CS206535B1

CS206535B1 - Shape pieces for thermal insulation of horizontal,water-cooled pipes and slide shoes in industrial ovens and furnaces

Info

Publication number: CS206535B1
Application number: CS13080A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Ritz; Jiri Roncka
Original assignee: Zdenek Ritz; Jiri Roncka
Priority date: 1980-01-04
Filing date: 1980-01-04
Publication date: 1981-06-30

Description

(54) Tvárnice pro tepelnou izolaci horizontálních, vodou chlazených trubek a kluznic v průmyslových pecích a topeništích(54) Blocks for thermal insulation of horizontal, water-cooled pipes and slides in industrial furnaces and furnaces

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.The invention solves the modular construction of the thermal lining of horizontal, water-cooled tubes and rails, as well as their transverse tube supports, which are used in particular in heating and impact furnaces of metallurgical rolling mills.

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.Furnaces in which steel billets intended for subsequent hot rolling are heated are characterized by bottom zone heating and the heated billets or gates pass through each zone by sliding along the slider slides. The slides are thick-walled, water-cooled steel pipes and are connected to each other and reinforced by a system of transverse, water-cooled supports. Slides and their supports are provided with thermal insulation of refractory plastics or refractory shaped pieces over their entire surface and only the slider sliders are insulated and not protected from this thermal lining, after which the inserted billet is pushed through the furnace by shearing.

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.Technology of lining production, its construction, efficiency and durability are still an unresolved problem. Any metal mounts and inserts in the refractory fittings intended to be hung and attached to the surfaces of the supports and slides are a thermal conductor which undesirably dissipates heat from the slider. The colder the rider, the greater the risk of cold unheated areas on the billet. Also known are so-called melt-free furnaces, the thermal mode of which is characterized by the fact that they are heated along their entire length from the top and bottom, which has a favorable effect on the rapid warming of the billet and shortening the equalization time. For the furnaces of this system, so-called hot sliders with hot sliders are used, which consist of a metal sliding part, a ceramic liner and robust water-cooled sliders.

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 _fjezdce 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.Also known are thrust furnaces in which the square-shaped glides are thermally insulated by massive side glazed ceramic fittings which are divided, suspended on the side wall of the glider and adapted for considerable disassembly during repair. It is also known the type of cooled slides, which excel in the robustness of the structure of the slider of almost circular cross-section. These _f rider are mounted on the saddle beams skid between them and said slider is a plastics lining or elastic refractory material, which is partly neutralize the effects of the slag on the seat beams and form an insulating layer between the chilled metal runners and neehlazeným metal slider.

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.Another construction of the slide rails is provided with a ceramic fitting whose lateral parts rest on a supporting trunk, in the upper part of which a circular trough of a radius greater than the radius of the slide rail is formed; This results in an annular air slot that impairs the heat transfer between the stone and the metal-cooled slide. A similar principle is based on the thermal insulation of a sliding ring, which is provided with one or two non-concentric sheaths of heat-resistant steel. One or two insulating air layers are formed with the effects described in the previous case. On the principle of thermal insulation of the slider from the slide, another known solution is constructed, where the slider guided in the side ceramic stones rests on spherical pads connected by a yoke. Point contact with the metal balls chilled metal hot runner blade slider makes it very difficult heat transfer, so that the billet surface temperature at 1080 C temperature ⁵ top wall of the slider 900 ° C, although the temperature of the wall of the runner blade is about 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.Costly, unsatisfactory service life, complicated stock management and other circumstances are still the main drawbacks of ceramic fittings, and therefore in some cases plastic lining is preferred. According to this method, the surface of the slide is provided with articulated projections (hooks, pins) and the slide is removed in a desired volume and shape by a plastic refractory. However, this technology is very lengthy, extends the furnace shut-off time and, in addition, the monolithic body of the lining is subjected to thermal stress by dilatation forces that overcome the cohesiveness of the material and result in cracks in the insulating material.

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.These deficiencies are partially eliminated by a panel lining consisting of two sheet metal backing, the shape of which is adapted to the shape of the slide surface to be protected, provided with rugged projections on the outer surface and dried by a refractory mass. The two halves of the shell are suspended by means of holes on the hooks which are provided with a sliding surface. A disadvantage of this panel lining construction is that the method of fastening the prefabricates to the sliding plate requires difficult to achieve accuracy for repair practice to achieve complete dimensional matching of the sliding hooks and the openings in the sheet metal shells; the clearance between the holes and the hooks allows the prefabricated components to vibrate and be undesirably stressed in the furnace chamber during vibrations and vibrations. The bottom heating in the furnace, in addition to this, adversely affects the service life of the contraction welds by which the two prefabricated parts are longitudinally connected to each other. A serious drawback of this construction is the gap and the exposed transition between the side walls of the rider with the ending of the upper edges of the prefabricated elements; an unprotected space can easily flow down aggressive slag between the sheet metal shells and the sliding wall up to the hooks, which are the only anchoring points of this structure.

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.Small and otherwise entirely acceptable manufacturing inaccuracy, residual bending stress and operational thermal conditions always cause an annular gap between freely suspended hot prefabricated elements and cold skid, and thus a path for very fluid and slag slags, for which the gap between the slider and the ends of the prefabricated troughs reservoir; the slag disrupts the insulation layer itself and, in the course of further action, it melts and the suspension hooks are disrupted.

