CZ2002864A3 - Měděná chladicí deska pro metalurgické pece - Google Patents

Description

MĚDĚNÁ CHLADICÍ DESKA PRO METALURGICKÉ PECE

Oblast techniky

Vynález se týká měděné chladicí desky pro metalurgické pece, opatřené žáruvzdornou výstelkou a vnějším pancéřovým plechem, jako jsou vysoké pece, tavící pece nebo taviči redukční pece, která je protékajíc chladicím prostředkem upravena mezi pancéřovým plechem pece a žáruvzdornou vyzdívkou, přičemž jsou trubky pro chladicí prostředek měděné chladicí desky k přivádění a odvádění chladicího prostředku vedeny pancéřovým plechem pece směrem ven a jsou s pancéřovým plechem pece plynotěsně svařeny.

Dosavadní stav techniky

Měděné chladicí desky (takzvané Cu-staves) z mědi nebo nízko legované měděné slitiny s uvnitř upravenými kanály pro chladicí prostředek, zhotovené válcováním, kováním nebo odléváním, mají v normálním případě čtyři trubky pro chladicí prostředek na horní straně a čtyři trubky pro chladicí prostředek na dolní straně, přičemž to však může být i méně nebo více trubek pro chladicí prostředek, podle množství kanálů pro chladicí prostředek.

Je známo upevňovat chladicí desky chladicího systému pece různým způsobem na vnitřním povrchu pancéřového plechu pece. Kvůli střídavému teplotnímu protažení chladicích desek při různých tepelných zatíženích, způsobených provozem pece,

83645a (83645a)

PV 2002 - 864 • ·9 · ·· ·· ♦ jOpravená strana » · ♦ • · 9 9 · · ♦· · · · « — / — · · ··· · ♦··· ··

9 9 9 9 9 9

999 99 99 99 je způsob upevnění chladicích desek velmi důležitý

Tak je z DE C 710 923 například známo chladicí desky, které jsou drženy svými trubkami pro vstup a výstup vody, zastrčenými pancířem pece, doplňkově zavěšovat přídržnými a nosnými výstupky na pancíři pece.

Podobným způsobem se v US A 5 904 893 navrhuje opatřit chladicí desky vybráním, do kterého zabírá nosný čep pancíře vysoké pece a tím na pancíři pece zavěšovat.

V EP A 0 837 144 se rovněž chladicí deska závěsně upevňuje na pancíři pece, přičemž mají chladicí desky háky, které zabírají do háků, navařených na pancíři pece. Háky chladicí desky přitom mohou být k lepšímu polohování chladicí desky vytvořeny jako kolejnice.

Upevnění jiného druhu je navrženo v DE A 198 06 788. Zde je chladicí deska opatřena závitem, který je veden pancířem pece, čímž se chladicí deska může upevňovat na pancíři pece šroubováním.

Dále je z DE 27 43 380 Al známo upevňovat chladicí desky, zhotovené z litého železa, na pancíři vysoké pece šrouby, které jsou směrem ven opatřeny těsnicím krytem. Nevýhodou u tohoto druhu upevnění je, že se tyto upevňovací šrouby při vysokých tepelných zatíženích chladicích desek protahují a chladicí desky se mohou protahovat ve směru středu pece, čímž proudí horký plyn spárou mezi chladicími deskami a pancířem pece a nekontrolovatelně zahřívá pancíř pece.

V DE 31 00 321 Cl bylo proto navrženo zalévat do

83645a (83645a)

PV 2002 - 864

- 2a -

• «444	4 4	444 4	44
• 4	4	4 4	4	4
4 4	4 .	4 4	4	4
• 4 4	4	4 4 4	4	4
4 4 4 4	44	44	• 4

