Свод сталеплавильной печи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0Ц 6l7671

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.05,76 (21) 2362265/22-02 (51) М. Кл.з F 27D

1(02 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Сввета Министров СССР во делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30,07.78. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 12.07.78 (53) УДК 669.187.2 (088,8) (72) Авторы изобретения О. М. Сосонкин, В. А. Кудрин, А. В. Зубрев, В. В. Селеверстов, В. М. Тарасов, К. Д. Мокрушин, В. А. Судаков, Л, И. Данилов, М. М. Привалов, В. А. Ермолаев, Л. М. Васильев, В. И. Красовицкий, Б. Г. Дубов, Н. В. Мурашкин, В. М. Корчагин и Ю. Г. Черневский (71) Заявитель Московский вечерний металлургический институт

1

Изобретение относится к области производства металлов и сплавов и может быть использовано в мартеновских и двухванных сталеплавильных печах.

Стойкость главного свода современной мартеновской и особенно двухванной сталеплавильной печи во многом определяется именно стойкостью свода. Увеличить длительность кампании можно двумя путями: а) за счет повышения качества огнеупорных материалов, используемых в своде, и совершенствования конструкции; б) за счет применения искусственного охлаждения.

Известны конструкции сводов сталеплавильных печей с искусственным охлаждением. Известен, например, полностью водоохлаждаемый свод, который представляет собой сварную конструкцию, заполненную водой и изолированную со стороны рабочего пространства огнеупорной набивкой (1).

Недостатком такой конструкции являются большие тепловые потери, что делает невозмо>кным ее применение в отражательных печах, например мартеновских. Кроме того, расход воды на охлаждение такого свода составляет около 2 т/ч на 1 мв поверхности.

Известен свод, выполненный комбинированным, в котором имеются коллектор и трубы, расположенные равномерно по площади свода, на которые павешивается ог5 неупорный кирпич. Преимуществом этой конструкции является то, что в трубах создается скорость воды, исключающая вски>ание ее даже на поверхности (2).

Недостатком такой конструкции являет10 ся сложность ее изготовления и эксплуатации. При кратковременном отключении подачи воды конструкция выходит из строя.

Известная конструкция обеспечивает равномерное по площади охлаждение свода, 15 что не требуется.

Известна конструкция свода, который содержит две опорные охлаждасмые балки, расположенные вдоль оси печи параллельно пятовым балкам. Кирпичная клад20 ка, выполненная в виде трех самостоятельных арок с отверстиями для продувочных фурм в центральной из í и, закреплена прп помощи элементов подвески (3).

Стойкость такого свода выше, чем одно25 арочного, однако все же не удовлетворяет современным требованиям. Кроме того, условия службы огнеупорной кладки созданы одинаковые по всей поверхности свода, 617671

40

65 в то время как тепловые нагрузки со сгороны рабочего пространства распределяются по поверхности свода неравномерно. В результате этого в местах максимальных тепловых нагрузок происходит интенсивный износ огнеупоров, свод выходит из строя, печь останавливают на холодный ремонт, хотя остаточная толщина большей части свода еще достаточна для продолжения кампании. Разгрузка арки свода за счет опорных балок в известной конструкции не обеспечивает высокой стойкости, например, в районе продувочных фурм, а тот факт, что на других участках свода остаточная толщина огнеупоров в момент остановки печи на ремонт больше, чем прежде, не увеличивает продолжительности кампании.

Целью изобретения является увеличение срока службы свода.

Поставленная цель достигается за счет того, что все арки снабжены поперечными охлаждаемыми элементами, выполненными в виде соприкасающихся с огнеупорной кладкой сварных коробчатых конструкций.

Элементы имеют тепловую изоляцию со стороны рабочего пространства и опираются на продольные опорные балки в центральной арке, на пятовые и соседние опорные балки по- передней и задней линиям свода.

Охлаждаемые элементы чередуются с огнеупорной кладкой вдоль оси печи так, чтобы элементы попадали в места максимального износа кладки (район продувочных фурм, ригеля печи и т. д.).

На фиг. 1 представлен предлагаемый свод печи, поп ер ечный р азр ез; на фиг. 2— главный свод, план; на фиг. 3 — то же, продольный разрез.

