Лещадь доменной печи

Союз Советскнк Социалистических Респубинк) 70 .18539 (83) Голландия Опубликовано 150380.Бюллетень Рй 10 Лата опубликования описания 150380 нн 53) УВК 669,162. , 212.6 6088. 8) Иностранцыкобус Ван Лаар, Бастиаан Мартинус Хугендорн 6 Голландия), Карл Вильгельм Фридрих Этэель 6 ФРГ)(72) АатоРИ изобретен Иностранная ФирмаКониклийке Недерландше Хоговенс эн Сталфабрикен, Н.В.ф (Нидерланды) Заявител 654) ЛЕ МЕННОЙ ПЕЧ Изобретение относится к устройству лещади шахтной печи, предназначенной для выплавки чугуна и способуего охлаждения,Наиболее близкой к описываемомуизобретению по технической сущностии достигаемым результатам являетсялешадь шахтной печи, состоящая изтрех слоев огнеупорной футеровки,причем коэффициенты теплопроводности верхнего и йижнего слоев меньшекоэффициента теплопроводности промежуточного слоя, периферийного водяного и подлещадного воздушного охлаждения 61.Однако для очень больших по размерам печей эта конструкция не является подходящей. В таких большихконструкциях существет необходимость уменьшить размер настыля, илиуход тепла через нижнюю поверхность днища настолько значителен,что воздушное охлаждение этой поверхности недостаточно. Если женужно снизить температуру доннойплиты почти до 100 С, необходимоиспользовать водяное охлаждениенижней поверхности, Такое решение.ведет к большому риску, так какв случае нарушения работы водяной системы охлаждения температура быстро повышается до нежелательных величин, что может привести к аварии.Вышеупомянутый недостаток, тесли 1 аком глубокое проникновение настыля,может быть удален путем выполнениявсего днища из более теплопровод-.ного материала, но в этом случаетакже существет опасность нарушения водяного охлаждения нижней поверхности, что ведет к аварии. Цель изобретения - повышениестойкости лещади при термическихвоздействиях,При использовании предлагаемогоизобретения образуется настыль6 козел) только небольших размеров,в частности небольшой высоты.Данное изобретение характеризуется тем, что днище состоит иэ горизонтального слоя огнеупорного материала с коэффициентом теплопроводности Й, составляющим в рабочем состоянии более, ч".м 20 ккал/м чС. Этотслой сверху и снизу защищен еще ислоем огнеупорного материала с оченьнизким коэффициентом теплопроводности по сравнению с вышеупомянутымпервым промежуточным слоем.Благодаря этой конструкции но время работы печи нижняя поверхность днища охлаждается воздухом до температуры ниже 150 С. Используется такое днище, толщина верхнего и нижнего слоев которого выбирается в зависимости от свойств теплопроводности, и в котором промежуточный слой с высоким коэффициентом теплопроводности отдает от 20 до 60 тепла в нижний слой.Огнеупорный верхний слой служит защитой промежуточного слоя, расположенного под ним. Это происходит потому, что верхний слой сделан из материала, который дороже обычного огнеупорного материала. В качестве материала с высокойтеплопроводностью для промежуточногослоя согласно данному изобретению используется графит, коэффициент теплопроводности которого составляет от 60до 100 ккал/м ч С, Путем покрытияграфитового слоя слоем из менее дорогого материала с меньшей теплопроводностью температура графитового слояснижается и становится ниже температуры плавления чугуна и проникнонениянастыля (козла) н графитоный слой непроисходит.Самый нижний слой, который такжесостоит из менее теплопронодного материала, сдерживает поток тепла отпроникновения его через стальнуюдонную плиту. Остаток тепла уходитв наружную часть графитового слоя,где температура из-эа жидкостногоохлаждения удерживается низкой.Благодаря хорошей теплопроводности графитого.слоя можно получатьместами почти одинаковый температурэый градиент с верхней части днищаточно так же, как это было бы возможно, если бы тепловбй поток, проходя через графитовый слой, большейчастью уходил в нижнюю поверхностьднища, Благодаря хорошему и однородному распределению тепла образуется очень тонкий и очень ровныйслой настйля,Важное преимущество данного изобретения состоит еще в том, что дажедля больших печей возможно воздушноеохлаждение. Таким образом, можно избегнуть значительного риска, .связанного с применением водяного охлаждения еБолее того, даже если в случаеповреждения системы воздушного охлаждения охлаждение уменьшится, температура стальной донной плиты повышается очень медленно и достигает200 С только после очень долгоговремени,что позволяет отремонтировать и снова включить систему воздушного охлаждения до того, как температура днища поднимается слишкомвысоко.0 Следует заметить, что водяное охлаждение наружной части снования печи значительно менее рисконано, чем водяное охлаждение внутренней (нижней) поверхности днища. В случае выхода из строя системы охлаждения по наружной поверхности всегда можно охлаждать ее простым способом, путемраспыления воды вручную,Особенно благоприятными являются результаты, полученные согласно данному изобретению, когда 25-40 тепла, проходящего через промежуточ 60 65 водности и толщины нижнего слоя, чтовсе вместе определяет тепловоесопротивление слоя, учитываетсяследующее: если теплоное сопротивление выше (например, при низком),донная плита будет холоднее, но ный слой с высоким коэффициентомтеплопроводности, уходит в нижнийслой а температура наружной понерхРоности днища составляет почти 50 С.