Устройство охлаждения доменнойпечи

Союз СоветскииСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 831783(5 )М. Кл;С 21 В 7/10 Тооударстоеииый комитет ао делам изобретений и открытий(53) УДК 669 162 . 23.4.22(088.8) Дата опубликования описания 25.05.81 Грацилев, Р, И, Залманович, В, И, Иванов Г. П. Кандаков,Логаеви В, Я. Миллерв Н, И. Овсянникои А, Е. Сухоруков. Трудового Красного Знамени централыый, научно-оватеттьский и проектный институт строи 1 ейьныхоконструкций ЦНИИпроектстальконструкт 1 ия, Коогсрскийлургический завод и Государственный институтпо проектированию металлургических заводов- -В, М,) Авторы изобретения Орденисслед(54) УСТРОЙСТВО ОХПА ЕННОИ ПЕ И еэлеИзобретение относится к металлургии,в частности к доменным печам или другимпечам шахтного типа с холодильными плитами,Известны конструкции доменных печей,включающие кожух с прикрепленными кнему холодильными плитами, футеровку,теплоизоляционные и компенсационныеслои.В печах этого типа зазор между холодильными плитами и кожухом заполнентеплоизоляционным материалом, которыйодновременно выполняет функции компенсационного слоя, воспринимающего радиальный температурный рост холодильных плит15и примыкающей к ним вплотную огнеупорной футеровки. Крепление холодильных плитк кожуху выполнено на болтах, При этомтрубки ши йодвода и отвода воды, залитые в теле холодильных плит, не выполняют роль крепежных элементов. Междукожухом и холодильными плитами установлены упругие элементы (тросы, пружины),с помощью которых регулируется и обеспечивается совместная работа кожуха, футеровки и холодильных плит, В процесс эксплуатации при деформациях упругих . ментов и компенсационного слоя происхьдят радиальные перемещения болтов и трубок относительно кожуха, поэтому их крепления к кожуху выполнены подвижными с иомсщью комсеисвгсров рввиичиого гииеЦОднако эти конструкции не получили широкого распространения из-за высокой трудоемкости изготовления и монтажа кожуха иэлементов холодильных плит, а также большого количества отверстий, ослабляющих кожух доменной печи и нарушающих его газоплогность и эксплуатационную надежность при высоких параметрах внутреннего избыточного давления газовой среды.Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является консгрук ция доменных печей, в которой крепление холодильных плит к кожуху осуществляется болтами (3-4 болта для крепления одной плиты), Между холодильншми плитамии кожухом в местах установки крепежныхболтов размещены металлические прокладки (бобышки), либо деревянные брусья, спомощью которых фиксируется зазор (2540 мм) между кожухом и холодильными5плитами, Этот зазор заполняется шамотно-глинисто-цементным раствором, дпязаливки которого в кожух врезаются специальные штуцеры. Компенсационный слой,воспринимающий температурный рост футеровки, выполняется между холодильнымиплитами и футеровкой Г 2Однако трубки для подвода и отводаохлаждающего агента (воды или нара),залитые в теле холодильных плит, не выполняют крепящей роли.В доменных печах такой конструкцииимеются также значительные сосредоточенные нагрузки (до 30 50 т в точке) накожух печи от температурного распора футеровкп через металлические прокладкн(бобышки) в местах установки крепежныхболтов. Как правило, эти болты и бобышки устанавливаются достаточно близко ккраям холодильных плит, что дополнитепьно стесняет температурные перемещенияэтих плит и вызывает соответствующиенапряжения в кожухе печи, В процессе эк- .сплуатации это очень часто приводит кпоявлению трещин в кожухе печи и холо- Зодипьных плит, так как металлические бобышки не позволяют передавать распорныерадиальные нагрузки на кожух по площадичерез шамотно-гпинисто- цементный раствор, заполняющий заэср между кожухом и 35холодильными плитами, Эти воздействияможно достаточно точно рассчитать, еслиучесть реальную разницу модулей упругости раствора и металлических бобышек иестественное коробпение холодильных плит 40из-эа их неравномерного нагрева по толщине в процессе эксплуатации,Кроме того, большое количество отверстий в кожухе печи для подводящих и отводящих охлаждение трубок и крепежных . 45болтов существенно усложняет изготовление, монтаж и дополнительно ослабляеткожух печи, снижая ее эксплуатационнуюнадежностьф50Цепь изобретения - упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления,и монтажа и увеличение надежности конструктивных элементов доменной печи.