Тигель

 

Q...C"А-Н g Е рц6717И

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Саяэ Соввтмаа

Социалнстическнк

Республик

К ПАТЕНТУ

4 (61) Зависимый от патента (22) Заявлено 01.02.73 (21) 1877289/22-02 (51) М. К .

F 27В 14/10 (32) Приоритет — (31) Государственный комнтет (33)— (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень № 24 (53) УДК 669.187 (088.8) по делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 30.06.79 (72) Автор изобретения

Иностранец

Ферхан Хасан Сойкан (США) Иностранная фирма

«Спешиал Металз Корпорейшн> (США) (71) Заявитель (54) ТИГЕЛЬ

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к конструкции футеровки индукционных печей для выплавки стали и сплавов.

Известна конструкция футеровки тигля из изогнутых огнеупорных кирпичей, имеющих соприкосновение торцовых поверхностей по радиусу тигля.

Однако при нагреве кирпичи такого типа подвержены тепловому расширению, при этом появляются тангенциальные или окружные силы, которые увеличивают радиус печи, прижимают уплотняющий и изолирующий материал к окружающей индукционной катушке, тем самым вызывая постоянную деформацию индукционной катушки, и могут служить причиной появления трещин и ухода расплавленного металла.

Цель изобретения — предотвращение разрушения стенок при их тепловом расширении.

Для этого смежные торцовые поверхности кирпичей на противоположных концах выполнены с равными острыми углами по отношению к радиусу тигля, а поверхности торцовых граней каждого кирпича скошены в одном и том же направлении, причем каждая поверхность грани определяется линией, проведенной от внутреннего радиального конца поверхности одной грани кирпича касательно к точке на окружности, которая лежит в промежуточном положе5 нии между центром резервуара и внутренней поверхностью стенки, причем названная выше точка на окружности определяется пересечением с радиусом, который пересекает внутренний радиальный конец по10 верхности другой грани кирпича.

Упомянутая окружность имеет диаметр, равный половине диаметра внутренней кладки тигля.

На фиг. 1 изображена известная кладка

15 футеровки тигля с индукционным нагревом; на фиг. 2 — то же, вертикальный разрез; на фиг. 3 — предлагаемый тигль, вид сверху; на фиг. 4 — определение скоса на противополОжных концах изогнутых кирпичей в конструкции тигля; на фиг. 5— узел 1 на фиг. 4, на котором иллюстрируются силы, появляющиеся на смежных поверхностях граней изогнутых кирпичей.

Печь включает цилиндрическую стенку 1, образованную из огнеупорных кирпичей 2, и имеет под, образованный плитой 3, изготовленной из огнеупорного материала.

Стенку 1 окружает индукционная катушка

671751

4, а катушку 4 — опорная конструкция, которая содержит цилиндрический корпус 5, покоящийся на плите основания 6. Между кирпичами 2 и индуктивной катушкой 4 расположен слой уплотняющего материала 7.

Кирпичи 2 имеют изогнутый контур, поверхности противоположных концов прилегают друг к другу по радиусу кольцевой конструкции стенки 1, т. е. смежные поверхности лежат вдоль линий, которые проходят через центр кольцевой конструкции. С использованием такого рода устройства тепло, генерируемое в тигле или в печи, будет вызывать появление сил теплового расширения в кирпичах 2, и поскольку концевые грани кирпичей находятся преимущественно впритык друг к другу, тангенциальные или окружные силы, которые возникают на поверхности раздела между прилегающими кирпичами, заставляют всю кольцевую конструкцию увеличиваться в диаметре, прижимая уплотняющий материал 7 к катушке 4. Это может быть причиной постоянной деформации окружающей индукционной катушки 4, повреждения уплотняющего материала, появлеййя трещин в стенке печи, в результате чего мо жет иметь место утечка металла.

На фиг. 3 показан вид сверху тигля или печи, сконструированного в соответствии с изобретением. Необходимо отметить, что она подобна устройству, показанному на фиг. 1, за исключением того, что смежные поверхности кирпичей в этом случае лежат вдоль соединений 8, которые находятся под острым углом по отношению к радиусу кольцевой конструкции (см. фиг. 4 и 5).

