Доменна піч для виробництва чавуну і спосіб експлуатації такої доменної печі

Номер патенту: 51839

Опубліковано: 16.12.2002

Автор: ВАН ЛААР Якобус

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Доменна піч для виробництва чавуну, яка щонайменше в області горна містить обшивку зі сталевого листа (2), всередині якої виконана щонайменше одношарова кладка з вогнетривкої цегли (15, 16, 17), при цьому обшивка зі сталевого листа (2) сполучена з шаром (шарами) цегли за допомогою швів із заповненням будівельним розчином (5) і/або швів із заповненням набивною вогнетривкою масою з утворенням когезійної структури, яка відрізняється тим, що в області горна доменної печі є металеві бруси (11), які розташовані вздовж окружності всередині обшивки зі сталевого листа (2) і входять в стінку, кожний з цих брусів сполучений із зовнішньою стороною обшивки зі сталевого листа за допомогою двох розділених по горизонталі кріпильних пристосувань (13), кожне з яких окремо проходить через обшивку зі сталевого листа, при цьому кріпильні пристосування (13) забезпечені засобами попереднього напруження (18, 19, 20) для створення зусилля попереднього напруження, що гарантує, що кожний брус (11) завжди буде залишатися притиснутим до цеглин (15, 16) для збереження поверхневого контакту вздовж горизонтальної і вертикальної поверхонь між металевими брусами і цеглинами під час роботи.

2. Доменна піч за п. 1, яка відрізняється тим, що металеві бруси(11) і/або їх кріпильні пристосування (13) щонайменше частково виконані у вигляді так званих "теплових труб", що включають закриту порожнину, що містить рідину і пари цієї рідини.

3. Доменна піч за п. 1, яка відрізняється тим, що металеві бруси (11) забезпечені трубопроводом і засобами підведення (13) і відведення, які сполучені з контуром циркуляції теплоносія.

4. Доменна піч за одним з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що металеві бруси (11) виконані з металу, який містить головним чином мідь.

5. Доменна піч за одним з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що бруси (11) всередині обшивки зі сталевого листа (2) утворюють ламані кільця і/або розташовані зі зміщенням.

6. Доменна піч за одним з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що бруси (11) всередині обшивки зі сталевого листа (2) утворюють кільця, які включають щонайменше 10, а переважно від 30 до 50 брусів.

7. Доменна піч за одним з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що на гарячій стороні стінки бруси (11) мають зігнуту поверхню, відповідну локальному радіусу кривизни стінки.

8. Доменна піч за одним з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що на гарячій стороні стінки бруси (11) мають плоскі поверхні, які в сукупності утворюють правильний багатокутник.

9. Доменна піч за одним з пп. 1-8, яка відрізняється тим, що бруси виступають на 15-30 см в радіальному напрямку від обшивки зі сталевого листа (2).

10. Доменна піч за одним з пп. 1-9, яка відрізняється тим, що бруси розміщені вертикально на відстані один від одного від 40 до 80 см.

11. Доменна піч за одним з пп. 1-10, яка відрізняється тим, що цегельна кладка в радіальному напрямку включає один шар цеглин, що мають різну довжину, і розміщена близько до обшивки зі сталевого листа і впритул до брусів.

12. Доменна піч за одним з пп. 1-10, яка відрізняється тим, що цегельна кладка в радіальному напрямку включає два шари цеглин, між якими стик для кожного горизонтального шару цеглин зміщений в радіальному напрямку.

13. Доменна піч за одним з пп. 1-12, яка відрізняється тим, що шви між обшивкою зі сталевого листа (2) і брусами (11), між обшивкою зі сталевого листа і цеглинами, а також між цеглинами, що примикають одна до одної в радіальному напрямку, заповнені пластичним високотеплопровідним складом.

14. Доменна піч за п. 13, яка відрізняється тим, що склад містить смоляний компонент, який випаровується при високій температурі.

15. Доменна піч за п. 13 або 14, яка відрізняється тим, що склад містить метал або металевий сплав з температурою плавлення або діапазоном плавлення від 200 до 1100 °С, переважно від 200 до 660 °С.

16. Доменна піч за одним з пп. 1-15, яка відрізняється тим, що шви, які проходять радіально між цеглинами, містять метал або металевий сплав, вказаний в п. 15, переважно олово.

