Лещадь доменной печи

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (ЯЯ) Заявлено 16,127 1(21) 1726051/22-02 (28) Приоритет — (32) 18.12 70 (3! ) 70.1 ° 8539 (83) Голландия

Опубликовано 150380.Бюллетень Pk 10

Лата опубликования описания 150380

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Реснубннк >722493 (51) М. Кл.

С 21 В 7/00

Ф осударсснеммый комм с т ссср и» делам м обретеммй м мткри гмй (53) УЛК 669. 162. . 212.6 (088. 8) Иностранцы

Якобус Ван Лаар, Бастиаан Мартинус Хугендорн (Голландия), Карл Вильгельм Фридрих Этэель (ФРГ) (72) Автори изобретения

Иностранная фирма Кониклийке Недерландше Хоговенс эн Сталфабрикен, Н.В. (Нидерланды) (71) Заявитель (54) ЛЕЩАДЬ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к устройству лещади шахтной печи, предназначенной для выплавки чугуна и способу его охлаждения, Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является лешадь шахтной печи, состоящая из трех слоев oríåóïîðíîé футеровки, причем коэффициенты теплопроводности верхнего и йижнего слоев меньше коэффициента теплопроводности промежуточного слоя, периферийного водяного и подлещадного воздушного охлаждения (1) .

Однако для очень больших по размерам печей эта конструкция не является подходящей. В таких больших конструкциях существет необходимость уменьшить размер настыля, или уход тепла через нижнюю поверхность днища настолько значителен, что воздушное охлаждение этой поверхности недостаточно. Если же нужно снизить температуру донной плиты почти до 100 С, необходимо использовать водяное охлаждение нижней поверхности . Такое решение . ведет к большому риску, так как в случае нарушения работы водяной системы охлаждения температура быстро повышается до нежелательных величин, что может привести к аварии.

Вышеупомянутый недостаток, т.е ° сли аком глубокое проникновение настыля, может быть удален путем выполнения всего днища из более теплопровод-. ного материала, но в этом случае также существет опасность нарушения водяного охлаждения нижней поверхности, что ведет к аварии.

Цель изобретения — повышение стойкости лещади при термических воздействиях.

При использовании предлагаемого изобретения образуется настыль (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 ч ° С. Этот слой сверху и снизу защищен еще и слоем огнеупорного материала с очень низким коэффициентом теплопроводности по сравнению с вышеупомянутым первым промежуточным слоем.

7 22493

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 высокой теплопроводностью для промежу точного слоя согласно данному изобретению используется графит, коэффициент теплопроводности которого составляет от 60 до 100 ккал/м ч С. Путем покрытия графитового слоя слоем из менее дорогого материала с меньшей теплопроводностью температура графитового слоя снижается и становится ниже температу ры плавления чугуна и проникнонения настыля (козла) н графитоный слой не происходит.

Самый нижний слой, который также состоит из менее теплопронодного материала, сдерживает поток тепла от проникновения его через стальную донную плиту. Остаток тепла уходит в наружную часть графитового слоя, где температура из-эа жидкостного охлаждения удерживается низкой.

Благодаря хорошей теплопроводности графитого.слоя можно получать местами почти одинаковый температурный градиент с верхней части днища точно так же, как это было бы возможно, если бы тепловбй поток, проходя через графитовый слой, большей частью уходил в нижнюю поверхность днища. Благодаря хорошему и однородному распределению тепла образуется очень тонкий и очень ровный слой настйля.

Важное преимущество данного изобретения состоит еще в том, что даже для больших печей возможно воздушное охлаждение. Таким образом, можно избегнуть значительного риска, связанного с применением водяного охлаждения е

Более того, даже если в случае повреждения системы воздушного охлаждения охлаждение уменьшится, температура стальной донной плиты повышается очень медленно и достигает

200 С только после очень долгого времени,что позволяет отремонтировать и снова включить систему воздушного охлаждения до того, как температура днища поднимается слишком высоко.

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, путем распыления воды вручную.

Особенно благоприятными являются результаты, полученные согласно данному изобретению, когда 25-40Ъ тепла, проходящего через промежуточ30

60 б5 водности и толщины нижнего слоя, что все вместе определяет тепловое сопротивление слоя, учитывается следующее: если теплоное сопротивление выше (например, при низком), донная плита будет холоднее, но ный слой с высоким коэффициентом теплопроводности, уходит в нижний слой а температура наружной понерхl о ности днища составляет почти 50 С.

Конструктивно это вполне возможно осуществить, если материал нижнего слоя днища будет иметь коэффициент о . теплопроводнооти 2-5 ккал/м ° ч. С.

20 Благодаря такой низкой тепловой проводимости можно применять только тонкий слой для этого нижнего слоя.

Хорошие результаты могут быть получены, если в той области могут быть использованы кирпичи из аморфного углерода.