Поставленная цепь достигается тем, что 5э 5в доменной печи, включающей кожух, холодильные плиты, футеровку и изоляционные слои, между кожухом и холодильнымиплитами в теплоиэоляционном слое установЙЗ 4лень низкомодульные прокладки, в верх 1них углах холодильных плит выполнены пазы, в которые уложены фиксаторы, обьединяющие холодильные плиты между собой изамкнутые кольца и допускающие свободный температурный рост каждой холодильной плиты.Низкомодульные прокладки 1выполнены из деревянных брусков, прикрепленныхк холодильным плитам гибкими металличеФскими элементами, залитыми в тело холодильных плит,Фиксаторы выполнены металлическимиили,иэ огнеупорного материала.Крепление холодильной плиты к кожухувыполнено в зоне центра тяжести холодильных плит, причем одним болтом, либо насварке с помощью стального листа с отверстием.,На фиг. 1 схематически изображенадоменная печь, разрез: на фиг, 2 разрезА-А на фиг. 1; на фиг, 3 - узел Х на .фиг. 1, с креплением холодильной плитык кожуху на свари с помощью стальноголиста с отверстием; на фиг, 4 - то же,с креплением холодильной плиты к кожуху одним болтом; на фиг. 5 - верхнийугол холодильной плиты с пазом для укладки фиксатора,Доменная печь включает стальной кожух 1 прикрепленные к кожуху чугунныехолодильные плиты 2, футеровку 3 иэ огнеупорных материалов (например шамота,высокоглиноэема, углеродистых блоков ит,п,), теплоизоляционный слой 4 междукожухом 1 и холодильными плитами 2,который выполнен из шамотно-цементного раствора, компенсационный слой 5между холодильными плитами .2 и футеровкой 3, который выполняется из разногорода засыпок или углеродистой массы, икомпенсационный зазор 6 между кожухом1 и футеровкой 3, заполняемый, например, шпако-асбестовой засыпкой или као-линовыми высокоглиноземистыми изделиями типа.матов, и расположенной в шахте доменной печи выше зоны, охпаждаемой холодильными плитами 2,Холодильные плиты 2 установлены таким образом, что между ними имеютсявертикальные и горизонтальные зазоры 7,заполненные углеродистой набойкой.Трубки 8 для подвода и отвода охлаждающего агента под давлением (воды илипара) и защитные трубы 9 эамоноличеныв теде холодильных плит 2. В верхних углах холодильных плит 2 . выполнены пазы 10, Гибкие металлическиескобы 11 залиты в теде холодильных длит2 и служат для крепления низкомодульныхпрокладок 12, которые изготовлены, например, из деревянных брусков. Низкомодульные. прокладки 12 установлены в теплоизоляционном слое 4,В пазы 10 уложены фиксаторы 13,объединяющие холодильные плиты 2 между собой в замкнутые кольца. фиксаторы13 изготовлены из металла или из ог- енеупорного материала, например стали,чугуна или шамота.Крепление холодильных плит 2 к кожуху 1 осуществляется при водяной системеохлаждения с помощью стальных листов 1514 с отверстиемкоторые по периметрупривариваются к кожуху 1 сварным швом15, а по краю отверстия привариваютсясварным швом 16 к защитной трубе 9.Крепление выполняется в зоне центра 20 2 Отяжести холодильной плиты 2 (фиг, 3).При пароиспарительной системе охлаждения, когда нет возможности все трубА.ки 8 обьединить в одном месте, крепление холодильных плит 2 к кожуху 1 осуществлено одним болтом 17, который установлен в зоне центра 20 тяжести холодильной плиты 2. Газоплотность крепления.обеспечивается накладкой 18 и сварнымишвами 19. ЗОНакладки 14 и сварные швы 15 и 16в этом случае служат только для обеспечения газоплотности кожуха и не выполняют крепящей роли,При эксплуатации доменной печи пред 35,лагаемой конструкции совершенно исключается возможность передачи сосредоточенных нагрузок на кожух и холодильныеплиты, Все нагрузки от температурного40роста футеровки и холодильных плит распора шихтовых материалов (не показаны)передаются на кожух только по площадичерез теплоиэоляционный слой 4, выполненный из шамотно-цементного раствора.45Низкомодульные прокладки 12, прикрепленные к холодильным плитам 2 гибкимиэлементами 11, при монтаже обеспечивают возможность установки холодильныхплит 2 относительно кожуха 1 с необхо 50димым зазором. Способы монтажа холодильных плит при этом практически не отличаются от, известных приемов и не вызывают каких-либо затруднений. Послезаполнения зазора шамотно-цементным ра 55створом низкомодульные прокладки 12,например деревянные бруски, в отличие отранее применяемых металлических прокладок (бобышек), не принимают участия в передаче нагрузок от температурного роста холодильных плит 2 и футеровки 3 накожух 1, При этом заполнение зазора межДу холодильными плитами и кожухом шамотнь-цементным раствором должно бытьобеспечено на 100%, Желательно, чтобызаполнение этого зазора шамотно цементным раствором производилось послемонтажа одного ряда холодильных плит,Подача раствора может производиться снизу с помощью известного оборудованияпод давлением в зазоры 7 между плитами.