17. Доменна піч за одним з пп. 1-16, яка відрізняється тим, що цегельна кладка містить цеглини, виготовлені з графіту і/або напівграфіту, і/або цеглини з порами, що містять вуглець, розміром  мкм і коефіцієнтом теплопровідності  Вт/м°С.

18. Спосіб експлуатації доменної печі за одним з пп. 3-17, який відрізняється тим, що задають таку швидкість течії циркулюючої по брусах (11) рідини, яка забезпечує розсіювання тепла >50 % від загального розсіювання тепла від стінки.

Текст

1 Доменна піч для виробництва чавуну, яка щонайменше в області горна містить обшивку зі сталевого листа (2), всередині якої виконана щонайменше одношарова кладка з вогнетривкої цегли (15, 16, 17), при цьому обшивка зі сталевого листа (2) сполучена з шаром (шарами) цегли за допомогою швів із заповненням будівельним розчином (5) і/або швів із заповненням набивною вогнетривкою масою з утворенням когезійної структури, яка в і д р і з н я є т ь с я тим, що в області горна доменної печі є металеві бруси (11), які розташовані вздовж окружності всередині обшивки зі сталевого листа (2) і входять в стінку, кожний з цих брусів сполучений із зовнішньою стороною обшивки зі сталевого листа за допомогою двох розділених по горизонталі кріпильних пристосувань (13), кожне з яких окремо проходить через обшивку зі сталевого листа, при цьому кріпильні пристосування (13) забезпечені засобами попереднього напруження (18, 19, 20) для створення зусилля попереднього напруження, що гарантує, що кожний брус (11) завжди буде залишатися притиснутим до цеглин (15, 16) для збереження поверхневого контакту вздовж горизонтальної і вертикальної поверхонь між металевими брусами і цеглинами під час роботи 2 Доменна піч за п 1, яка в і д р і з н я є т ь с я тим, що металеві бруси(11) і/або їх кріпильні пристосування (13) щонайменше частково виконані у вигляді так званих "теплових труб", що включають закриту порожнину, що містить рідину і пари цієї рідини 3 Доменна піч за п 1, яка в і д р і з н я є т ь с я тим, що металеві бруси (11) забезпечені трубопроводом і засобами підведення (13) і відведення, які сполучені з контуром циркуляції теплоносія 4 Доменна піч за одним з пп 1-3, яка в і д р і з н я є т ь с я тим, що металеві бруси (11) виконані з металу, який містить головним чином мідь 5 Доменна піч за одним з пп 1-4, яка відрізняється тим, що бруси (11) всередині обшивки зі сталевого листа (2) утворюють ламані кільця і/або розташовані зі зміщенням 6 Доменна піч за одним з пп 1-5, яка відрізняється тим, що бруси (11) всередині обшивки зі сталевого листа (2) утворюють кільця, які включають щонайменше 10, а переважно від ЗО до 50 брусів 7 Доменна піч за одним з пп 1-6, яка відрізняється тим, що на гарячій стороні стінки бруси (11) мають зігнуту поверхню, відповідну локальному радіусу кривизни стінки 8 Доменна піч за одним з пп 1-6, яка відрізняється тим, що на гарячій стороні стінки бруси (11) мають плоскі поверхні, які в сукупності утворюють правильний багатокутник 9 Доменна піч за одним з пп 1-8, яка відрізняється тим, що бруси виступають на 15-30 см в радіальному напрямку від обшивки зі сталевого листа (2) 10 Доменна піч за одним з пп 1-9, яка відрізняється тим, що бруси розміщені вертикально на відстані один від одного від 40 до 80 см 11 Доменна піч за одним з пп 1-10, яка відрізняється тим, що цегельна кладка в радіальному напрямку включає один шар цеглин, що мають різну довжину, і розміщена близько до обшивки зі сталевого листа і впритул до брусів 12 Доменна піч за одним з пп 1-10, яка відрізняється тим, що цегельна кладка в радіальному напрямку включає два шари цеглин, між якими стик для кожного горизонтального шару цеглин зміщений в радіальному напрямку 13 Доменна піч за одним з пп 1-12, яка відрізняється тим, що шви між обшивкою зі сталевого листа (2) і брусами (11), між обшивкою зі сталевого листа і цеглинами, а також між цеглинами, що примикають одна до одної в радіальному напрямку, заповнені пластичним високотеплопровідним складом 14 Доменна піч за п 13, яка відрізняється тим, що склад містить смоляний компонент, який випаровується при високій температурі О C O 00 ю 51839 15 Доменна піч за п 13 або 