Радиус тигля указан линией 9. Отмечаем, что смежные поверхности соединения 8 находятся под постоянными острыми углами а по отношению к радиусу 9. Когда кирпичи расширяются из-за воздействия тепла, каждый кирпич подвергается тепловому -расширению, которое вызывает появление тангенциальных или окружных сил

F< (фиг. 5) и напряжений сжатия между кирпичами.

Тангенциальную силу F< можно разложить на два компонента F„ II F„. Сила F„ направлена перпендикулярно к торцовой поверхности или к соединению 8 между двумя кирпичами; в то время как сила F„ направлена вдоль поверхности раздела между двумя кирпичами. Как только сила

F< достигает значения, при котором сила F, больше, чем сила трения на йоверхности раздела между кирпичами, между кирпичами появляется движение скольжения, и каждый кирпич стремится поворачиваться в направлении по часовой стрелке, То есть верхняя и нижняя грани кирпича вынуждаются перемещаться очень незначительно IIO направлению к положениям, обозначенным штриховой линией 10. Это вращение сводит

t

4 к минимуму зазор между кирпичами без увеличенйя диаметра и окружности первоначальной конструкции кладки тигля.

Обычные кирпичи имеют углы, определяемые точкамй а, b, с и d (см. фиг. 5).

При таких условиях силы Рр и г „не существуют, так как сила F перйендикулярна линии bc, которая находится на радиусе кольцевой конструкции. Поэтому необходимо создать форму, в которой присутствуют силы F„и F„при этом контур кирпича в этом случае определяется углами А, В, С и D (см. фиг. 4). Кроме того, необходимо, чтобы грани кирпичей на противоположных концах кольцевой конструкции, определяемые линиями А — D и  — С, не проходили через центр 11 кольцевого тигля.

Угловое соотношение линий А — D и  — С определяется в первую очередь установлением окружности 12. Эта окружность должна иметь радиус, больший нуля и меньший радиуса Яо внутренней окружности стенки кладки, образованной из кирпича 13. Радиус окружности 12 должен составлять половину радиуса Rp внутренней окружности тигля. При конструировании кирпичей и при кладке стенки тигля, например, из двадцати кирпичей, окружность

12 делится на двадцать равных окружных дуг, четыре из которых показаны на фиг. 4 и обозначены позициями 14, 15, 16 и 17.

Путем проведения радиусов через точки 18 на концах каждой равной дуги 14, 15 и т. п. можно установить внутренние грани С вЂ” D каждого кольцевого кирпича, После этого, проводя линию от внутреннего радиального конца D, например, поверхности одной грани кирпича к точке 18 на окружности 12 (точка 18 определяется пересечениеМ радиуса, который пересекает внутренний радиальный конец С поверхности другой грани кирпича), определяют скос граней соединения 8. При повторении этого процесса получают центры разложения, например центры 19 и 20, и эти точкй будут находиться на окружности 21, которая концентричйа с окружностью 12.

Как указано выше, окружность 12 не должна иметь радиус, равный половине радиуса внутренней окружности стенки тигля, однако это желательно. Если радиус окружности 12 увеличивается, также увеличивается скос граней соединения 8. И наоборот, если радиус окружности 12 уменьшается, также уменьшается скос, выражаемый углом а, показанный на фиг. 5.

Формула изобретения

1. Тигель, содержащий металлйческий футерованный кирпичом кожух и индукционную катушку, отл ича ющийся тем, что, с целью предотвращения разрушения стенок при их тепловом расширений, смеж671751 ные торцовые поверхности граней кирпичей футеровки на противоположных концах выполнены с равными острыми углами по отношению к радиусу тигля.

2. Тигель по п. 1, отличающийся тем, что поверхности торцовых граней каждого кирпича скошены в одном и том же направлении.

671751

Рие 3

Составитель А. Каблуковский

Редактор E. Дайч

Корректор E. Угроватова

Техред А. Камышникова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1678 16 Изд. К 421 Тираж 706

ЦНИИПИ НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

/ C