Элемент футеровки электропечи

91 (11 18 27 Э 1/02 ЕЛЬСТ 3832755/22-022912.8407.0187. БюлВсесоюзный напроектно-консеский институоборудования 4) ЭЖ 7) Изо 21) 22) 10) там футе может бы гической 1) ский логи кого едовател ий техно но-исс укторс электр ермиче еннос шение над футеровки огнеупорн ции и име и меньшей И.В онкин И.Д, Дорохов, Бурцев и А.П.621.783(088.8 В.И. (53) ениче атном порей длиныядом распеньшей дл и 5) Свенчанси сопротив 112, 1 б 1,Авторское9456, кл. п н ду ними ил е ФМ СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ НИЕ ИЗОБРЕТ Н АВТОРСКОМУ СВИ ий А.Д. Электриче ения. Ч. 1, М., 1 ис. 4-10видетельство СССР Р 27 Р 1/02, 1979 ТЕРОВКИ ЭЛЕ 1(ТРОПЕЧИ етение относится к элеменвок электрических печей ииспользовано в металлурдругих отраслях промышЦель изобретения - повыежности футеровки. Элемент печи состоит из монолитной й части и тепловой изолят ребра жесткости большей длины, расположенные в шахядке. При этом ребра боль- расположены с перекрытием оложенных ребер, а ребра ины расположены перпендибрам большей длины и межИзобретение относится к элементам футеровок электрических печей и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности, 5Целью изобретения является повышение надежности.На фиг. 1 изображен элемент футеровки печи, состоящей из монолитной огнеупорной части и теплоизоляции, 10 разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху.Элемент футеровки печи содержит огнеупорную часть 1, теплоизоляцию 2 (фиг. 1), Огнеупорная часть состоит из пластины 3 и ребер 4 жесткости (фиг. 2), выполненных в виде чередующихся участков переменной длины, причем участки с минимальной длиной одного ребра жесткости перекрываются в свету участками с максимальной длиной других ребер жесткостиВысота ребер жесткости может быть переменной (фиг. 1)или постоян 25 ной вдоль любой прямой, проведенной в плоскости пластины.Наиболее рациональной формой линии, огибающей вершины ребер жесткости, является линия, соответствующая распределению изгибающих моментов в рассматриваемом направлении,В зависимости от условий опирания изменяется ориентация ребер жесткости. При опирании элемента Футеров-З 5ки в угловых точках ребра жесткостиориентируют в двух пересекающихсянаправлениях. При опирании на двепротивоположные стороны пластиныребра жесткости выполняют перпенди-, 10кулярными сторонам, на которые происходит опирание. При изготовленииогнеупорной части методом литья ипри необходимости транспортировкиготового элемента футеровки для обес-г 5печения технологической (при выемкеиз литейной формы) и транспортнойжесткости прямолинейные ребра жесткости целесообразно выполнять в двухвзаимно перпендикулярных направлениях.Проекция оси симметрии ребра жесткости на пластину может иметь видлюбой линии, описываемой уравнениемс одним неизвестным или их комбинацией,Теплоизоляция располагается слюбой стороны огнеупорной части,т.е, как со стороны, на которой расположены ребра жесткости, так и на противоположной.При высокой температуре внутри рабочего пространства и при малой толщине огнеупорной пластины температу-е. ра на ненагреваемой стороне (обращенной к слою теплоизоляции) будет превышать температуру, допустимую для теплоизоляции. В этом случае жесткость обеспечивается конструкцией пластины элемента, а температура до рабочей температуры теплоизоляцйи понижается с помощью, например, пакета пластин такой же толщины и с отверстиями под ребра жесткости или с помощью огнеупорной засыпки.Элемент футеровки работает следующим образом.При подводе тепла со стороны пластины огнеупорной части происходит его термическое расширение, которое передается на жестко связанные с ней ребра 4 жесткости, темпе-. ратура которых, а следовательно; и термические деформации, меньше, чем у сплошного слоя, Чем больше линейный размер пластины, тем больше величина суммарной деформации, возникаю" щей в ней при нагревании ее до определенной температуры. При одностороннем нагревании пластины механическиенапряжения на холодной ее стороне тем больше (при постоянном градиентетемператур), чем больше длина и ширина пластины, Объясняется это следующим образом. Предположим, что среднее расстояние между. двумя соседними атомами материала пластины с размерами ахЬхЬ равно ь и на долю люа Ь".ой из ш иш ( - = - = 1 ед.