14, яка відрізняється тим, що склад містить метал або металевий сплав з температурою плавлення або діапазоном плавлення від 200 до 1100 °С, переважно від 200 до 660 °С 16 Доменна піч за одним з пп 1-15, яка відрізняється тим, що шви, які проходять радіально між цеглинами, містять метал або металевий сплав, вказаний в п 15, переважно олово 17 Доменна піч за одним з пп 1-16, яка відрізняється тим, що цегельна кладка містить цеглини, виготовлені з графіту і/або напівграфіту, і/або цеглини з порами, що містять вуглець, розміром 15 Вт/м°С 18 Спосіб експлуатації доменної печі за одним з пп 3-17, який відрізняється тим, що задають таку швидкість течи циркулюючої по брусах (11) рідини, яка забезпечує розсіювання тепла >50 % від загального розсіювання тепла від стінки Винахід відноситься до доменної печі для виробництва чавуну, яка, щонайменше в області горна, має обшивку зі сталевого листа, всередині якої виконана щонайменше одношарова кладка з вогнетривкої цегли, при цьому обшивка зі сталевого листа сполучена з шаром (шарами) цегли за допомогою швів із заповненням будівельним розчином і/або швів із заповненням набивною вогнетривкою масою з утворенням когезійної структури Область горна доменної печі часто забезпечена зовнішньою системою охолоджування У сучасних промислових доменних печах, в яких досягаються найбільш високі рівні виробництва чавуну при підвищеному тиску газу, надто важливо, щоб період між кожним відновленням цегельної кладки був як можна більш тривалим Однак це скрутне через різні проблеми, зокрема, в області горна Саме в горні цегельна кладка зазнає найбільш сильного впливу газової атмосфери печі, а також рідкого металу і/або рідких шлакових матеріалів, присутніх в цій області Газова атмосфера може викликати хімічну корозію цегельної кладки, частіше лужну корозію, в той час як рідкий чавун може надавати комбінований вплив у вигляді високої температури, хімічної корозії і механічної корозії Ця корозія частково зумовлена тим явищем, що рідкий чавун часто не насичений вуглецем і тому має схильність до розчинення вуглецю з цегли Відносно структури цегельної кладки горна важливо, щоб на гарячій стороні при високій температурі не викришувались цеглини внаслідок теплового розширення, до якого вони схильні Було виявлено, що матеріали, що містять вуглець, такі як графіт і напівграфіт, є найбільш стійкими до викришування в таких умовах, але склади з цих матеріалів також схильні до корозії рідким чавуном, який може бути насичений, а може бути і не насичений вуглецем Така корозія виявляється головним чином в тому, що ці матеріали, що містять вуглець, розчиняються в рідкому чавуні Було виявлено, що цеглини СТІЙКІ до впливу рідкого чавуну в тому випадку, якщо на внутрішній стороні цегельної кладки буде утворюватися твердий шар з суміші часток отвердженого чавуну, шлаку і коксу в різних комбінаціях Цей так званий "настиль" утворюється на цегельній кладці при температурі в області від менше за 1100°С до 1150°С Крім того, створення настилю також залежить від швидкості руху рідкого чавуну в горні Оскільки рідкий чавун періодично витікає з горна тільки на ДІЛЯНЦІ декількох ВІДВІДНИХ ТОЧОК, розміщених в печі, цей рідкий чавун має не тільки вертикальну складову течи, але також і складову в напрямку вздовж окружності печі, що дає більш високу швидкість руху чавуну вздовж цегельної кладки Цей протікаючий мимо чавун має схильність розчиняти настиль в даній області Тільки В тому випадку, якщо гаряча сторона цегельної кладки може підтримуватися досить холодною за рахунок досить ефективного розсіювання тепла через цю цегельну кладку, настилю, що утворився на цегельній кладці, завжди вистачить для захисту цегельної кладки від корозії Потрібно ВІДМІТИТИ, що в доменних печах часто зустрічається явище "мертвяка", тобто всередині сурми утворюється тверда пробка, що складається головним чином із коксу і чавуну Якщо цей "мертвяк" до того ж має великий об'єм і низьку пористість, швидкість циркуляції рідкого чавуну вздовж цегельної стінки буде збільшуватися і, отже, руйнування настилю посилиться Це явище також вимагає навіть більш інтенсивного розсіювання тепла