CS276102B6 - Klenba obloukové pece s vodnim chladicím systá mem - Google Patents

Abstract

•Klenba řeší problém optimální funkce chladicího media za velkých tlaků a při velkých průtokových rychlostech v situaci, kdy nosná konstrukce klenby neni ohrožena tepelnými pnutími. Klenba sestává z nosné konstrukce (1), chladicích segmentů (2), kde chladicí segment (2j je s otvorem a prstence (7, uza- virajiciho klenbu. Nosnou konstrukci (1) .klenby tvoři dolní prstenec rozdélený uvnitř ne dvé části, vnější část tvoří napájecí komoru (3) a vnitřní část, tvořici výstupní komoru (4), která je spojena s horním prstencem (6, radiálními trubkami (5). Na horním prstenci (6) leži prstenec (7), uzavírající klenbu.

Description

Vynález se týká klenby obloukové pece s vodním chladicím systémem přizpůsobené k měnící se tepelné zátěži, určené zvláště pro obloukové pece k tavení oceli.

□sou známé klenby obloukových pecí chlazené vodou pro zvýšení Jejich životnosti. Voda pohlcuje a odvádí tepelnou energii vznikající během metalurgického procesu. Konstrukce známých kleneb je přizpůsobena k proměnné tepelné zátěži rozdělením klenby na úseky, které mohou být chlazeny oddálené a individuálně podle v nich se vyskytující tepelné zátěže. Úsekové chlazení pecní klenby je známo. Klenba s dvojitým dnem Je u známého řešení rozdělena pomocí radiálních žeber nebo prstencových segmentů, takže vzniknou oddělené vodní komory. Chladicí voda v segmentech protéká příčně postavenými žebry, která mají přibližně tvar meandru.

Takový oběhový vodní systém se používá rovněž ve skříňových chladičích ke chlazeni stěn různých průmyslových pecí a má rovněž jejich nedostatky.

Ty spočívají v tom, že vlivem nehomogenit průřezů průtoku, které Jsou z hledisko průtoku vody nevýhodná, tvoří ee viry zvětšující průtokové odpory. Ne druhé střené existuji nezbytné prostory, ve kterých vzniká značné snížení rychlosti průtoku a to i do nuly, takže se chladicí účinek zmenšuje a usnadňuje se tvořeni úsad, což následné vede k tepelnému přetížení materiálu klenby.

□iným známým nedostatkem skříňového chladicího systému Je průtok chladicí vody žebry drahou ve formě meandru, který je s ohledem na technické podmínky svařování přivařen k horní nebo dolní části klenby Jen bodově, což způsobuje mezi úzkou stranou žeber a podkladem, ke kterému Je přiveřen vznik větších Si menších otevřených spár tvořících dodatečnou vodní cestu, což má za následek zhoršení účinnosti chlazení.

Tepelné zatížení působící ne dolní, dovnitř pece směřující povrch klenby Ještě zvětšuje velikost mezer. Tlak vody na ploché stěny vodních komor přídavně zvětšuje deformace á omezuje hodnotu používaných tlaků a průtokových rychlostí. 3e známa rovněž klenba průmyslové pece s nosnou konstrukcí víka, která je tvořena trubkami přivádějícími chladicí vodu a řadou chladicích systémů z těsně vedle sebe položených trubkových meandrů Jako samonosných systémů, které se mohou tepelné deformovat vůči nosné konstrukci bez pnuti, chladicí had vénce je tvořen těsně vedle sebe uloženými trubkami k chlazeni střední části vlka, které Je vyrobeno z ohnivzdorného materiálu. Nosná konstrukce má tvar kužele skládajícího se z trubek přivádějících chledicí vodu a tvořících vnější nosný prstenec, které jsou spolu spojeny držáky přivádějícími vodu do vnitřního prstence.

Chladicí trubkový systém je položen na otevřená pole nosné konstrukce. Chledicí trubky jsou rozděleny radiálně na sektory. Víko průmyslové pece má plechový kryt.

Nedostatkem této známé konstrukce Je Její relativní složitost a velká tuhost chladicích systémů spájených těsně trubka k trubce. Může to způsobovat místní tepelná pnutí segmentů za provozu a v důsledku toho praskáni spojů.

Dodatečně pak příčná rozdělení chladicích segmentů na dvě části způsobuje zvětšeni přístrojového vybevení a hydraulické armatury, které jsou součásti vybavení víka .

Úkolem vynálezu Je odstranění nedostatků vyskytujících se u známých konstrukcí za současného stavu techniky vývojem klenby obloukové pece s vodním chladicím systémem, který umožňuje optimální funkci chladicího media za velkých tlaků a průtokových rychlostí a nosná konstrukce klenby není vystavena zatížením, vzniklým tepelnými pnutími, reagujícími s chladicím systémem) při údržbě a opravách lze vyměňovat nebo manipulovat pouze s jednotlivými prvky klenby.