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.The drawbacks of this plastic lining are somewhat eliminated by the panel lining of the refractory plastic, in which the sheet substrates of the lower half of the slide and the two halves of its transverse tubular support are formed in the form of folded half-tubes. The half tubes are fixed along the longitudinal axis to the lower halves of the slide and its transverse tubular supports by contraction welds, while the upper half tube is. secured to the surface of the tubular support by its face by means of welded joints. This panel lining creates a relatively perfect and thermally hermetic casing around the insulated members, but the repair of a small extent of damaged insulation is very complicated and this disadvantage emphasizes the indisputable advantages of the insulation using refractory fittings; their repair and replacement is less problematic.

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.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the blocks for the thermal insulation of horizontal, water-cooled pipes and slides in industrial furnaces and furnaces according to the invention, which is characterized in that the pipe is provided with two rows of mandrels spaced by a fixed pitch they form an angle of more than 30 ° and less than 160 ° above the upper half of the pipe, and a block shaped in the form of a segment of a circular or flattened cylinder is inserted into the holes. The mandrels may be welded to the outer surface of the pipe or the mandrels may be welded to sheath segments which are welded to the pipe surface, two adjacent segments may be joined together by a spacer bar, or the segment may be longitudinally divided into two portions provided in their lower portions Screw connection.

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.The block according to the invention enables the unification of dimensions and parts to create conditions for highly productive methods of thermal insulation production, and the same advantages arise in large and partial repairs of refractory insulation. The ease of laying the fittings greatly reduces the skill and care required for masonry work. The block perfectly covers both the surface of the smooth stiffeners of the heating furnaces of the pre-rolling tracks, and the sliding pipes which are provided with a slider on their back.

Podstata vynálezu je blíže rozvedena v dalším popisu s odkazem na připojené výkresy znázorňující ve zvolených příkladech provedení některé varianty tvarovky a kde značí:BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in certain embodiments of the fitting, and wherein:

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.FIG. 1 shows the arrangement of the mandrels on the tube; FIG. 2 is a view of a block; FIG. 3 shows the distribution of the mandrels on the pipe; FIG. 4 shows a smooth tube insulated with blocks; FIG. 5 shows a slide with a rider and spines; FIG. 6 shows a slider with a slider insulated with blocks; FIG. 7 a smooth tube with jacket segments; FIG. 8 shows a split sheath segment with a screw connection; FIG. 9 shows a slider with a slider provided with the split jacket segments of FIG. 8 and FIG.

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.The principle of the insulation solution according to the invention is the mandrels, which are arranged in two rows on the upper half of the pipe 2, so that their mutual radial spacing X is invariant for all kinds of pipes 1 which are insulated in the manner described. Both rows of mandrels form an angle phi, which is usually in the range of 30 to 160 °. A block J is hung on the mandrel, which has the shape of a segment of a circular cylinder for tubes 2 simple (Fig. 2), or the shape of a segment of a flat cylinder for double tubes 2, 4. by simple connection, the position of the block ^{on the} tube 2 is defined and secured.

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, 11.7, where the mandrels 7 are not welded directly to the surface of the tube 2 but to the jacket segments 6 and only these are welded to the tube 2. The segments 6 can settle and weld to the tube 2. each separately, or they may be connected together by a spacer bar 2, which facilitates the rapid and accurate seating of the segments 6, and the tube 2. In the slide 8 provided with the slider 2, it seems expedient to attach the segments 6 from below to the slide 8. two parts 10, 11.

Díl 10 je opatřen ve své spodní části šroubem 12 a díl 11 otvorem 13 pro tento šroub 12.The part 10 is provided with a screw 12 in its lower part and the part 11 is provided with an opening 13 for this screw 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.It can be clearly seen from the figure in FIG. 9 that the radius of the parts 10, 11 extending beyond the horizontal axis of symmetry of the slide 8 acts upon the pipe 2 or its ceramic-fiber insulation 14 by self-locking. Giant. 10 shows another possible variant of the double insulation for pipes 2, 4, ⁿ s% ^s ® above described gripping means reaches block J which in this case has the shape of a segment sploětělého cylinder.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A block for thermal insulation of horizontal, water-cooled pipes and sliding tubes in industrial furnaces and heat generators, characterized in that it is in the form of a segment of a circular or flattened cylinder and has an opening (5) through which it is suspended on one of the mandrels (1). ), which are arranged in a fixed pitch in two rows on the tube (2) or slide (8), the planes intersected by both rows of mandrels (1) form an angle of less than 160 ° above the upper half of the tube (2) or slide (8); greater than 30 °.

A block according to claim 1, characterized in that the mandrels (1) are welded to the outer surface of the tube (2) or the slide (8).

A block according to claim 1, characterized in that the mandrels (1) are welded to the honeycomb segments (6), which are welded to the outer surface of the tube (2).

A block according to Claims 1 and 3, characterized in that two adjacent segments (6) are connected to each other by a spacer strip (7).

Block according to Claims 1 and 3, characterized in that the slider segment (6) is divided into two parts (10, 11) which are provided with a screw connection in their lower parts.