через цегельну кладку, для того щоб підтримувати температуру на гарячій стороні згаданої цегельної кладки досить низькою і щоб настиль залишався на МІСЦІ З патента США 3 953 007 відомо доменну піч, яка забезпечена пластинами охолоджування, що охолоджуються рідиною Пластини охолоджування групуються в горизонтальних колах і тягнуться через сталеву оболонку печі до вогнетривкої обшивки Розсіювання тепла з цегельної кладки горна за допомогою охолоджуючих пластин, які проходять глибоко всередину цегельної кладки і через які пропускають воду, або за допомогою так званих "доменних холодильників", розташованих всередині обшивки зі сталевого листа, не є переважним У разі відпадання або розплавлення настилю і розчинення цегельної кладки в цій області можливо, що рідкий чавун вступить в контакт, наприклад, з такою водою, що охолоджується мідною охолоджуючою пластиною, яка проходить глибоко всередину цегельної 51839 кладки У такій ситуації мідь охолоджуючої пластини може розплавитися, і тоді внаслідок протікання води в піч можливий вибух з супутнім руйнуванням стінки Внаслідок цих причин часто буває доцільно забезпечити конструкцію стінки обшивкою зі сталевого листа з функцією зовнішнього охолоджування горна Як правило, ця функція охолоджування являє собою систему охолоджування розбризкуванням, за допомогою якої температура обшивки зі сталевого листа може підтримуватися на рівні близько 50°С При температурі обшивки зі сталевого листа близько 50°С не завжди буде можливо підтримувати гарячу сторону цегельної кладки нижче за температуру ~1100°С, навіть якщо використовуються цеглини з графіту і/або напівграфіту, які мають хорошу теплопровідність У цьому випадку потрібно ВІДМІТИТИ, ЩО цегельна кладка повинна мати достатню товщину, щоб звести до прийнятного мінімуму небезпеку випадкового прориву Прототипом заявляемого винаходу є доменна піч для виробництва чавуну, яку описано у патенті FR 2 160 724 Запропонована доменна піч, щонайменше в області горна, містить обшивку зі сталевого листа, всередині якої виконана щонайменше одношарова кладка з вогнетривкої цегли При цьому обшивка зі сталевого листа сполучена з шаром (шарами) цегли за допомогою швів із заповненням будівельним розчином і/або швів із заповненням набивною вогнетривкою масою з утворенням когезійної структури Крім цього доменна піч забезпечена панелями охолоджування, що охолоджуються водою, які тягнуться до вогнетривкої обшивки доменної печі, і кожна включає трубу, яка проходить через отвір в сталевій обшивці печі Отвори в оболонці мають більший діаметр ніж труби Проміжок між отвором в оболонці і трубою є герметичним завдяки ущільнюючому кільцю, що гарантує те, що газ не витікає із печі Було виявлено, що шви із заповненням будівельним розчином і шви із заповненням набивною вогнетривкою масою утворюють істотну перешкоду для розсіювання тепла через цегельну кладку ЗОВНІШНІЙ шар цеглин звичайно розміщують впритул до обшивки зі сталевого листа з будівельним розчином або набивною масою між ними, при цьому товщина шва з будівельним розчином може складати, наприклад, 3-5мм, а товщина шва з набивною масою може складати, наприклад, 30-120мм Ці шви служать частково для компенсації ЛІНІЙНОГО розширення обшивки зі сталевого листа, а частково для забезпечення теплового контакту між обшивкою зі сталевого листа і ЗОВНІШНІМ шаром цегельної кладки Якщо в конструкції стінки використана велика КІЛЬКІСТЬ радіальних шарів цегли, то також буде необхідно, щоб між цими шарами був шов, і для цієї мети звичайно застосовують набивну вогнетривку масу У будь-якому випадку, як і шов, розташований безпосередньо за обшивкою зі сталевого листа, цей шов може також служити як компенсаційний температурний шов Наприклад, цей шов може мати ширину 50мм Було виявлено, що шви із заповненням будівельним розчином і/або набивною масою можуть створювати 50-80% загального теплового опору, що надається цегельною кладкою ЗОВНІШНІЙ стороні обшивки зі сталевого листа, якщо цегельна кладка містить цеглини з Я,>20 Вт/м°С Ця проблема ще більш ускладнюється, якщо структура "дихає" Наприклад, якщо є значні температурні ВІДМІННОСТІ в обшивці зі сталевого