Кожух доменной печи

Союз Советских Социапистических Республик(51)м )( 3 С 21 В 7/00 с присоединением заявки МоГосударственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(53) УДК 669.162, ,213. 223 (088, 8) Дата опубликования описания 3009,80 И.Ф. Иванченко, А.В, Смулаковский, А.В. Матюхин, В.Г. Кудачков, Е,ф, Бобчак и А.П. Войтенко(72) Авторы изобретения Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт(54) КОЖУХ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Изобретение относится к черной металлургии, касается кожухов доменных печей и может быть использовано в конструкциях оболочек, работающих под давлением и с повышенной 5 температурой.Известен кожух воздухонагревателя доменной печи, в котором с целью уменьшения напряжений в нижней части кожуха, компенсатор вы- О полнен в виде кольцевой мембраны, соединенной с цилиндрическим кожухом и днищем, а к днищу прикреплено цилиндрическое кольцо с ограничителем хода кожуха (1). 15Недостатком изобретения является местное действие компенсатора в нижней части кожуха, а также отсутствие охлаждения по высоте и периметру кожуха, При большой высоте металлур О гических агрегатов кожух испытывает значительные напряжения по всейвысоте и периметру.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 25 устройство охлаждения кожуха и кладки шахтной печи, В ней предполагается охлаждать шахту с помощью кронштейновых холодильников. Ох,лаждению водой подвергается и боль-, 3 р шая часть поверхности кожуха междуфланцами кронштейновыгс холодильников. Для этого к кожуху между холодильниками привариваются коробки изстального листа, соединеннье междусобой по высоте и образующие охладительные секции. Наружная поверхность коробки выполнена из стальноголиста, внутренней поверхностью активного охлаждения кожуха водой служит сам кожух печи. Каждая секциякоробок имеет самостоятельное питание водой и отвод теплой воды (2),Недостаток изобретения заключается в том, что система не позволяет снижать деформации в кожухе доменной печи, возникающие при росте огнеупорной кладки, особенно при выплавке чугуна из цинкосодержащих руд. Так как кожух доменной печи имеет большую высоту, то эти деФормации в сочетании с деформациями от соб твенного веса кожуха и теса оборудования вызывают высокие напряжения, которые приводят к образованию трещин в материале кожуха. СиСтема также предусматривает большое количество окон под холодильники в наиболее нагруженной цилиндрическойчасти кожуха, которые являются концентраторами напряжений.Цель изобретения - уменьшение количества концентраторов напряжений на цилиндрической части кожуха и снижение величин напряжений в кожухе доменной печи.Поставленная цель достигается тем, что кожух выполнен с изгибом к внутренней его оси по периметру, внутри которого расположена перегородка, образующая кольцевую полость с водоохлаждаеььм каналом, причем изгибы расположены по высоте через две холодильные плиты, выводы от которых проходят через стенки изгибов.На фиг. 1 изображена охлаждаемая полость кожуха, раэрез 1 на фиг. 2 предлагаемый кожух в разрезе общий виФид; на фиг. 3 - охлаждаемая секция кожуха, вид сбоку; на фиг. 4 - охлаждаемая полость, вид сверху.Кожух состоит из цилиндричской части 1, сваренной с изогнутыми по периметру листами 2, внутри изгиба которых выполнена перегородка 3, образующая охлаждаемую полость 4. В обе стороны от изгиба расположены . холодильные плиты 5, трубы б от которых выведены через отверстия в изогнутых листах и герметизированы мембранными кольцами 7. Изогнутые листы по периметру снабжены сверху штифтами 8, на которых установлены стальные полки 9, Пространство 10 . между футеровкой 11 и кожухом заполнено огнеупорной набивкой. Изгибы снизу снабжены крюками 12 для .подвески холодильных плит.Устройство работает следующимобразом.При возникновении деформаций цилиндрическая часть 1 кожуха может свободно расширяться (перемещаться), изгибая лист 2. Так как перегородка 3 значительно меньшей толщины чем лист 2, то она не. оказывает заметного сопротивления перемещению. Трубы б от холодильных плит не,.получают перемещения, так , как сварены с кожухом при помощи мембранных колец 7. Стальные полки 9 установлены на штифтах 8 и отверстия в плите под.штифты выполнены с зазором для обеспечения свободных перемещений изогнутого листа 2 и полки 9 при росте кладки, При износе футеровки стальная полка 9 и прилегающая часть кладки изнашиваются несколько меньше, удерживая застойные материалы и предотвращая износ кожуха на изгибах. Охлаждение обеспечивается проточным охладителем, подводимям в охлаждаЬмую полость 4. Для регистрации температур и возможности .