chladicích desek ochranné trubky, které trubky pro chladicí prostředek v oblasti provedení pancíře pece v odstupu obklopují, přičemž jsou otvory v pancíři pece utěsněny proti výstupu pecních plynů a přičemž alespoň jedna z těchto ochranných trubek slouží pevnému navaření na pancíř pece jako pevné ložisko a ve stejné rovině ležící další ochranné trubky jsou vytvořeny jako horizontálně posuvná uložení. Dále je vytvořena alespoň jedna - těmto ochranným trubkám jako pevné ložisko sloužící- protilehlá ochranná trubka jako vertikálně posuvné uložení a v této rovině ležící další ochranné trubky jsou vytvořeny jako plovoucí ložiska. Každá trubka pro chladicí prostředek je kotoučem spojena s kovovým kompenzátorem, který je obklopen ochranným pouzdrem a plynotěsně přímo nebo hrdlem trubky navařen na pancíři pece, aby upevňovací místo chladicí desky pomocí ochranných trubek utěsňoval oproti nežádoucímu výstupu pecního plynu.

Z DE 296 08 464 U1 je známo upevňovat chladicí desku výhradně s pomocí jejích trubek pro chladicí prostředek na pancíři pece. Přitom se trubky pro chladicí prostředek vedou

83645a (83645a)

PV 2002 - 864

• · · · Λ 4 9 9 4 4 * · ♦	• · • 9 •	4 4*4	9 9 4 · • 4 9 4 4	4 4 4 4 • β
4 9 9 9	4 «
• · · »4	4 4	• 9		4 ·	9 4 4 4

otvory v pancíři pece a jednak pomocí kompenzátoru, navařeného na nástavci trubky, a jednak pomocí svarového místa mezi kompenzátorem a trubkou pro chladicí prostředek, se elasticky spojují s pancířem pece.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit upevnění pro měděné chladicí desky na pancéřování pece, čímž se může měděná chladicí deska bez většího nákladu montovat a demontovat a která umožňuje, aby se mohlo upustit od alespoň části jinak běžných kompenzátorů, a která je odolná i proti střídavým teplotním zatížením.

Stanovený úkol se u měděné chladicí desky úvodem uvedeného druhu význakovými znaky nároku 1 řeší tím, že jsou měděné chladicí desky doplňkově k upevnění trubkami pro chladicí prostředek, svařenými s pancéřovým plechem, alespoň jedním pevným upevňovacím prvkem, svařeným s pancéřovým plechem pece, například upevňovacím čepem, spojeny s pancéřovým plechem pece. Podle vynálezu přitom přicházejí v úvahu dvě základní varianty upevnění, které se mohou použít podle velikosti měděné chladicí desky a počtu kanálů pro chladicí prostředek, popř. trubek pro chladicí prostředek.

Například je možné měděnou chladicí desku zavěsit na upevňovacím čepu nebo na jiném upevňovacím prvku, který se nachází v bezprostřední blízkosti od horních a/nebo dolních trubek pro chladicí prostředek, které procházejí pancéřováním pece. Upevňovací prvek je přitom spojen s pancéřováním pece a měděnou chladicí deskou tak, že upevňovací prvek působí jako pevný bod ve všech prostorových

83645a (83645a)

PV 2002 - 864 • to · ·to ·· ···· toto •i tototo ··· • to ·*# ·« • «toto· ···· ··· ···· ·· fi···· ·· ·· ·· směrech. Bezprostřední blízkost upevňovacího prvku u trubek pro chladicí prostředek na'jedné straně, jakož i velmi nízké teplotní protažení mědi na straně druhé, vedou k tomu, že jsou teplotní protažení, očekávaná na základě kolísání teplot, relativně mezi upevňovacím prvkem a sousedními trubkami pro chladicí prostředek tak malá, že se může upustit od kompenzátorů na těchto trubkách pro chladicí prostředek. Trubky pro chladicí prostředek se tedy mohou přímo, tzn. bez kompenzátorů, svařovat s pancéřováním pece a znamenají tedy další pevné body. Ostatní trubky pro chladicí prostředek se upevňují, jak je dosud běžné, kompenzátory na pancéřovém plechu pece a znamenají tedy volné body ve všech prostorových směrech. Měděná chladicí deska je kromě toho na dalších volných bodech spojena s pancéřovým plechem pece pomocí vhodných upevňovacích prvků, například šrouby, kterými jsou možné pohyby na základě teplotního protažení ve vertikálním/horizontálním směru.

