CS206535B1 - Tvárnice pro tepelnou izolaci horizontálních, vodou chlazených trubek a kluznic v průmyslových pecích a topeništích - Google Patents

Description

(54) Tvárnice pro tepelnou izolaci horizontálních, vodou chlazených trubek a kluznic v průmyslových pecích a topeništích

Vynález řeší,stavebnicovou konstrukci tepelné obezdívky horizontálních, vodou chlazených trubek a klužnic a rovněž jejich příčných trubkových podpěr, které jsou používány zejména v ohřívacích a narážecích pecích hutních válcoven.

Pece, ve kterých jsou ohřívány ocelové předvalky, určené pro následné válcování za tepla, jsou charakterizovány spodním zónovým ohřevem a ohřívané sochory nebo brány postupují jednotlivými zónami smýkáním po jezdcích kluznic. Kluznice jsou silnostěnné, vodou chlazené ocelové trubky a jsou navzájem spojeny a zpevněny soustavou příčných, vodou chlazených podpěr. Kluznice i jejich podpěry jsou po celém svém povrchu opatřeny tepelnou izolací ze žáruvzdorné plastické hmoty nebo tvarovkami ze žáruvzdorné hmoty a z této tepelné obezdívky jsou odizolovány a nechráněny pouze jezdce kluznic, po nichž je vsazený předvalek protlačován pecí smýkáním.

Technologie výroby obezdívky, její konstrukce, účinnost a životnost představují, stále nedořešený problém. Jakékoliv kovové úchyty a vložky v žáruvzdorných tvarovkách, které mají sloužit k jejich zavěšení a připevnění k povrchu podpěr a kluznic, představuji tepelný vodič, který nežádoucím způsobem odvádí teplo z jezdce. Čím je jezdec chladnější, tím více vzrůstá riziko výskytu chladných neprohřátých míst na předvalku. Jsou znány i tzv. beznístějové pece, jejichž tepelný režim je charakteristický tím, že jsou vytápěny po celé své délce shora i zespodu, což příznivě působí na rychlé prohřátí předvalku a zkrácení vyrovnávací doby. Pro pece tohoto systému se používají tzv. horké kluznice s horkými jezdci, které sestávají z kovové kluzné části, keramické vložky a robustních vodou chlazených kluznic.

Jsou také známy strkací pece, u nichž jsou kluznice čtyřhranného průřezu tepelně izolovány mohutnými bočními štítovými keramickými tvarovkami, které jsou dělené, zavěšené na boční stěně kluzníce a jsou upraveny pro značnou demontáž při opravě. Je znám také typ chlazených kluznic, které vynikají robustností konstrukcí jezdce téměř kruhového průřezu. Tyto _f jezdce jsou uloženy na sedlových nosnících kluznicé, přičemž mezi nimi a jezdcem je výstelka z plastické nebo elastické žáruvzdorné látky, která má jednak neutralizovat účinky etrusky na sedlové nosníky a také vytvářet izolační vrstvu mezi chlazeným kovem kluznicé a neehlazeným kovovým jezdcem.

Jiné konstrukční uspořádáni kluznic je opatřeno keramickou tvarovkou, jejíž boční díly spočívají na opěrném spodním kmenu, v jehož horní části je vytvořen kruhový žlab o větěim poloměru,než je poloměr kruhové kluznicé; tím vzniká prstencová vzduchová Štěrbina, která zhoršuje přestup tepla mezi kamenem a kovem chlazené kluznicé. Na obdobném principu je založena tepelná izolace kruhové kluznicé, která je opatřena jedním nebo i dvěma nesoustřednými plášti z žárupevné oceli. Vytváří se jedna^nebo dvě izolující vzduchové vrstvy s účinky popsanými u předchozího případu. Na principu tepelného odizolování jezdce od kluznicé je zkonstruováno jiné známé řešení, kde jezdec vedený v bočních keramických kamenech spočívá na kulových podložkách spojených třmenem. Bodový styk koulí s kovem chlazené kluznicé s kovem horkého jezdce velmi ztěžuje přestup tepla, takže při teplotě povrchu předvalku 1 080 ⁵C je teplota horní stěny jezdce 900 °C, i když teplota stěny kluznicé se pohybuje okolo 100 °C.