CS 276 102 B6 2

Vzrůstá rovněž několikanásobně životnost klenby v porovnáni s tradičními klenbami, což umožňuje intenzfikaci a urychleni metalurgického procesu, ušetřit značně množství ohnivzdorného materiálu a prodloužit čas mezi oprsvami.

Nevýhody známých řešeni odstraňuje klenba obloukové pece s vodním chlodicim systémem sestávajícím z nosné konstrukce, soustavy chladicích segmentů zavěšených na otevřených polích nosné konstrukce a prstence uzavírajícího klenbu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že nosnou konstrukci ve tvaru komolého kužele tvoři dolní prstenec o pravoúhlém průřezu rozdělený uvnitř na dvě části, vnější a vnitřní, z nichž vnější část tvoři napájecí komoru a část vnitřní výstupní komoru a spojený s horním prstencem ve tvaru trubky s kruhovým průřezem radiálními trubkami, přičemž na radiálních trubkách je zavěšeno čtrnáct chladicích segmentů a chladicí segment s otvorem a na horním prstenci leží prstenec uzavírající klenbu.

Chladicí segment je tvořen konstrukcí z radiálně tvarovaných trubek o stálém průměru, ve tvaru blízkém lichoběžníku, spojených mezi sebou dvěma nebo třemi přepážkami s otvory pro průtok chladicí vody, přičemž dvě sousední trubky mají pouze jeden otevřený průchod. Přívodními trubkami je přiváděna chladicí voda do vnější části dolního prstence, odkud se dostává přes řadu pružných trubek do chladicích segmentů, přičemž oběh vody v chladicím segmentu začíná od nejnižšího bodu segmentu vzhůru cestou ve tvaru meandru. Segment s otvorem má vložku ve tvaru otvoru upevněnou k trubkám chladicího segmentu, která je chlazena zvlášt z napájecí komory.

Každý segment má oddělené nepájeni, takže v případě jeho poškození je ho možno vyjmout bez narušeni konstrukce víka. Po průtoku vody všemi trubkami segmentu je voda hnána do horního prstence, odkud rediálními trubkami je odváděna do vnitřní části dolního prstence a odtud do chladiče.

Na horním prstenci spočívá prstenec uzavírající klenbu, chlazený vodou, ve tvaru komolého kužele o pravoúhlém průřezu.

Uvnitř je prstenec uzavírající klenbu ve tvaru skříňky pravoúhlého průřezu rozdělen přepážkou, přičemž dolní stěně má polokruhový tvar. Uvnitř prstence jsou rovněž umístěny horní a dolní přepážky, vynucující oběh vody po dráze podobající se meandru. Horní přepážky mají dilatační mezery, které znemožňují vytvářeni podušek z vodní páry.

Vnitřní povrch dolního, horního i uzavíracího prstence a chladicích segmentů vystavený účinkům vysokých teplot je vybaven úchyty ve tvaru kloboučků, které tvoři záchytné body pro ohnivzdornou vyzdívku, kterou je pokryta celá vnitřní konstrukce klenby.

Příkladné provedení klenby obloukové pece podle vynálezu je znázorněno na výkresech, kde obr. 1 představuje podélný průřez klenbou s vodním chladicím systémem, obr. 2 klenbu z obr. 1 v pohledu shora s jedním segmentem bez plechového krytu, obr. 3 chladicí segment klenby v pohledu shora a obr. 4 průřez segmentem z obr. 3.

Klenba obloukové pece s vodním chladicím systémem se skládá z nosné konstrukce 1^ čtrnácti chladicích segmentů 2 a jednoho chladicího segmentu 2* s otvorem. Nosnou konstrukci 1. klenby tvoří dolní prstenec o pravoúhlém průřezu, rozdělený uvnitř na dvě části, vnější a vnitřní, z nichž vnější část tvoří napájecí komora £ a vnitřní část výstupní komora 4. Dolní prstenec je spojen s horním prstencem 6 ve tvaru trubky o kruhovém průřezu radiálními trubkami 5.

CS 276 102 B6

Na každé radiální trubce 5 jeou tři úchyty 8 k zavěSení chladicích segmentů 2 a segmefitu 2’ s otvorem. Chladicí segment 2 je tvořen konstrukcí z trubek 9 vytvořovaných radiálně, o stabilním poloměru, přibližně ve tvaru lichoběžníka, spojených mezi sebou dvěma nebo třemi přepážkami 10 s otvory 11, kterými přetéká chladicí voda, přičemž dvě sousední trubky 9 mají pouze jeden otevřený přepad. Čtyřmi přítokovými trubkami 12 se dostává chladicí voda do napájecí komory 3. Odkud pomoci šestnácti pružných trubek 13 je dodávána do čtrnácti chladicích segmentů 2 a chladicího segmentu 2’ s otvorem, přičemž oběh vody v chladicích segmentech 2, 2} začíná od nejnižŠíhb bodu segmentů nahoru cestou ve tveru meandru. Chladiči segment 2’ s otvorem má vložku 14 ve tvaru otvoru upevněnou k trubkám 9 chladicího segmentu 2’ , která je odděleně napájena ohebným přívodem 15 , Každý segment 2, 2\ má oddělené napájeni chladicí vodou, takže v případě poškozeni je ho možno vyjmout bez narušení celku konstrukce klenby.