Další varianta pro upevnění měděné chladicí desky spočívá v tom, opatřit měděnou chladicí desku alespoň jedním pevným upevňovacím prvkem - přibližně uprostřed měděné chladicí desky. Měděná chladicí deska, opatřená doplňkovými volnými upevňovacími body, se pak může zcela bez kompenzátorů navařovat na pancéřovém plechu pece, přičemž pak všechny trubky pro chladicí prostředek působí jako další pevné body. Očekávaná teplotní protažení mezi pevnými body, které jsou takto k dispozici, jsou tak malá, že se mohou zanedbat a nejsou tedy již vyžadovány kompenzátory. Odpadnutí kompenzátorů znamená sníženými náklady na montáž a svařování značnou výhodu, protože by se kompenzátor musel plynotěsně navařit jednak na pancéřovém plechu pece a jednak na hrdle trubky měděné chladicí desky.

83645a(83645a)

PV 2002 - 864 • ···· ·· ···· ·· ·* • · · · · · · · · · • · a · e · · · » ···· · · · · · ··· · · » · · · 9 «·· · · ·· ·· ·· ····

Takové trubky pro chladicí prostředek, které podle vynálezu vystačí bez kompenzátorů, se plynotšsně zvenku navařují přímo na pancéřovém plechu pece a upravují se buď s pomocí děrované šablony nebo jednoduchým válcovitým hrncem, který ještě zvětšuje vzdálenost pevného bodu navařené trubky pro chladicí prostředek od tělesa měděné chladicí desky.

S upevněním měděné chladicí desky podle vynálezu se tedy mohou měděné chladicí desky v metalurgických pecích, především vysokých pecích nebo jiných tavících a tavících redukčních pecích montovat jednodušeji, rychleji a levněji.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 pohled shora z napoj ovací chladicí desku s nahoře upevňovacím prvkem, strany na měděnou upraveným pevným obr. 2 boční pohled na měděnou chladicí desku s pancéřovým plechem pece, podle obr. 1, obr. 3 pohled shora z napojovací strany na měděnou chladicí desku se dvěma uprostřed měděné chladicí desky upravenými pevnými upevňovacími body a obr. 4 boční pohled na měděnou chladicí desku s pancéřovým plechem pece, podle obr. 3.

83645a (83645a)

PV 2002 - 864 • ···· ·· ···· ·· ·· • · · ·· « · » · · • 4 « · · ···· · ··· · s · · · · « ··· ·♦ «· *· ·· ····

Příklady provedení vynálezu

Na obrázcích 1 a 2 je v pohledu shora (obr. 1) a v bočním pohledu (obr. 2) znázorněna měděná chladicí deska 10 se čtyřmi kanály pro chladicí prostředek (nejsou vidět), jejichž trubky 13, 14 pro chladicí prostředek jsou k přivádění a odvádění chladicího prostředku upraveny na horní a dolní části měděné chladicí desky 10. V bezprostřední blízkosti horní trubky 13 pro chladicí prostředek je jako pevný upevňovací prostředek 11 upraven upevňovací čep, který je kotoučem 17 navařen na pancéřovém plechu 15 pece.

Místní blízkostí pevného upevňovacího prvku 11 u trubek 13 pro chladicí prostředek se mohou tyto trubky 13 pro chladicí prostředek bez jinak běžných kompenzátorů kotoučem 17 přímo svařovat s pancéřovým plechem 15 pece.

Dolní trubky 14 pro chladicí prostředek, které jsou místně příliš vzdáleny od pevného upevňovacího prvku 11, jsou nezměněně kompenzátory 16 spojeny s pancéřovým plechem 15 pece.

Dále je ještě na ploše měděné chladicí desky 10 symetricky rovnoměrně upraveno více volných upevňovacích prvků 12, v tomto příkladu upevňovacích šroubů, k dalšímu upevnění měděné chladicí desky 10 na pancéřovém plechu 15 pece.

