, можно приваривать к печному броневому листу совсем без компенсаторов, при этом все трубы для охладителя действуют в качестве неподвижных точек. Ожидаемые тепловые расширения между созданными таким образом неподвижными точками настолько незначительно, что ими можно пренебречь, и тем самым отпадает необходимость в компенсаторах.

Те трубы для охладителя, которые согласно изобретению не требуют компенсаторов, свариваются снаружи герметично непосредственно с печным броневым листом и устанавливаются с помощью шаблона с отверстиями или с помощью простого цилиндрического стакана, который дополнительно увеличивает расстояние неподвижной точки приваренной трубы для охладителя от корпуса медной охлаждающей плиты.

Таким образом, с помощью крепления медной охлаждающей плиты, согласно изобретению, можно проще, быстрее и дешевле монтировать медные охлаждающие плиты в металлургических печах, в частности, домнах, плавильных и восстановительно-плавильных печах.

Другие преимущества, признаки и подробности изобретения следуют из приведенного ниже подробного описания со ссылками на изображенные на чертежах примеры выполнения, при этом одинаковые конструктивные детали обозначены одинаковыми позициями. На чертежах изображено:

фиг.1 - медная охлаждающая плита с расположенным сверху образующим неподвижную точку крепежным элементом на виде сверху со стороны присоединения;

фиг.2 - медная охлаждающая плита, согласно фиг.1, с печным броневым листом на виде сбоку;

фиг.3 - медная охлаждающая плита с двумя расположенными в середине медной охлаждающей плиты образующими неподвижные точки крепежными элементами на виде сверху со стороны присоединения;

фиг.4 - медная охлаждающая плита, согласно фиг.3, с печным броневым листом на виде сбоку.

На фиг.1 и 2 показана на виде сверху (фиг.1) и на виде сбоку (фиг.2) медная охлаждающая плита 10 с четырьмя каналами для охладителя (не видны), трубы 13, 14 которых для подвода и отвода охладителя расположены в верхней и нижней частях медной охлаждающей плиты. В непосредственной близости к верхним трубам 13 для охладителя расположен в качестве образующего неподвижную точку крепежного элемента 11 крепежный палец, который с помощью шайбы 17 приварен к печному броневому листу 15.

За счет близости образующего неподвижную точку крепежного элемента 11 к трубам 13 для охладителя можно эти трубы 13 приваривать без обычно применяемых компенсаторов непосредственно к печному броневому листу 15 с помощью шайбы 17.

Нижние трубы 14 для охладителя, которые расположены слишком далеко от образующего неподвижную точку крепежного элемента 11, соединены как и прежде с помощью компенсаторов 16 с печным броневым листом 15.

Кроме того, с симметричным распределением по поверхности медной охлаждающей плиты 10 расположены еще несколько образующих подвижные точки крепежных элементов 12, в данном примере крепежных болтов, для дополнительного крепления медной охлаждающей плиты 10 к печному броневому листу 15.

За счет крепления, согласно изобретению, медной охлаждающей плиты 10 на печном броневом листе 15 без проблем воспринимаются силы, возникающие за счет теплового расширения, при этом верхние трубы 13 для охладителя и крепежные пальцы действуют в качестве неподвижных точек, нижние трубы 14 для охладителя с компенсаторами 16 действуют в качестве подвижных точек во всех пространственных направлениях, и крепежные болты 12 действуют также в качестве подвижных точек в вертикальном/горизонтальном направлении.

На фиг.3 и 4 показан на виде сверху (фиг.3) и на виде сбоку (фиг.4) другой тип крепления, соответственно, другой вариант выполнения медной охлаждающей плиты 10′ в соединении с печным броневым листом 15, согласно изобретению. В этом примере выполнения в середине медной охлаждающей плиты 10′ расположены два образующих неподвижные точки крепежных элемента 11 (крепежных пальцев). Дополнительно к этому, так же как в примере выполнения, согласно фиг.1 и 2, имеются другие образующие

подвижные точки крепежные элементы 12 (крепежные болты). В показанном на фиг.3 и 4 варианте крепления можно отказаться от всех компенсаторов, поскольку тепловые расширения между образующими неподвижные точки крепежными элементами и неподвижными позициями верхних, а также нижних труб 13 для охладителя так малы, что ими можно пренебречь. Таким образом, в этом варианте выполнения крепление медной охлаждающей плиты 10′ состоит из неподвижных точек в виде крепежных пальцев 11 и приваренных труб 13, 14 для охладителя, а также из подвижных точек (в вертикальном/горизонтальном направлении) в виде крепежных болтов 12.

Изобретение не ограничено показанными примерами выполнения, возможны в частности соответствующие варианты в отношении числа и расположения крепежных элементов в виде неподвижных точек и подвижных точек, а также выполнения в виде пальцев или болтов, в зависимости от величины медных охлаждающих плит, если за счет этого обеспечивается устранение компенсаторов в смысле изобретения.

1. Медная охлаждающая плита (10, 10′) для снабженной огнеупорной футеровкой и наружным печным броневым листом (15) металлургической печи, такой как доменная печь, плавильная или восстановительно-плавильная печь, через которую проходит охладитель и которая расположена между печным броневым листом (15) и огнеупорной футеровкой, при этом трубы (13, 14) для охладителя медной охлаждающей плиты (10, 10′) для подвода и отвода охладителя проходят через печной броневой лист (15) наружу и герметично сварены с печным броневым листом (15), отличающаяся тем, что медная охлаждающая плита (10, 10′) дополнительно к креплению с помощью сваренных с печным броневым листом (15) труб (13, 14) для охладителя соединена с печным броневым листом (15) без зазора во всех пространственных направлениях с помощью по меньшей мере одного сваренного с печным броневым листом (15) образующего неподвижную точку крепежного элемента (11), например, крепежного пальца.

2. Медная охлаждающая плита по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно неподвижно соединена с печным броневым листом (15) с помощью по меньшей мере одного образующего подвижную точку крепежного элемента (12), установленного с возможностью допускать связанные с тепловым расширением перемещения медной охлаждающей плиты (10, 10′) в горизонтальном и вертикальном направлениях, например, крепежного болта.

3. Медная охлаждающая плита по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в верхней и/или нижней части медной охлаждающей плиты (10, 10′) в непосредственной близости к трубам (13, 14) для охладителя расположены один или несколько образующих неподвижные точки крепежных элементов (11).

4. Медная охлаждающая плита по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в середине медной охлаждающей плиты (10, 10′) расположен по меньшей мере один образующий неподвижную точку крепежный элемент (11).

5. Медная охлаждающая плита по любому из пп.3 и 4, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть труб (13, 14) для охладителя непосредственно сварены с печным броневым листом (15) без использования компенсатора.