Nákladnost, neuspokojivá životnost, složité skladové hospodářství a další okolnosti jsou zatím stále hlavními nedostatky keramických tvarovek, a proto se v některých případech dává přednost obezdívce z plastických žáruvzdorných hmot. Podle tohoto způsobu se povrch kluznicé opatři členitými výstupky (háčky, trny) a kluznicé se v žádaném objemu a tvaru odusá plastickou žáruvzdornou hmotou. Tato technologie je však velmi zdlouhavá, prodlužuje dobu výluky u pece z provozu a kromě toho je monolitické těleso výdusky vystaveno vlivům tepelného namáhání dilatačními silami, které překonávají soudržnost materiálu a mají za následek vznik trhlin v izolační hmotě.

Tyto nedostatky částečně odstraňuje panelová obezdívka, která sestává ze dvou plechových podkladních plášťů, jejichž tvar je přizpůsoben tvaru chráněného povrchu kluznicé, na vnějším povrchu jsou opatřeny členitými výstupky a odusény žáruvzdornou hmotou. Obě poloviny pláště jsou zavěšeny pomocí otvorů na háčcích, kterými je opatřen povrch’ kluznicé. Nevýhodou této konstrukce panelové obezdívky je to, že způsobe upevněni prefabrikátů ke kluznici vyžaduje pro opravárenskou praxi těžko dosažitelnou přesnost pro docílení naprosté rozměrové shody háčků kluznicé a otvorů v plechových pláštích; vůle mezi otvory a háčky dovoluje, aby se při otřesech a vibracích v pecním prostoru prefabrikáty chvěly a byly tak nežádoucím způsobem dynamicky namáhány. Spodní ohřev v peci kromě tohoto velmi nepříznivě ovlivňuje životnost stahových svarů, kterými jsou vespod oba díly prefabrikátů k sobě podélně spojeny. Závažným nedostatkem této konstrukce je mezera a nekrytý přechoď mezi bočními stěnami jezdce s ukončením horních hran prefabrikátů; nechráněným prostorem může velmi snadno stékat agresivní struska mezi plechové pláště a stěnu kluznicé až k háčkům, které jsou jedinými úchytnými body této konstrukce.

Malá a jinak zcela přijatelná výrobní nepřesnost, zbytkové pnutí po ohybu a provozní tepelné poměry vždy působí vznik prstencové štěrbiny mezi volně zavěšenými horkými prefabrikáty a studenou kluznici a tím i cestu pro velmi tekuté a zabíhavé strusky, pro něž tvoří mezera mezi jezdcem a konci prefabrikátů žlabový rezervoár; struska přitom narušuje vlastní izolační vrstvy a při dalším působení dojde i k jejímu protavení a tím k narušeni závěsných háčků.

Nedostatky této plastické obezdívky poněkud odstraňuje panelová obezdívka ze žáruvzdorné plastické hmoty, u níž jsou plechové podklady dolní poloviny kluznicé a obou polovin její příčné trubkové podpěry vytvořeny ve tvaru půltrubek opatřených záhyby. Půltrubky jsou Připevněny v podélné ose ke spodním polovinám kluznicé a její příčné trubkové podpěry stahovými svary, zatímco horní půltrubka je. připevněna k povrchu trubkové podpěry svým čelem pomocí svarových spojů. Tato panelová obezdivka vytváří poměrně dokonalý a tepelně hermetický obal kolem izolovaných členů, zato oprava malého rozsahu poškozené izolace je velmi komplikovaná a tato nevýhoda zdůrazňuje nesporné přednosti izolace pomocí žáruvzdorných tvarovek, jejich oprava a výměna je přes všechny ostatní nevýhody méně problematická.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje tvárnice pro tepelnou izolaci horizontálních, vodou chlazených trubek a kluznic v průmyslových pecích a topeništích podle vynálezu, jehož podstatou je to, že trubka je opatřena dvěma řadami trnů, jejichž vzájemná vzdálenost je dána neproměnnou roztečí, přičemž roviny proložené oběma řadami trnů svírají nad horní polovinou trubky úhel větší než 30° a menší než 160° a na trny jsou otvory zasunuty tvárnice ve tvaru segmentu kruhového, popřípadě sploětělého válce. Trny mohou být k vnějšímu povrchu trubky přivařeny nebo jsou tyto trny přivařeny k plášťovým segmentům, které jsou přivábeny k povrchu trubky, přičemž dva sousední segmenty mohou být spojeny mezi sebou distanční lištou, případně může být segment podélně rozdělen na dva díly opatřené ve svých spodních Částech Šroubovým spojem.

Tvárnice podle vynálezu umožňuje unifikaci rozměrů a dílů vytvořit podmínky pro vysoce produktivní způsoby vytváření tepelných izolací a stejné výhody se dostavují při velkých i dílčích opravách žáruvzdorně izolace. Snadné kladení tvarovek snižuje značně nároky na odbornost a pečlivost při provádění zednických prací. Tvárnice dokonale pokrývá jak povrch hladkých trubek příčných výztuh u ohřívacích pecí předválkových tratí, tak i kluznicové trubky, které jsou na svém hřbetu opatřeny jezdcem.

