Металлический каркас бетонного армированного свода дуговой печи

 

ОП HCAHHK

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиия

Социалистичесии к

Реслублии

F 27 D 1/02

F 27 В 3(16

Гаеударстеениый комитет

СССР (53) УД3(621.745.

3 (088.8) па делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.06 82. Бюллетень Ме 21

Дата опубликования описания 07.06.82

Л. 3. Беленький, В. И. Бурцев, В. А. Вайсберг, В . Д ятВФ, "

Л. М. Воложин и А. Н. Мироненко

t и, "-:

Ф

g 3, »

Всесоюзный научно-исследовательский проектно-кон укЩруийт»., 1

-- -- »,:1.,:

»»й."..""

3 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КАРКАС БЕТОННОГО АРМИРОВАННОГО

СВОДА ДУГОВОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к печестроеннь для металлургии, а именно .к дуговым руднотермическим печам черной, цветной металлургии и химической промышленности.

Известнът конструкции железобетонных сво5 дов дуговых руднотермических печей (1).

Недостатком их является металлический каркас, разбивающий свод на сектора, из-за которого невозможно применение таких сводов на ряде тинов изделий, например герметичных печей для нроизводства фосфора, работающих на фазовых напряжениях порядка 500 В.

Наиболее близким о технической сущности и достигаемому эффекту является металлический каркас бетонного армированного свода дуговой нечи, содержащий металлическую сетку, образованную радиальными дугообразными металлическими арматурными ребрами диаметром

10-15 мм, связанными или сваренными между собой {2{.

Недостаток известного каркаса состоит в том, что при эксплуатации печи разрушение свода происходит на границе арматуры. Кроме того, арматура представляет собой магнитные контуры, в которых образуются магнитные наводки, что приводит к потерям электроэнергии и перегреву арматуры. Нередки также случаи пробоя межфазной электроизоляции через арматуру, что приводит к длительным простоям печи.

По конструктивным соображениям максимальный диаметр арматурной проволоки выбирается не более 15 мм. Kaic показывает практика эксплуатации бетонных своттов фосфорных печей, радиальные прутки металлического каркаса свода не обладают достаточной механической прочностью ри работе на изгиб. Увеличивать же массу металлического каркаса свода нежелательно„так как в этом случае увеличиваются электромагнитные потери и расход металличес; кой арматуры.

Целью изобретения является повышение жесткости арматуры и снижение в ней электромагнитных паводок.

ЦеЛь достигается тем, что в металлическом каркасе большого армированного свода дуговой печи, содержащем металлИческую сетку, обэазованную скрепленными между собой

3 934177 радиальными. и дугообразными металлическими арматурными ребрами, радиальные ребра выполнены в виде вертикальных с отверстиями пластин с отношениями их толщины к высоте

0,15-0,2 и высоты пластины к толщине бетонной части свода 0,12 — 0,17, при этом дугообразные ребра установлены в отверстиях пластин и скреплены с пластинами электроизолированно от них.

На фиг. 1 изображен свод с металлическим каркасом, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2 (радиальный разрез каркаса); на фиг. 4 — узел 1 на фиг. 2 (крепление коль 4„ цевой арматуры).

Металлический каркас бетонного армирован,ного свода дуговой печи содержит радиальные металлические пластины 1 с отверстиями 2, расположенные внутри монолитного бетонного свода 3. IIIar между пластинами 1 составляет

100 — 300 мм.

Дугообразная арматура 4 пропущена через электроизоляционные втулки 5, установленные (. в отверстиях 2. Отверстия в пластинах предназначены для анкерирования бетона подобно тому, как это выполняется в ребрах кожуха электрода в самоспекающемся электроде. На торцах втулок 5 установлены гайки 6.

Геометрические размеры пластины 1 выбираются из следующих соотношений: отношение толщины пластины к ее высоте должно составлять 0,15 — 0,2, а высота пластины должна составлять 0,12 — 0,17 толщины бетонного слоя сЬода.