выборочного охлаждения ло участкам, кожух снабжается термоларами, установлен-, ными по периметру и по высоте доменной лечи, В начале кампании печи, где футеровка не изношена и холодильные плиты 5 функционируют,кожух не перегревается и возможнр бота без проточного охладителя.анаРегистрируя температуру кожухас помощью термопар, можно вводитьохлаждение кожуха или по участкам,или, при необходимости, полностью.Также, регулируя количество воды,подаваемой в охлаждаемую полост4ьтможно добиться снижения перепадоемператур по периметру и высотевкожуха,Листы 2 изгибаются и свариваются15 с перегородками 3 на заводе-изготовителе и при монтаже кожухаустанавливаются по периметру печис промежутками. через две холодильные плиты. Свободные концы .изогну 2 О того листа 2 свариваются с цилиндрической частью 1 кожуха. Трубыверхнего и нижнего рядов холодиль"ных плит 5 вводятся в отверстияв листе 2 и .обвариваются с мембранными кольцами 7, Первый ряд холодильных плит подвешивается накрюки 12, второй ряд крепится кпервому.В связи с постоянным увеличениемЗообъема доменных печей требованияФпредъявляемые к надежности и долговечности кожуха возрастают. Существующие конструкции не удовлетворяют требований эксплуатации,. вних постоянно возникают трещинйЗМ для ликвидации которых необходимоприостанавливать ход печи, чтоведет к снижению производительностиагрегата,Предлагаемое устройство, при ко 4 О тором, деформации кожуха компенсируются специально изогнутыми листа;ми, а температурные перепады сглаживаются принудительным охлаждениемпо участкам, позволяет повыситьнадежность и долговечность кожухадоменной лечи,Т = Ф еХДсргде Т - средний срок жизни кожухаФ - время, за которое выходитконструкция иэ строя после того, как уровень напряжений превышает предел текучести 60 65 При охлаждении кожуха известнымспособом нет возможности компенсации роста кладки, а также не лредус 5 р мотрено выравнивание температур повысоте и периметру кожуха, тогдакак известно что значительные перепады температур в кожухе доменнойпечи и рост кладки вызывают высокиенапряжения, которые являются причинойаварий доменных печей иэ-за разрушения кожуха.формула для долговечности имеетвидсредний уровень интенсив сти в. кожухе;Х - предел текучести материала,Расчеты по этой формуле показы-. вают, что даже небольшое снижение напряжений в кожухе значительно увеличивает долговечность работы конструкции. Так, например при среднем уровне напряжений, равном 1000 кг/см в кожухе, изготовленном иэ стали марки 15 ХСНД, снижение среднего уровнянапряжений на 5 влечет повышение долговечности на 20,т.е. межремонтный период (между кай. ремонтами 11 разряда) увеличивается примерно на 1 год. До капитального ремонта 1-го разряда бывает 5-6 капремонтов 11 разряда. Следовательно, общий срокслужбы кожуха повышается примерно на 5-.6 лет. Экономический эффект от применения новой конструкции кожуха доменной печи при повышении стойкости на 5 лет применительно к ДПзавода фКЮиво рожстальф составляет(1110 + 1110 ф + 310 Ф 510 )кк(й Д ) 12 10000 рубф где С,= 1110 фруб. - стоимость холодильных плит 1С=1110 руб. - стоимость замены4плит;С=31 У руб. - стоимость кладкии ее замены;С 4 =510 руб. - стоимость ремонта4кожуха;Тр240 мес. - фактическая стоЯкость кожуха доменной печи;Т = 300 мес. - предполагаемая стокость кожуха. Среднегодовая экономия времени ра-,боты доменной печи, связанная с удли нением межремонтного периода, составляетдйФ(Т. - - ) 12 =,36(Д.-,Р) 12 5 - = 0,36 сут/годСреднегодовой прирост. выпуска чугуна равенП = Пс ьс 11500 0,36=4140 т/годЭкономическая эффективность от 10 повышения производительности печи4140 2,85 5 = 59000 рубОриентировочный эффект составляетЭЭ 1+ Э = 10000+5900069000 Руб15формула изобретенияКожух доменной печи, состоящийиз цилиндрической оболочки с жесткоприкрепленными к ней с внутренней20 стороны холодильниками с каналамидля циркуляции охладнтеля и с охлаждающими секциями с наружной стороны, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения срока служ 25 бы н повышения надежности, вследствие уменьшения количества концентраторов напряжений на цилиндрической/части кожуха и снижения величинынапряжений, кожух выполнен с иэги-30 бом к внутренней его оси по периметру, внутри которого расположенаперегородка, образующая водоохлаждаемую пОлость, причем изгибы расположены по высоте через две холодиль-ные плиты, вывЬды от которых проходят через стенки изгибов.. Источники информации,принятые во внимание при экспертиз1, Авторское свидетельство СССРМ 335284, кл. С 21 9 9/00, 19702. Патент ФРГ 9 2544273,кл. Р 27 В 1/24, 1975 (прототип),767210 витель Б. Раковскийд Ь.Ач Сос Тех Редакто кторМ. Деай Хугрыаеищщттща тщщщ Зака одписно 1щ,щ щщщщщщщ щщщщщщщ щщ Филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул, Проектная, 4Тираж 608дарственного кизобретений иа, Ж, Раущс 6978/1,1ВНИИПИ Роспо делам13035, Моск митета СССткрытийая наб., д