Jakmile voda proteče všemi trubkami 9 chladicího segmentu 2 a chladicího segmentu 2* s otvorem, stéká do horního prstence £ šestnácti ohebnými přívody 22, odkud radiálními trubkami 5 je odváděna do výtokové komory 4 a odtud čtyřmi výstupními trubkami 16 do chladiče. «ΜΜ

Na horním prstenci 6 leží uzavírací prstenec 7 klenby chlazený vodou, ve tvaru komolého kužele. Uzavírací prstenec 7 klenby má tvar skřínky pravoúhlého průřezu, přičemž dolní stěna skříňky má tvar polokruhu.

Uvnitř je prstenec 7 rozdělen přepážkou 17, která vynucuje oběh chladicí vody. Dolní přepážky 18 a horní přepážky 19 umístěné uvnitř prstence 7 vynucuji dráhu průtoku chladicí vody do tvaru meandru.

Horní přepážky 19 mají dilatační mezery, aby nevznikaly podušky vodní páry.

Na vnitřním povrchu dolního prstence a horního prstence £, prstence 7 uzavírajícího klenbu a chladicích segmentů 2, £* , a radiálních trubek £ jsou umístěny úchyty 20 ve tvaru kloboučků, které tvoří záchytné body pro ohnivzdornou vyzdívku, kterou je pokryta uvnitř konstrukce klenby.

Každý z chladicích segmentů 2 a chladicí segment 2' s otvorem je zajištěn zevně ochranným plechem 21.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1, Klenba obloukové pece s vodním chladicím systémem, sestávajícím z nosné konstrukce, soustavy chladicích segmentů zavěšených na otevřených polích nosné konstrukce a prstence uzsvirejíclho klenbu, vyznačující se tlm, že nosnou konstrukci (1) ve tvaru komolého kužele tvoři dolní prstenec o pravoúhlém průřezu, rozdělený uvnitř na dvě části, vnější s vnitřní, z nichž vnější část tvoři napájecí komoru (3) a část vnitřní výstupní komoru (4) a spojený s horním prstencem (6) ve tvaru trubky s kruhovým průřezem radiálními trubkami (5), přičemž na radiálních trubkách (5) Je zavěšeno čtrnáct chladicích segmentů (2) a chladicí segment (2·) s otvorem a na hurnim prstenci (6) leží prstenec (7) uzavírající klenbu.

   !

   CS 276 102 B6
2. 2. Klenba obloukové pace podle bodu 1, vyznačující se tím, že chladicí segmenty (2) .a chladicí segment (2') s otvorem tvoří konstrukci, tvarovanou radiálně, se stálým průměrem, ve tvaru blízkém lichoběžníku, přičemž trubky (9) jsou spolu spojeny dvěma nebo třemi přepážkami (10) s otvory (11), tvořícími průchod pro chladicí vodu, přičemž dvě sousední trubky (9) mají pouze jeden otevřený průchod.
3. 3. Klenba obloukové pece podle bodu 2, vyznačujíc! se tím, že chladicí segment (2’) s otvorem má vložku (14) ve tvaru otvoru, upevněnou k trubkám (9) segmentu (2·), s odděleným napájením chladicí vodou ohebným přívodem (15).
4. 4. Klenba obloukové pece podle bodu 1, vyznačující se tím, že na každé radiální trubce (5) jsou tři úchyty (8) k zavěšení chladicích segmentů (2) a chladicího segmentu (2’) s otvorem.
5. 5. Klenba obloukové pece podle bodu 1, vyznačuj lei se tím, že prstenec (7) uzavírající klenbu, ve tvaru skříňky pravoúhlého průřezu, Je rozdělen uvnitř přepážkou (17), přičemž dolní stěna má polokruhový tvar.
6. 6. Klenba obloukové pece podle bodu 5, vyznačující se tím, že prstenec (7) uzavírající klenbu má uvnitř dolní přepážky (18) a horní přepážky (19), přičemž horní přepážky (19) mají dilatační mezery.
7. 7. Klenba obloukové pece podle bodu 2, vyznačující se tím, že chladicí segmenty (2) a chladicí segment (2*) s otvorem jsou spojeny, každý zvlášt, ohebnými trubkami (13) s napájecí komorou (3) a ohebnými přívody (22) s horním prstencem (6), přičemž napájecí komora (3) mé přívodní trubku (12), horní prstenec (6) je spojen radiálními trubkami (5) s výstupní komorou (4), která má výstupní trubky. (16).
8. 8. Klenba oblouková pece podle bodu 1, vyznačující se tím, že na vnitřních plochách dolního prstence, horního prstence (6), prstence (7) uzavírajícího klenbu, chladicích segmentů (2) a chladicího segmentu (2') s otvorem a radiálních trubek (5) jsou umístěny úchyty (20) ve tvaru kloboučků.