Podstata vynálezu je blíže rozvedena v dalším popisu s odkazem na připojené výkresy znázorňující ve zvolených příkladech provedení některé varianty tvarovky a kde značí:

obr. 1 uspořádání trnů na trubce; obr. 2 pohled na tvárnici; obr. 3 plošné rozloženi trnů na trubce; obr. 4 hladkou trubku·izolovanou tvárnicemi; obr. 5 kluznici s jezdcem a trny; obr. 6 kluznici s jezdcem izolovanou tvárnicemi;, obr. 7 hladkou trubku s plášťovými segmenty; obr. 8 dělený plášťový segment se šroubovým spojem; obr. 9 kluznici s jezdcem opatřenou dělenými plášťovými segmenty z obr. 8 a obr. 10 zdvojené trubkové vedení izolované tvárnicemi.

Principem řešení izolace podle vynálezu jsou trny J., které jsou rozmístěny ve dvou řadách na horní polovině trubky 2, tak, že jejich vzájemná radiální rozteč X je neměnná pro všechny druhy trubek _1_, které se izolují popisovaným způsobem. ..Obě řady trnů svírají úhel fí, který se pohybuje obvykle v rozmezí od 30 do 160°. Na trn J. se zavěšuje tvárnice J, která mé tvar segmentu kruhového válce pro trubky 2 jednoduché (obr. 2), popřípadě tvar segmentu sploštšlého válce pro zdvojené trubky 2, 4· Zavěšení na trn i se děje otvorem 2 ve tvárnici J a tímto jednoduchým spojením je poloha tvárnice ^na trubce _2 vymezena a zajištěna.

Někdy může otrnění trubky 2 usnadnit způsob, názorně vyplývající z obr. 7, kde trny _1_ nejsou přivařovány přímo na povrch trubky 2, nýbrž na plášťové segmenty £ a teprve tyto se přivařují k trubce 2. Segmenty 6 se mohou usazovat a přivařovat k trubce 2. každý samostatně, anebo mohou být spolu spojeny distanční lištou 2, která usnadňuje rychlé a přesné usazení segmentů 6, a trubce 2. U kluznice 8 opatřených jezdcem 2 se jeví účelné připevňovat segmenty 6 zespodu ke kluznici 8 a tomuto účelu slouží segment 6 rozdělený na dva díly 10, 11.

Díl 10 je opatřen ve své spodní části šroubem 12 a díl 11 otvorem 13 pro tento šroub 12.

Z vyobrazení podle obr. 9 je dobře patrné, že rádius dílů 1 0. 11 přesahující vodorovnou osu symetrie kluznice 8 po vzájemném sešroubení působí na trubku 2, případně na její keramicko-vláknitou izolaci 14 samosvorně. Obr. 10 znázorňuje další možno variantu izolace pro zdvojené trubky 2, 4, u ⁿí% ^s® výše popsanými prostředky dosáhne uchycení tvárnice J, která má v tomto případě tvar segmentu sploětělého válce.

Claims (5)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Tvárnice pro tepelnou izolaci horizontálních, vodou chlazených trubek a kluznic v průmyslových pecích a tepeniátích, vyznačující se tím, že je provedena ve tvaru segmentu kruhového, popřípadě sploětělého válce a opatřena otvorem (5), jímž je zavěěena na jeden z trnů (1), které jsou v neproměnné rozteči uspořádány ve dvou řadách na trubce (2) nebo kluznici (8), přičemž roviny proložené oběma řadami trnů (1) svírají nad horní polovinou trubky (2) nebo kluznice (8) úhel menší než 160° a větší než 30°.

2. Tvárnice podle bodu 1 vyznačující se tím, že trny (1) jsou přivařeny k vnějšímu povrchu trubky (2) nebo kluznice (8).

3. Tvárnice podle bodu 1 vyznačující se tím, že trny (1) jsou přivařeny k plástovým segmentům (6), které jsou přivařeny k vnějšímu'povrchu trubky (2).

4. Tvárnice podle bodu 1 a 3 vyznačující se tím, že dva sousední segmenty (6) jsou spojeny mezi sebou distanční lištou (7).

5. ' Tvárnice podle bodu 1 a 3, vyznačující se tím, že segment (6) pro kluznici (8) je rozdělen na dva díly (10, 11), které jsou ve svých spodních částech opatřeny šroubovým spojem.