При этом условии из-за прямоугольной формы пластины 1, ее момент сопротивлени изгибу более, чем в 2 раза превышает момент сопротивления изгибу для арматурной проволоки.

Если применять следующие. размеры поперечного сечения пластины 1: толщина 10 мм, 40 высота 50 мм, диаметр отверстий для анкерирования 30 мм, то рабочее сечение на растяжение будет равным 1х(5 — 3) =2 см, а сечение проволоки ф 15 мм в известном составляет 0,785х1,5 1,77 см

Проверяем выбор размеров поперечного сечения пластины 1 на соблюдение рекомендуемых соотношений.

Отношение толщины пластины и высоты. составляет 4 = 0,2 (рекомендуемое 0,15—

0,2) .

Отношение высоты пластины к толщине бетонного слоя составляет — = 0,16

Мо (рекомендуемое 0,12 — 0,17) .

Величины моментов сопротивления изгибу;, ля пластины g = = —" g 1(w ) ь.Ю

6 6

4 для круга% =0,4 б = 01 «1,5 =0,34(см )

3 Ь т. е. й. пластины более, чем вдвое превышает момент сопротивления арматурной проволоки.

Жесткость металлического каркаса, особенно при работе на изгиб, обеспечивает надежную работу бетонного свода 3.

Преимущество предлагаемого металлического каркаса состоит в том, что, не.увеличивая ,металлическую массу, за счет только геометри-. ческой формы, обеспечивается повышение жесткости арматурной сетки, чему также будет способствовать закрепление дугооб-. разных прутков во втулке с помощью гаек 6.

Благодаря тому, что дугообразная арматура

4 прикреплена к пластинам 1 через электроизоляционные втулки 5, отсутствуют замкнутые магнитные контуры, —. е. резко снижаются электромагнитные потери и предотвращаются: пробои межфазовых участков свода.

Отношение толщины пластины 1 к ее выл соте менее 0,15 приводит к увеличению высоты пластины или необходимости уменьшить толщину пластины, что конструктивно нецелесообразно. С другой стороны, при соотношении более 0,2, пластина получается очень низкой и возникают трудности размещения отверстий и втулок.

Отношение высоты пластины 1 к толщине бетонного слоя менее чем 0,12 приводит к

/ неоправданному увеличению слоя бетона в своде, что крайне нежелательно с точки зрения массы свода и наоборот, при отношении более 0;17 — вызовет черезмерное уменьшение толщины бетонного слоя, что нежелательно, так как в этом случае резко возрастает температура в арматуре свода.

Предлагаемая конструкция металлического каркаса проста s изготовлении и может. быть использована в бетонных монолитных сводах различных электропечей.

Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения на одной печи типа

PK3 — 48Ф или РК3-72Ф составит й50 тыс.руб. в год.

Формула изобретения

Металлический каркас бетонного армированного свода дуговой нечи, содержащий металлическую сетку, образованную скрепленными между собой радиальными и дугообразными металлическими арматурными ребрами, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения жесткости арматуры и снижения в ней электромагнитных наводок, радиальные ребра выполнены в виде вертикальных с отверстиями пластин с отношениями их толщины к вы2. Гасик М. И. Самообжигающиеся электроды . рудовосстановительных электропечей.

M., "Металлургия", 1976, с. 330, 1 2

Фиг. 1

5 6 Ч

gus.2

Составитель О. Веретенников

Редактор О. Поповка Техред М. Надь Корректор М. Коста

Заказ 3902/30 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 934177 соте 0,15 — 0,2 и высоты пластины к толцпгие бетонной части свода 0,12-0,17, при этом дугообразные ребра установлены в отверстиях пластин и скреплены с пластинами электроизолированно от них.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

t.. Струнский Б. М. Руднотермические плавильные печи. М, "Металлургия", 1972, с. 237—

239.