ш ш1длины) единиц длины и произвольном направлении приходится и атомов или на единицу длины имежатомных рас-, стояний, равных Л . Размеры пластины а и Ь, выраженные через указанные величины, соответственно равны шь(п) и ш Ь(и-.1). При увеличении темпераотуры на 1 С межатомное расстояние увеличивается на величину ос, Размеры пластины при этом увеличиваются и становятся равными ш, Ъ+Ы)(и) и ш (6+ы) (п), т.е. увеличиваются соответственно на величины шсс (и) и ш. Ы(п). При одностороннем нагреве пластины температура пластины на нагреваемой стороне возрастает от г., до 1, а на другой стороне от С, 1281857до ,Размер пластины увеличиваетсяпри этом на величины т (С - )с.(п)и ш (й - )сЕ (п) на нагреваемой2 2 осторонеи ш И, -,) сс,(п) и ш, (С -) ы,(п) на противоположной стоороне. Разница междуи й, зависитот свойств материала йластины (теплопроводность, температуропроводность) и ее толщины Ь, При нагревании пластин из одного и того же 10материала и одних и тех же размеровна равные температуры увеличениедлины пластины при прочих равныхусловиях зависит от линейных размеров пластины а и Ь. Следовательно, 15чем больше линейные размеры пластин, тем большая разница удлинений между нагреваемой и ненагреваемой сторонами и тем больше возникают растягивающие усилия на иенагреваемой и сжимающие - на нагреваемой сторонах пластины. С другойстороны, чем больше толщина плас, тины, тем больше перепад температури большие усилия. Применение ребержесткости, линейные размеры которыхменьше размера пластины, позволяетобеспечить .необходимую жесткость иснизить величину растягивающих усилий на их поверхности при подводетепла со стороны пластины или достичь практически равномерной температуры по всей толщине огнеупорнойчасти элемента футеровки, при сохранении необходимой жесткости, за 35счет малой толщины ребер жесткости.При подводе тепла со стороны ребержесткости вследствие малой толщиныребер жесткости сплошного слоя происходит практически равномерный 40нагрев всей огнеупорной части и растягивающие механические напряжения,возникающие в материале огнеупорного слоя вследствие малой разноститемператур в разных частях конструкции, оказываются много меньше допустимых,Размеры, ориентация и форма ребержесткости и толщин сплошного слоя выбираются с учетом конкретных условий 50эксплуатаций футеровки, т.е. изменяются в зависимости от ее длины и ширины, веса навешиваемого оборудования, температуры внутрипечного пространства и скорости нагрева, механических характеристик материала огнеупорной части, условия опирания или закрепления пластины и тЧем вьше скорость нагрева, тем меньше должна быть толщина пластины и толщина ребер жесткости.Оптимальные размеры ребер жесткости для печей периодического действия,которые характеризуются частыми нагревами и охлаждениями при умеренных скоростях охлаждения, для применяющихся в настоящее время в промышленности огнеупорных материалов являются длина 200-400 мм при толщине 20-50 мм. Высота их и количество определяется из условия прочности.В целях проверки работоспособности предлагаемого устройства изготовлены два элемента футеровки размерами 600 х 800 х 150 мм. Толщина пластины составляет 50 мм. Участки ребер жесткости с максимальной высотой имеют размеры 220 х 50 х 100 мм. Расстояние между соседними ребрами жесткости составляет 25 мм. Размеры участков ребер жесткости с минимальной вы"отой составляют 50 х 80 мм, Элементы изготавливают методом литья из гидрсмассы (пластичной массы) состава: 30-402 - глина огнеупорная; 60-70 ь - муллитокремнеземистый волокнистый материал; вода сверх 1007, от сухого вещества 260-ЗООЕ; сверх 1003 сульфитно-спиртовая бражка 2-57 плотности 1, 17Формула изобретенияЭлемент футеровки электропечи, состоящий из монолитной огнеупорной части и тепловой изоляции, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности элемента футеровки, он снабжен ребрами жесткости большей и меньшей длины, расположен" ными в шахматном порядке, при этом ребра большей длины расположены с перекрытием, ребра меньшей длины - перпендикулярно к ребрам большей длины и между нами.28 г 857 хг гг г г г г г г г г г г г г гггггг г г г ггггу гг гГ г Г -фгг гг гг г гггхггггггугуг х ггг гггг г гг ггггг Г гггг .гг гг гг гггг,гГгг ггг Гг .г гг/г гггг Ггг Г Ггг г ггг гг Гггг/г .г гг Гг Составитель В. Бербеневвич Техред И.Попович Корректо Редактор А. Во 4 к Производственно-полиграфиче 7248/34 Т ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, Москва, ражрсобЖПодписноетета СССРрытийнаба, да 4/5 енного комтений и отРаушскан предпринтие, г, Ужгород, ул. Проектна