листа, то шов з будівельним розчином може розкритися, і тоді утвориться ізолюючий шар газу Подібне явище може статися, якщо при неоднорідному тепловому впливі шов, що містить набивну масу, стає недостатньо щільним Задача даного винаходу складається в розв'язанні вищезазначених проблем і, зокрема, в поліпшенні теплового розсіювання від гарячої сторони цегельної кладки таким чином, щоб на ній міг постійно формуватися настиль Винахід заснований на тому, що в області горна доменної печі розміщені металеві брусся, які проходять в напрямку вздовж окружності всередині обшивки зі сталевого листа і входять в стінку, при цьому кожний з цих брусів сполучений із зовнішньою стороною обшивки зі сталевого листа за допомогою двох горизонтально розділених кріпильних пристосувань, кожне з яких окремо проходить через обшивку зі сталевого листа, при цьому кріпильні пристосування забезпечені засобами попереднього напруження для створення зусилля попереднього напруження, що гарантує, що кожний брус завжди буде залишатися притиснутим до цеглин для збереження поверхневого контакту вздовж горизонтальної і вертикальної поверхонь між металевими брусами і цеглинами під час роботи Поєднання поліпшеної теплопровідності через металеві брусся з безпосереднім поверхневим контактом між металевими брусами і цеглинами вздовж горизонтальної і вертикальної поверхонь, як результат кріплення з використанням засобів попереднього напруження металевих брусів, у великій мірі мінімізує тепловий опір частини швів Потрібно ВІДМІТИТИ, що потрібно вертикальне кріплення брусів, для гарантії того, що після монтажу конструкції стінки буде зберігатися поверхневий контакт між металевими брусами і цеглинами навіть в тому випадку, якщо внаслідок теплового розширення цеглини будуть злегка переміщатися у вертикальному напрямку Тепловий опір конструкції додатково знижується, якщо брусся також заздалегідь напружені в радіальному напрямку відносно обшивки зі сталевого листа для збереження поверхневого контакту з цеглинами вздовж вертикальних поверхонь під час роботи Тоді будьякий існуючий шов може бути скорочений до практично нульової ширини, внаслідок чого тепловий опір цього шва також стає дуже низьким Останній ефект може бути отриманий, зокрема, якщо є засоби попереднього напруження, які дозволяють втримувати брусся притиснутими до цеглин в радіальному напрямку Зрозуміло, що існує також тепловий опір між металевими брусами і обшивкою зі сталевого 51839 листа Однак його дією знехтуємо, якщо металеві брусся охолоджуються по винаходу По винаходу, одна з можливостей досягнення цього складається в тому, що металеві брусся і/або їх кріпильні пристосування щонайменше частково виконані у вигляді так званих "теплових труб" Теплові труби являють собою загальновідомі конструкційні елементи, в яких рідина і пари цієї рідини знаходяться в закритій порожнині всередині цих конструкційних елементів Це дає можливість проходження через теплові труби інтенсивного потоку тепла Згідно з іншим варіантом здійснення винаходу, металеві брусся забезпечені трубопроводом і засобами підведення і відведення, які пов'язані з лінії циркуляції охолоджуючого середовища При прямому охолоджуванні металевих брусів немає необхідності розсіювати тепло від цих брусів через обшивку зі сталевого листа Переважно, щоб ці брусся були виконані з металу, який містить головним чином мідь Крім того, що це забезпечує хорошу теплопровідність, брусся, забезпечені трубопроводом, можуть бути легко виготовлені з МІДІ Важливо, щоб брусся мали деяку індивідуальну рухливість Оскільки теплові переміщення, які повинні бути компенсовані за рахунок цієї рухливості, лише незначні, то це не викликає істотних конструктивних проблем У можливому варіанті здійснення винаходу брусся всередині обшивки зі сталевого листа розташовані у вигляді ламаних кілець і/або у вигляді конфігурації зі зміщенням Згідно з іншим варіантом здійснення, брусся всередині обшивки зі сталевого листа утворюють кільця, які включають щонайменше 10, а переважно від ЗО до 50 брусів Згідно З МОЖЛИВИМ варіантом нової конструкції стінки, на гарячій стороні стінки брусся мають зігнуту поверхню, відповідну