Upevněním měděné chladicí desky 10 podle vynálezu na pancéřovém plechu 15 pece se teplotním protažením vznikající síly bezproblémově zachycují, přičemž horní trubky 13 pro

83645a (83645a)

PV 2002 - 864 • ·· · « ·· ·· • * · · • · « • * A

A · <

• · · « · · chladicí prostředek a upevňovací čep 11 působí jako pevné body, dolní trubky 14 pro chladicí prostředek s kompenzátory 16 do všech prostorových směrů jako volné body a upevňovací šrouby 12 ve vertikálním/horizontálním směru rovněž jako volné body.

Na obr. 3 a 4 je v pohledu shora (obr. 3) a v bočním pohledu (obr. 4) znázorněn další druh upevnění, popř. forma provedení, měděné chladicí desky 10' ve spojení s pancéřovým plechem 15 pece podle vynálezu. V tomto příkladu provedení jsou dva pevné upevňovací prvky 11 (upevňovací čepy) upraveny uprostřed měděné chladicí desky 10'. Doplňkově jsou, jako také v příkladu provedení obr. 1 a 2, k dispozici další volné upevňovací prvky 12 (upevňovací šrouby). U této varianty upevnění, znázorněné na obrázcích 3 a 4, se může upustit od veškerých kompenzátorů, protože jsou termická protažení relativně mezi pevnými upevňovacími prvky a pevnými polohami horních a také dolních trubek 13 pro chladicí prostředek tak malá, že se mohou zanedbat. Upevnění měděné chladicí desky 10' sestává proto u této varianty z pevných bodů upevňovacích čepů 11 a navařených trubek 13, 14 pro chladicí prostředek, jakož i z volných bodů (ve vertikálním/horizontálním směru) upevňovacích šroubů 12.

Vynález není omezen na znázorněné příklady provedení, ale především vzhledem k počtu a provedení pevných upevňovacích prvků a volných upevňovacích prvků, jakož i na jejich provedení jako čepy, popř. šrouby, jsou podle velikosti měděných chladicích desek možné různé varianty, když se tím umožňuje vynechání kompenzátorů ve smyslu vynálezu.

Zastupuj e:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

83645a(83645a)

PV 2002 - 864

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Metalurgická pec se žáruvzdornou výstelkou a vnějším pancéřovým plechem, jako jsou vysoké pece, tavící nebo tavící redukční pece, s měděnými chladicími deskami, které jsou protékajíc chladicím prostředkem upraveny mezi pancéřovým plechem pece a žáruvzdornou vyzdívkou, přičemž jsou trubky pro chladicí prostředek měděné chladicí desky k přivádění a odvádění chladicího prostředku vedeny pancéřovým plechem pece směrem ven a plynotěsně svařeny s pancéřovým plechem pece, vyznačující se tím, že měděná chladicí deska (10, 10') doplňkově k upevnění trubkami (13, 14) pro chladicí prostředek, svařenými s pancéřovým plechem (15) pece, je alespoň jedním pevným upevňovacím prvkem (11), svařeným s pancéřovým plechem (15) pece, například upevňovacím čepem, spojena s pancéřovým plechem (15) pece.
2. 2. Metalurgická pec podle nároku 1, vyznačující se tím, že měděná chladicí deska (10, 10') je doplňkově alespoň jedním volným upevňovacím prvkem (12), který připouští teplotní roztažné pohyby měděné chladicí desky (10, 10') v horizontálním ’ a vertikálním směru, například upevňovacím šroubem, pevně spojena s pancéřovým plechem (15) pece.
3. 3. Metalurgická pec podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je upraven jeden nebo více pevných upevňovacích prvků (11) v horní a/nebo dolní části měděné chladicí desky (10, 10') v bezprostřední blízkosti trubek (13, 14) pro chladicí prostředek.

   16 83645a (83645a)

   PV 2002 - 864

   9 * 9 99 9

   99 99 ppfávehá strana II.

   9 9 9

   99 9999
4. 4. Metalurgická pec podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je jeden nebo více pevných upevňovacích prvků (11) upraven uprostřed měděné chladicí desky (10, 10') .
5. 5. Metalurgická pec podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že alespoň jedna část trubek (13,

   14) pro chladicí prostředek je bez použití kompenzátoru přímo svařena s pancéřovým plechem (15) pece.