Свод представляет собой распорно-подвесную конструкцию, выполненную в виде трех самостоятельных арок 1, 2 и 3 из огнеупорного кирпича, опирающихся на пятовые 4, 5 и две продольные опорные балки б и 7. Свод снабжен поперечными охлаждаемыми элементами 8. Элементы выполнены в виде сварных коробчатых конструкций, имеющих форму арки. Радиусы элемента и кладки одинаковы. Элементы установлены в местах максимальных тепловых напряжений, причем кладка между элементами работает в более благоприятных условиях, так как она отдает тепло через поверхность, контактирующую с боковой поверхностью 9 элемента 8, составляющую 0,5 — 1,0 толщины кладки. Рабочая поверхность 10 элемента расположена на 0,1 — 0,2 толщины кладки выше, чтобы обеспечить удобство установки опалубки па ремонте печи.

В центральной арке свода элементы установлены по обе стороны от продувочной фурмы на расстоянии 1,0 — 1,5 калибров отверстия от их оси, т. е. в местах максимального износа кладки. Расчеты показывают, что теплоотвод от кладки через боковыс поверхности элементов обеспечивает стойкость кладки более 1500 плавок при

h/s=-0,7 и а=б00 — 900 мм, где h — высота охлаждаемого элемента; s — толщина кладки свода; а — ширина кладки между элеме) тами.

Вскрытие элементов после проведения

1512 плавок показывает их полную пригодность для .дальнейшей эксплуатации. При ширине кладки. между элементами

a(900 мм и при h/s=0,7 устанавливается тепловое равновесие при остаточной толщине кладки 100 мм, т. е. кладка изнашивается до остаточной толщины 100 мм и дальнейший ее износ практически затормаживается. Это означает, что количество тепла, падающее на этот участок кладки из рабочего пространства печи, отводится с ее наружной поверхности в окружающую среду (естественной конвекцией и излучением) и с ее боковых поверхностей теплопроводностью к торцам охлаждаемых элементов. Чтобы обеспечить такое установившееся состояние кладки (стойкость свода

1500 †20 плавок на двухванной печи) необходимо в центральной арке иметь отношение суммарных площадей охлаждаемых элементов и кладки, равное 0,85 — 1,25. В арках свода по передней и задней линиям, где тепловые напряжения значительно ниже, достаточно иметь суммарную площадь охлаждаемых элементов, равную 0,8 — 1,2 от площади элементов, установленных в центральной арке.

Формула изобретения

1. Свод сталеплавильной печи, содержащий расположенные по передней и задней стенкам рабочего пространства охлаждаемые пятовые и установленные параллельно им две продольные охлаждаемые опорные балки, между которыми выполнена огнеупорная кирпичная кладка, закрепленная с помощью элементов подвески, в виде трех самостоятельных арок с отверстиями для продувочных фурм в центральной из них, отли чающий ся тем, что, с целью увеличения срока службы свода, центральная арка снабжена поперечными охлаждаемыми элементами, выполненными в виде соприкасающихся с огнеупорной кладкой и имеющих форму арки коробчатых конструкций с тепловой изоляцией со стороны рабочего пространства, опирающихся на продольные опорные балки, причем охлаждаемые элементы установлены с обеих сторон каждого отверстия для продувочных фурм на расстоянии 1,0 — 1,5 калибров отверстий от их оси и чередуются с огнеупорной кладкой с отношением их суммарной площади к площади поверхности клад617671

Фиг. 2 ки 0,85- -1,25, а крайние арки снабжены охлаждаемыми элементами, опирающимися на пятовую и соседнюю опорную балки и их суммарная площадь составляет 0,8—

1,2 от площади элементов, установленных в центральной арке.

2. Свод по п. 1, отл и ч а ющ ийс я тем, что высота охлаждаемых элементов составляет 0,5 — 1,0 толщины кладки, а их рабочая поверхность расположена на 0,1 — 0,2 то ILUHYbl кладки выще, чем повсрхностьо неупорной кладки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 1. Авторское свидетельство СССР № 365538, кл. F 27D 1/02, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 214560, кл, F 27D 1/02, 1965.

3. Авторское свидетельство СССР

10 № 358592, кл. F 27В 3/12, 1971,