місцевому радіусу кривизни стінки Згідно З наступним варіантом, брусся можуть мати на гарячій стороні стінки плоскі поверхні, які разом утворюють правильний багатокутник Тоді забезпечується можливість додати цеглинам плоскі граничні торці на їх ЗОВНІШНІЙ радіальній стороні У результаті можна отримати хороший рівень теплового контакту між брусами і цеглинами, які прилягають до них в радіальному напрямку Для досягнення хорошого рівня поверхневого контакту вздовж горизонтальних поверхонь між брусами і цеглинами і, крім того, внаслідок інших конструктивних причин, бажано, щоб брусся виступали на 15-30см в радіальному напрямку з обшивки зі сталевого листа Крім того, по винаходу переважно, щоб брусся були розміщені вертикально на відстані від 40 до 80см один від одного Згідно З МОЖЛИВИМ варіантом здійснення нової доменної печі, цегельна кладка в радіальному напрямку включає один шар цеглин, що мають різну довжину, і розміщена близько до обшивки зі сталевого листа і впритул до брусів Перевага цієї конструкції полягає в тому, що вона не має проміжного зазора, що містить набивну масу Згідно З ІНШИМ переважним варіантом здійснення конструкції нової доменної печі, цегельна кладка в радіальному напрямку включає два шари цеглин, стик між якими для кожного горизонтального шару цеглин зміщений в радіальному напрямку Таким чином, в цьому випадку відсутній безперервний шов і замість цього цеглини у зовнішньому шарі і у внутрішньому шарі прилягають одна до одної по черзі, одна за одною, із забезпеченням поверхневого контакту вздовж горизонтальних поверхонь У результаті теплопередача здійснюється безпосередньо через ці горизонтальні поверхні з внутрішнього (в радіальному напрямку) шару цеглин до зовнішнього (в радіальному напрямку) шару цеглин У тих місцях доменної печі, що пропонується, де шви все-таки присутні, наприклад, між обшивкою зі сталевого листа і брусами, між обшивкою зі сталевого листа і цеглинами, а також між цеглинами, що примикають одна до одної в радіальному напрямку, ці шви по винаходу можуть бути заповнені пластичним високотеплопровідним складом Однак цеглини можуть також прилягати до обшивки зі сталевого листа і без такого заповнення Такого роду склад може бути отриманий в тому випадку, якщо він містить смоляний компонент, який випаровується тільки при високій температурі Цей смоляний компонент гарантує, що склад в шві буде залишатися пластичним У разі зміни форми шва без супутньої зміни в об'ємі склад, який сам по собі має хорошу теплопровідність, буде зберігати хороший щільний контакт з компонентами, створюючими шов Додаткове поліпшення теплопровідності може бути отримане, якщо склад, що використовується, також містить метал або металевий сплав з температурою плавлення або діапазоном плавлення від 200 до 1100°С, переважно від 200 до 660°С Наприклад, олово плавиться приблизно при 230°С, внаслідок чого в шві утворюються металеві теплові містки Той же ефект може бути отриманий, наприклад, введенням олова в шви, які проходять радіально між цеглинами, лежачими поруч одна з одною вздовж окружності на одному і тому ж рівні Часто цеглини укладають з тонким шаром будівельного розчину між ними, але шар будівельного розчину потім також утворює тепловий місток Зокрема, якщо потік тепла не проходить точно в радіальному напрямку, наприклад, коли розплавлений метал випускається з печі лише через обмежену КІЛЬКІСТЬ ВІДВІДНИХ отворів, важливо, щоб в напрямку по окружності цегельної кладки не було істотного теплового опору Даний винахід забезпечує можливість майже постійного захисту цегельної кладки настил ем У результаті небезпека для цеглин, існуюча при використанні графіту і/або напівграфиту і/або матеріалу, що містить вуглець, з порами 15Вт/м°С, дуже істотно знижується, тому переважно також використати цеглини, виготовлені із вказаних матеріалів, оскільки вони викришуються під впливом термічних напружень при набагато більш високих температурах, ніж ІНШІ вогнетривкі 51839 10 матеріали, а також мають дуже високу теплопровідність Винахід також відноситься до способу експлуатації доменної печі Цей спосіб забезпечує можливість при одній і тій же