Конструктивно это вполне возможноосуществить, если материал нижнегослоя днища будет иметь коэффициентотеплопроводнооти 2-5 ккал/мч. С, 20 Благодаря такой низкой тепловойпроводимости можно применять толькотонкий слоЯ для этого нижнего слоя.Хорошие результаты могут быть получены, если в той области могут 25 быть использованы кирпичи из аморфного углерода.В верхней части .можно применять ккирпичи из углерода, магнезита илиогнеупорной глины. Благодаря очень 0 хорошей сопротинляемости предпочтительно использовать полуграфитоныйматериал с величиной коэффициентатеплопроводности Л от 20 до30 ккал/м ч , Предпочтительно днищес тремя слоями, расположеннымисверху до низу и имеющими величиныЛ равные соответственно почти/25, ВО и 4 ккал/м.чС, и толщинуоколо 60, 120 и 60 см соответственно.Хорошие результаты получают втом случае, когда днище покрываютверхним слоем толщиной в 30 см, несколькими слоями, состоящимисоответственно иэ магнезита( Л 2-3), .45 углерода ( Л около 5), графита( Л около 80) и углерода ( Л 3-4)и имеющими толщину соответственнооколо 35, 60, 120 и 60 см.Данное изобретение не только свя зано с конструкцией основания (днища)печи и с методом его охлаждения, номожет быть применено в шахтных печах,в частности в доменных печах, производящих чугун, ПриМеняя данное изобретение, можно сконструировать болеелегкие по весу печи, контролированиедонной температуры в которых осуществляется проще, чем в другихпечах.При выборе коэффициента теплопро 722493будет глубже настыль (козел); принизком тепловом сопротивлении нижнего слоя больше тепла будет ходитьчерез этот слой, температура доннойплиты, расположенной ниже нижнегослоя, будет увеличиваться, но затонастыль (козел) будет менее глубоким и более ровным.Путем изменения структуры нижнегослоя таким образом, чтобы около 2060 общего теплового потока промежуточного слоя приходило через нижний слой, получают условия, в кото-рых как глубина настыля, так и температура донной плиты находятся вдопустимых пределах,На чертеже графически изображенвозможный вариант сооружения нового днища,Стальная обшивка (рубашка) 1 вокруг сооружения огнеупорного днищасоединяется со стальной доннойплитой 2, имеющей опорные стальныеьалки 3. Основание состоит из трехслоев 4,5 и 6. Верхний слой 4 толщиной 60 см состоит из полуграфита.Коэффициент теплопроводности этогополуграфита составляет почти20 кал/м ч С. Слой 5 имеет толщинуа120 см и состоит из графита с коэффициентом теплопроводности около30 ккал/м ч С.Слой 6 толщиной 60 см состоит изуглеродных кирпичей с коэффициентомтеплопроводности около 4 ккал/м ч С,оВышеупомянутые величины А соответствуют величинам в рабочем состоянии итемпературе. Диаметр печи в серединесоставляет около 13 м. С помощью охлаждения путем разбрызгивания водыобшивка (рубашка 1) охлаждаетсяпочти до 60 о С. Водное разбрызгивание изображено на чертеже диниями 7,Вентилятор мощностью в 100 л.с.(на чертеже не показан) служит дляохлаждения стальной донной плиты воздухом и сохранения ее температурыниже 100 С, Общее количество тепла0 , проходящее через слой 5, делится на два компонента. Тепловойпоток 0 , проходящий через доннуюплиту 2, имеет величину почти 200000 ккал/ч, а тепло О,проходящеечерез обшивку слоя 5, составляетпочти 2400000 ккал/ч.В зоне выпускного отверстия 8 температура внутри печи составляет почти 1400-1500 С. В центре днищаизотерма для 1100 С не достигает0верхней поверхности слоя 4, что говорит об отсутствии настыля (козла)и. о том, что днище не подвергаетсякоррозии.Данное изобретение не ограничивается описанным вариантом, Можнополучить хорошие результаты такжепутем замены верхнего слоя из полуграфита на углеродный слой той жетолщины с коэффициентом теплопроводности, равным 5 ккал/м ч С,который покрывается слоем из магнезитатолщиной 30 см и с коэффициентомтеплопроводности, равным 2 20 3 ккал/м ч С,Формула изобретения.Лешадь доменной печи, состоящая25 из трех слоев огнеупорной футеровки,причем коэффициенты теплопроводности верхнего и нижнего слоев меньшекоэффициента теплопроводности промежуточного слоя, периферийного водяного и подлещадного воздушного охлаждения, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что с целью повышения стойкости лещади при термических воздей.ствиях, слои огнеупорной футеровкивыполнены сверху вниз из полуграфитового, графитового, углеродистогоматериала, причем отношение толщины слоев футеровки по отношениюк диаметру слоев равно для верхнего, промежуточного и нижнего слоев40 соответственно: 0,035-0,045; 0,070,09; и 0,035-0,045, а отношениекоэффициента теглопроводности верхнего и нижнего слоев по отношениюк промежуточному слою равно соот 45 ветственно 0,29-0,34 и 0,03-0,05,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США 926730 83,кл. 266-32, 1954.7224,93 Составитель Б.Раковскедактор Г.Мозжечкова Техред М.Петко орректор Ю. Ма карен к ака писное Филиал ППППатент ф, г. Ужгород, ул, Прое 4 О/4 7ЦНИИПИпо113035раж 608 Подвенного комитета СССРретений и открытий35, Раушская наб., д. 4/5 осударслам иэоосква, Ж