Свод плавильной печи

Союз Советский Соцрюпистнчежик Республик(22) Заявлено 13 779 (21) 2796882/22-03 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Г 27 О 1/02 Государственнмй коинтет СССР во аеааи изобретений н открытий(71) Заявитель Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности,Изобретение относится к металлургической промышленности и может бытьиспользовано при изготовлении сводовсталеплавильных печей, например плазменных, электродуговых и мартеновских.Известен свод плазменной печи,включающий кладку из магнезитохромитовых сводовых кирпичей, выполняемуюнасухо (без раствора) 1).Недостатком данной конструкции свода является его деформируемость (коробление) и высокая скорость износафутеровки сколами в процессе эксплуатации под воздействием термомеханических напряжений в кладке, которые 5,возникаю= вследствие расширения кирпича приодностороннем высокотемпературном ее нагреве. Отсутствие воэможности компенсации этого расширенияв кладке и способности механического 20удержания скалывающихся кусков кирпича обуславливает низкую стойкостьфутеровки такого свода,Известен свод электродуговой печи, включающий огнеупорную кладкуиз сводовых изделий и швы между ними,заполненные мертелем (огнеупсрнымраствором) 2), При этом широко известно, что толщина швов между кир.пичами в кладке при заполнении мер,телями составляет 2-4 мм, а наибольшая величина зерен отощителя (порошка), используемого в этих мертелях, составляет 1-1,5 мм 3), 4 и 5)Недостатком этих конструкций свода является также невысокая стойкость футеровки, поскольку тонкий материальный шов вследствие тонкозернистого состава мертеля способствует спеканию кладки в монолит,нодалеко не в полной мере компенсирует термическое расширение кирпичей в процессе эксплуатации. Некоторая компенсация этого расширения имеет место тдлько на первых плавках, когда швы фсвежие, но отрицательным в этот период является то, что прочность тонкого шва оказывается недостаточной для механического удержания скалывающихся кусков кирпича, размер которых обычно бывает 30-50 мм. После спекания свода в мо налит дальнейшая компенсация термического расширения, вызванного насыщением рабочей поверхности кладки по ходу компании реагентами плавки из пространства печи, практически прекращается, Возникающие при этом термомеханические напряжения в рабочем слое футеровки приводят к ее деформированию и преждевременному износу, 832289 4Цель изобретения - повышение стойкости свода за счет снижения термомеханических напряжений в кладке иуменьшения скорости ее износа сколамиПоставленная цель достигается тем,что в известной конструкции свода . сталеплавильной печи, включающей огнеупорную кладку из сводовых иэделий и швы между ними, заполненные огнеупорным раствором, толщина швовсоставляет О, 15-0,25 от толщины сво" 10 довых изделий, а зерновой состав отощителя в растворе идентичен зерновому составу шихты, используемой дляизготовления этих изделий. 15 Сущность изобретения заключается в том, что утолщенный шов,заполненный раствором такого же зернового состава, что и шихта для производства сводовых изделий, после выгорания связки всегда имеет пористость значитель но большую (24 - 27), чем сводовые изделия (1 б - 18). Благодаря этому термостойкость такого материального шва в 1,5-2 раза выше термостойкости применяемых для кладки изделий и в 25 силу своей значительной прочности нри указанной толщине он способен удерживать скалывающиеся куски изделий, большая толщина шва позволяет компенсировать термическое расширение кирпичей на протяжении. всей компании, а следовательно, обеспечивает снижение термомеханических напряже" иий в кладке и исключает деформируемость свода.Экспериментально установлено, что толщина швов при кладке должна составлять 0,15-0,25 от толщины сводо- выХ изделий. Так как в соответствии с ГОСТ 10888-76 сводов изделия (ПХС),40 45 применяете для футеровки сталеплавильных печей, .выпускаются толщиной от б 5 до 90 мм, то соответственно на практике толщина швов между кирпичами в кладке изменяется от 10 до 23 мм.Превышение верхнего предела толшины шва для соответствующей толщины при выбранном крупнозернистом составе раствора, а также потому, что при этом снижается эффект от механи. ческого удержания скалывающихся кусков Кирпича.