товщині цеглини розсіювати значно більші КІЛЬКОСТІ тепла, внаслідок чого можна отримати більш низьку температуру на гарячій стороні цегельної кладки Рекомендується, щоб швидкість циркуляції рідини через брусся забезпечувала розсіювання тепла >50% від загального розсіювання тепла від стінки Далі винахід пояснюється більш детально за допомогою малюнків На Фіг 1 показане схематичне зображення конструкції стінки в доменній печі, що традиційно в и ко р исто вується На Фіг 2 показаний поздовжній розріз конструкції по винаходу На Фіг 3 показаний поперечний перетин по лінії Ill-Ill Фіг 2 в іншому масштабі На Фіг 4 показаний елемент IV по Фіг 1 На Фіг 1 схематично показані частини стінки горна доменної печі в поздовжньому розрізі Позицією 1 позначена вісь горна, а позицією 2 обшивка зі сталевого листа Охолоджування обшивки зі сталевого листа 2 відбувається розбризкуванням за допомогою потоку води 3 з системи охолоджування Вслід за обшивкою зі сталевого листа 2 розташовані (один за одним) шов 5, ЗОВНІШНІЙ (в радіальному напрямку) шар вогнетривкої футеровки 6, другий шов 7, внутрішній (в радіальному напрямку) шар футерувальних цеглин 8 і настиль 9 На малюнку також схематично показаний твердий шар коксу і ствердженого чавуну 10, який також відомий серед фахівців під назвою "мертвяк" Під час випуску розплавленого металу з доменної печі рідкий чушковий чавун протікає через горно вниз в напрямку "а" і в напрямку по окружності "Ь", яка утворюється внаслідок того, що випуск чавуну відбувається тільки в декількох точках, розташованих вздовж окружності печі Так званий настиль включає отверджений матеріал, що головним чином складається з коксу і чавуну цегельної кладки 6 показані з внутрішньої сторони обшивки зі сталевого листа 2 і з внутрішньої сторони шва 5 Крім того, всередині обшивки зі сталевого листа 2 розташований мідний брус 11 з поздовжнім отвором 12 Цей поздовжній отвір сполучений з трубою, що підводить, 13 і трубою, що відводить (не показана) Труба, що підводить, 13 і труба, що відводить, розділені по горизонталі деяким проміжком і проходять окремо через різні отвори в обшивці зі сталевого листа 2, як показано на Фіг 3 Через поздовжній отвір 12 в напрямку стрілки 14 проходить вода, внаслідок чого брус 11 активно охолоджується Контактна поверхня 21 b цегли 17 прилягає до мідного бруса 11, забезпечуючи хороший тепловий контакт і хороше розсіювання тепла від цегли 15 через брус і відводиться охолоджуючою водою, яка протікає по ньому При споруді цегельної кладки забезпечується така конфігурація, щоб верхня поверхня цегли 16 і верхня поверхня бруса 11 також лежали точно в одній площині Якщо необхідно, це може зажадати корекції з використанням, наприклад, металевої фольги У результаті цегла 15 також може знаходитися в тісному контакті з брусом 11 на ДІЛЯНЦІ 9 контактної поверхні 21 а Труби 13, що підводять і відводить, встановлені із зазором в отворі в обшивці зі сталевого листа 2, внаслідок чого брус 11 має відносну свободу переміщення у вертикальному напрямку Ця свобода переміщення бруса 11 також забезпечується за рахунок еластичності з'єднання між трубами, що підводить 13, і що відводить, і обшивкою зі сталевого листа 2 Еластичність з'єднання може використовуватися як засіб попереднього напруження для попереднього притискання бруса 11 до поверхні 21а Оскільки цеглини 15,16 і 17 укладені одна на одну, то виникає хороший тепловий контакт по їх горизонтальних межах, який зберігається також і тоді, коли конструкція нагрівається через контактні поверхні 21а і 21 b брусом 11, навіть якщо в конструкції є деяке теплове розширення, внаслідок еластичної рухливості бруса 11 у вертикальному напрямку Для ілюстрації і безвідносно до даного винаходу, внизу Фіг 1 приведена температурна шкала, що показує, як проходить температурний профіль через конструкцію стінки від зовнішньої сторони обшивки зі сталевого листа 2, що охолоджується водою, до рідкого металу між настилем 9 і "мертвяком" 10 Хоча на практиці стараються витримувати шов 5, що заповнюється будівельним розчином, і шов 7 із набивних мас якомога більш тонким, з цієї температурної шкали видно, що істотна частина