В этом случае не требуется врезать в кожух специальные штуцеры. Такое заполнение зазора растворами :нисколько не усложняет и не удлиняет монтажа доменнойпечи, но обеспечивает качественное выполнение этих работ и, следовательно, надежную совместную работу конструктивныхэлементов, составляющих многослойнуюстенку доменной печи,В процессе эксплуатации на шамонтноцементный раствор передают радиальныесжимающие нагрузки(через тело холодильных плит) до 10-15 кгс/см, поэтому егоЯ.радиальная деформация не превышает 0,30 6 мм, Такое относительное смещение холодильных плит обеспечивается гибкостьюстальных листов 14 без возникновениябольших сосредоточенных усилий в кожухеи плитах,Предлагаемое решение позволяет дополнительно уменьшить количество отверстий в кожухе примерно на 75%, т.е. на1500-2000 за счет исключения соответствующего количества крепежных болтов.Это, во-первьас, повышает надежность работы кожуха при эксплуатации, улучшаетгазоплотность конструкции в целом, вьвторых, снижает трудоемкость проектирования, изготовления и монтажа конструкции.Уменьшение количества крепежных болтов до одного на плиту или полный отказот болтов компенсируется укладкой фиксаторов 13 в пазы 10 холодильных плит 2.фиксаторы 13 обьединяют холодильныеплиты между собой в замкнутые кольца,что исключает возможность обрушения холодильных плит при случайных разрушениях крепежных элементов даже в нескольких плитах одновременно,Размеры фиксаторов 13 меньше (на5-10 мм) размера пазов 10, поэтому ихукладка не вызывает никаких затрудненийпри монтаже, а при эксплуатации они допускают свободный температурный росткаждой холодильной плиты.Уставку фиксаторов наиболее целесообразно выполнять в холодильных плитах шахты печи, где обычно футеровка быстро изнашивается и не может препятствовать обрушению холодильных плит.ЬЧасто на доменных печах применяются смешанные системы охлаждения. Для холодильных плит шахты применяется паро испарительная система охлаждения, а для плит горна-водяная система. Поэтому хо-. 10 лодильные плиты шахты можно крепить с помощью одного оолта (фиг. 4), а холодильные плиты горна - с помощью стального листа с отверстием (фиг. 3)ГХолодильные плиты шахты на доменных 15 печах больших объемов обычно имеют горизонтальные выступы (не показаны) для опирания футеровки, Предлагаемая конструкция может быть эффективно применена и в этом случае, только горизонтальные 20 выступы следует устраивать в центральной или нижней частях холодильных плит.Предлагаемая конструкция доменной печи может быть эффективно применена при сооружении современных крупных печей и при реконструкции существующих доменных печей, так как читывает и обеспечивает совместную работу всех основных конструктивных элементов, Экономический эффект обеспечивается за счет увеличения надежности печи, что существенно снижает эксплуатационные расходы на ремонты трещин в кожухах, Простота конструкции обеспечивает существенное снижение трудоемкости проектирования, изготовления и 35 монтажа,Формула изобретения1. Устройство охлаждения доменной печи, содержащее прикрепленные к кожуху холодильные плиты, футеровку, теплоизоляционные и компенсационные слои, прокладки из деревянных брусков, расположенныемежду холодильником и кожухом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения трудоемкостиизготовления и монтажа и увеличения на-.дежности конструктивных элементов доменной печи, в верхних углах холодильныхплит выполнены пазы, в которые уложеныфикс аторы,2. Устройство по п. 1, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что фиксаторы выполнены металлическими либо из огнеупорногоматериала,3, Устройство по п. 1, а т л и ч а -ю щ е е с я тем, что холодильные плитыприкреплены к кожуху в их центре тяжести.4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что крепление холодильной плиты к кожуху.выполнено одним болтом, либо посредством приваренного стального листа с отверстием.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Мо 3314668,кл. С 21 В 7/10, 1967,2. Леонидов Н, К. Сооружение и оборудование доменных цехов. М., 1955,с, 61-63, рис, 27.