и. возможность более полной компенсации термомеханических напряжений в кладке,При выборе зернового состава отощителя (порошка) исходят иэ общих 60 требований к раствору, вытекающих из изделия приводит к растрескиванию раствора и отрыва его от кирпича вследствие усадки при нагреве в процессе эксплуатации. Это увеличивает . гаэопроницаемость футеровки и понижает прочность связывания кирпичей,уменьшение величины нижнего пре. дела нецелесообразно в связи с ухудшением Удобоуклад ваемости кирпича 55 основного его назначения - обеспечить плотный шов, прочно связывающий элементы кладки при максимально возможной термостойкости. Такие же требования предъявляются и к зерновому составу шихты для изготовления сво,довых изделий, т.е. соотношение крупной и мелкой фракции в шихте должно обеспечивать наиболее плотную укладку зерен при прессовании и достаточно высокую термостойкость полученных после обжига сводовых изделий. В связи с этим зерновой состав отощителя в растворе взят идентичным зерновому составу шихты для производства сводовых изделий.На фиг. 1 показан свод, разрез; на фиг, 2 - то же, вид сверху.Свод содержит огнеупорную кладку 1 иэ сводовых иэделий и шов 2,заполненный огнеупорным раствором.Раствор для наборки свода приготавливают на месте кладки в растворомешалках с вращающими лопастями любого типа, При этом отощитель, близкий по химическому составу к сводовым изделиям, с объемным соотношением крупной (3-0,5 мм) и мелкой (0,5-0 мм) Фракций 7:3 загружают в растворомешалку и по мере перемешивания увлажняют жидким стеклом плотностью 1,28-1,31 г/см до получения массы (раствора) влажностью 25-28. Приготовленный раствор при помощи кельмы наносят на предварительно смоченную жидким стеклом плашку кирпича. Толщина нанесенного слоя раствора зависит от толщины применяемого для наборки свода кирпича и составляет 0,15-0,25 от толщины последнего. Кирпичи укладывают по кольцу на плаа- ку,оставляя между боковыми гранями каждой пары кирпича шов такой же толщины,как и слой раствора, нанесенный на плашку. Оставленные швы между боковыми гранями после выкладки каждого кольца заполняют раствором. Такая же технология наборки свода выдержи" вается при секторно-арочной или другой схеме кладки.Предложенная конструкция свода сталеплавильной печи по сравнению с известными имеет следующие преимущества: наличие толстого материального шва между кирпичами в кладке , обладающего значительной йрочностью и высокой термостойкостью, позволяет удерживать скалывающиеся куски кирпича и компенсировать термомеханические напряжения в кладке. Это увеличивает срок эксплуатации свода на 30"50 по сравнению с известной конструкцией, исключает необходимость подтески кирпича при кладке, когда имеет место частичное несоответствие конфигурации свода и размера сводовых изделий; предоставляется возможность сократить для наборки сводов количество типоразмеров кирпича с832289 формула изобретения Подписное Тираж 65 ИПИ Заказ 3328/37 ктная, 4 ул. четырех до двух; позволяет заменить некоторые громоздкие металлические конструкции подвесных сводов.Ожидаемое повышение стойкости свода по сравнению с известным за счет снижения термомеханических напряжений в кладке и уменьшения скорости ее износа сколами составит 30-50,Свод сталеплавильной печи, включающий огнеупорную кладку из сводовых изделий и швы между ними, заполненные огнеупорным раствором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це лью повышения стойкости свода за счет снижения термомеханических нап- . ряжений в кладке и уменьшения скорости ее износа сколами, толщина швов. составляет 0.,15-0,25 толщины сводовых 2 ОА-А ал ППП "Патент", г. У изделий, а зерновой состав отощителяв растворе идентичен зерновому сос-.таву шихты, используемой для изготовления этих изделий.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Басьяс П,П Пилипчатин А,Ц.,Азбукин Б.Д. и др. Повышение стойкости Футеровки плазменной печи,Бюллетень ЦНИИЧИ, 1973, Р 18; с. 51.2, Кайбичева М.Н, футеровка злектропечей. М., Металлургияф, 1975,с. 36 и 24.3. Стрелов К.К. и Маминин П.С,Технология огнеупоров. М., фМеталлургия, 1978, с. 362-363.4. Огнеупорное производство. Справочник, М., Металлургия, 1965,т, 1, с. 553,5. Криванднн В.А, и Марков Б.Л.Металлургические печи. М., Металлургия ", 1977, с. 233.