різниці температур між охолоджуючою водою і рідким чавуном зумовлена швами 5 і 7 Щоб мати можливість досягнення досить низької температури в області настилю 9, винахід вирішує задачу поліпшення розсіювання тепла через конструкцію стінки в якомога більшій мірі і, з цією метою, зниження значних падінь температури, що викликаються швами 5 і 7 На Фіг 2 показана частина конструкції стінки по Фіг 1 в збільшеному масштабі Цеглини 15,16 і 17 При монтажі цеглу 16 вміщують впритул до передньої поверхні бруса 11 таким чином, що забезпечується також хороший тепловий контакт між цеглою 16 і брусом 11 Завдяки манжеті 18 на трубі 13 цей хороший тепловий контакт також може зберігатися при тепловій деформації цегельної кладки при нагріві Впливаюче на манжету 18 зусилля попереднього напруження А гарантує, що брус 11 завжди залишиться притиснутим до цегли 16 Потрібно ВІДМІТИТИ, що зусилля попереднього напруження А не обов'язково повинно передаватися через труби 13, замість цього воно також може прикладатися в центрі бруса через окремий крізний отвір в обшивці зі сталевого листа Газонепроникне ущільнення для доменної печі в обшивці зі сталевого листа схематично показане манжетою 18 і сильфоном 20, який також може забезпечувати еластичне з'єднання і засіб попереднього напруження між брусом 11 і обшивкою зі сталевого листа 2 На практиці для 11 51839 цієї мети придатні різні конструкції На Фіг 3 показаний в збільшеному масштабі схематичний вигляд поперечного перетину Ill-Ill по Фіг 2 У цьому випадку всередині обшивки зі сталевого листа 2 показані два бруси 1 1 , які забезпечені плоскими поверхнями з боку, далекого від обшивки зі сталевого листа Всередині обшивки зі сталевого листа 2 брусся утворюють безперервне кільце, яке з внутрішньої сторони має форму багатокутника Цеглини 22-25 прилягають до плоских внутрішніх сторін брусів 11 таким же чином, що і цегла 16 на Фіг 2 Показані шви 26,27 і 28 між цими цеглинами На Фіг 4 показана деталь IV з Фіг 1 по одному з варіантів винаходу У цьому випадку ЗОВНІШНІЙ шар цегельної кладки 6 (див Фіг 1) містить цеглини 15,16 і 17 (див також Фіг 2) 3 внутрішньої сторони цих цеглин розташовані цеглини шару цегельної кладки 8 (див Фіг 1) Це цеглини 29,30 і 3 1 , які відділені від цеглин 15,16 і 17 частковими швами 7а,7Ь і 7с У новій конструкції замість шва 7 (див Фіг 1), що здійснює повне розділення шарів 500 12 цегельної кладки 6 і 8, шари 6 і 8 залишаються в прямому тепловому контакті за допомогою горизонтальних контактних поверхонь, що перекриваються, 32 і 33 Таким чином, різка зміна температури, зумовлена швом 7, значно знижується, поліпшуючи інтенсивне розсіювання тепла через цегельну кладку Крім того, додаткове поліпшення розсіювання тепла через стінку досягається шляхом використання пластичного складу з високою теплопровідністю в шві 5 (див Фіг 2) і/або в часткових швах 7а,7Ь і 7с (див Фіг 4) Для цієї мети використаний склад, що містить смоляний компонент, який випаровується при високій температурі, металеве олово або сплав металевого олова Для досягнення хорошої теплопровідності також і в напрямку вздовж окружності в радіальних швах 26, 27 і 28 (див Фіг 3) використаний будівельний розчин, що містить олово як один з компонентів При укладанні цеглин 22-25 ці шви 26,27 і 28 витримують як можна більш тонкими •Т°с 1150 ФІГ.1 Фіг.2 22 15 7? 32 16" •зо Фїг.4 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 29

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Blast furnace for cast iron production and method for such furnace operation

Автори англійською

Van Laar Jacobus

Назва патенту російською

Доменная печь для производства чугуна и способ эксплуатации такой доменной печи

Автори російською

Ван Лаар Якобус

МПК / Мітки

МПК: C21B 7/10, F27B 1/24

Мітки: доменна, доменної, чавуну, спосіб, печі, такої, виробництва, піч, експлуатації

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/6-51839-domenna-pich-dlya-virobnictva-chavunu-i-sposib-ekspluataci-tako-domenno-pechi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Доменна піч для виробництва чавуну і спосіб експлуатації такої доменної печі</a>

Подібні патенти