В верхней части .можно применять к кирпичи из углерода, магнезита или огнеупорной глины. Благодаря очень р хорошей сопротинляемости предпочтительно использовать полуграфитоный материал с величиной коэффициента теплопроводности Л от 20 до

30 ккал/м ч . Предпочтительно днище с тремя слоями, расположенными сверху до низу и имеющими величины равные соответственно почти

Q

25, 80 и 4 ккал/м-ч ° С, и толщину около 60, 120 и 60 см соответственно.

40 Хорошие результаты получ .т в том случае, когда днище покрывают верхним слоем толщиной в 30 см, несколькими слоями, состоящими соответственно иэ магнезита(Л 2-3), .45 углерода (Л около 5), графита (Л около 80) и углерода (Л 3-4) и имеющими толщину соответственно около 35, 60, 120 и 60 см.

Данное изобретение не только свя50 зано с конструкцией основания (днища) печи и с методом его охлаждения, но может быть применено в шахтных печах, в частности в доменных печах, производящих чугун. ПриМеняя данное изобретение, можно сконструировать более легкие по весу печи, контролирование донной температуры в которых осуществляется проще, чем в других печах.

При выборе коэффициента теплопро7224 93 будет глубже настыль (козел); при низком тепловом сопротивлении нижнего слоя больше тепла будет ходить через этот слой, температура донной плиты, расположенной ниже нижнего слоя, будет увеличиваться, но зато настыль (козел) будет менее глубоким и более ровным.

Путем изменения структуры нижнего слоя таким образом, чтобы около 2060t общего теплового потока промежуточного слоя приходило через нижний слой, получают условия, в кото-рых как глубина настыля, так и температура донной плиты находятся в допустимых пределах.

На чертеже графически изображен возможный вариант сооружения нового днища.

Стальная обшивка (рубашка) 1 вокруг сооружения огнеупорного днища соединяется со стальной донной плитой 2, имеющей опорные стальные ьалки 3. Основание состоит из трех слоев 4,5 и 6. Верхний слой 4 толщиной 60 см состоит из полуграфита.

Коэффициент теплопроводности этого полуграфита составляет почти

20 кал/м ч С. Слой 5 имеет толщину о

120 см и состоит из графита с коэффициентом теплопроводности около

30 ккал/м ч ° С.

Слой 6 толщиной 60 см состоит из углеродных кирпичей с коэффициентом теплопроводности около 4 ккал/м ч С. о

Вышеупомянутые величины А соответствуют величинам в рабочем состоянии и температуре. Диаметр печи в середине составляет около 13 м. С помощью охлаждения путем разбрызгивания воды обшивка (рубашка 1) охлаждается почти до 60О С. Водное разбрызгивание изображено на чертеже диниями 7.

Вентилятор мощностью в 100 л. с. (на чертеже не показан) служит для охлаждения стальной донной плиты воздухом и сохранения ее температуры ниже 100 С. Общее количество тепла

О, проходящее через слой 5, делится на два компонента. Тепловой поток 0, проходящий через донную плиту 2, имеет величину почти

200000 ккал/ч, а тепло 0q, проходящее через обшивку слоя 5, составляет почти 2400000 ккал/ч.

B зоне выпускного отверстия 8 температура внутри печи составляет почти 1400 1500оС. В центре днища изотерма для 1100 С не достигает

О верхней поверхности слоя 4, что говорит об отсутствии настыля (козла) и о том, что днище не подвергается коррозии.

Данное изобретение не ограничивается описанным вариантом. Можно получить хорошие результаты также путем замены верхнего слоя из полуграфита на углеродный слой той же толщины с коэффициентом теплопроводности, равным 5 ккал/м ч С,который покрывается слоем из магнезита толщиной 30 см и с коэффициентом теплопроводности, равным 2

20 3 ккал/м ч С.

Формула изобретения

Лешадь доменной печи, состоящая

25 из трех слоев огнеупорной футеровки., причем коэффициенты теплопроводности верхнего и нижнего слоев меньше коэффициента теплопроводности промежуточного слоя, периферийного водяного и подлещадного воздушного ох лаждения,отличающаяся тем, что с целью повышения стойкости лещади при термических воздей.ствиях, слои огнеупорной футеровки выполнены сверху вниз из полуграфитового, графитового, углеродистого материала, причем отношение толщины слоев футеровки по отношению к диаметру слоев равно для верхнего, промежуточного и нижнего слоев

40 соответственно: 0,035-0,045; 0,070,09; и 0,035-0,045, а отношение коэффициента теглопроводности верхнего и нижнего слоев по отношению к промежуточному слою равно соот4$ ветственно 0,29-0,34 и 0,03-0,05.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 92673083, кл. 266-32, 1954.

7.224,93

Составитель Б. Раковский

Техред М. Петко Корректор Ю. Ма карен ко

Редактор Г.Мозжечкова

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная . 4

Заказ 170/47 Тираж 608 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, раущская наб., д. 4/5