CZ298922B6 - Kování sazebny vysoké pece - Google Patents

Abstract

Kování sazebny k ochrane vnejšího krytu vysoké pece pred opotrebením nad vsázkou obsahuje desky (12, 12´) zhotovené z nodulární grafitové litiny a upevnené k vnejšímu krytu. Každá deska (12, 12´) obsahuje nekolik rad kapes (40, 40´, 46, 46´) zadržujících materiál a je opatrena vnitrním chladicím okruhem usporádaným za radami kapes (40, 40´, 46, 46´).

Description

Kování sazebny vysoké pece

Oblast techniky

Vynález se týká kování sazebny vysoké pece.

Dosavadní stav techniky

Použití kování sazebny k ochraně vnějšího krytu pece nad vsázkou proti opotřebení v důsledku suroviny vsazované do pece je již dlouho známé.

Původně byly používány namísto kování pouze žárovzdomé cihly. Tyto cihly však nejsou příliš odolné proti opotřebení. Od té doby bylo vyvinuto mnoho způsobů ke zvýšení životnosti kování sazebny.

Tak například je známé, jak vytvořit kování sazebny z pevných krycích desek vyrobených ze surového železa nebo lité oceli, zavěšených z vnějšího krytu vysoké pece. Avšak přestože mají tyto desky v důsledku své značné tloušťky docela dobrou odolnost proti opotřebení, vykazují tendenci k deformacím během kampaně vysoké pece, což může negativně ovlivnit distribuci vsázky. Kromě toho se deska může zlomit nebo oddělit a tím vystavit značnou plochu vnějšího krytu vysoké pece opotřebení.

Aby se zamezilo těmto problémům s krycími deskami, používá se dnes kování sazebny s využitím cihel s krytím ze surového železa nebo lité oceli. Tyto krycí cihly, jejichž velikost je mnohem menší než velikost krycích desek, se ve velkém počtu v několika řadách vzájemně překrývají ajsou upevněny k vnějšímu krytu vysoké pece. Ve starším provedení vytvářejí hladký nárazový povrch uvnitř pece. V poměrně nedávném typu provedení má každá cihla miskovitý tvar. Tyto miskovité cihly umožňují vytvoření kování sazebny, jehož nárazový povrch obsahuje kapsy s materiálem. U nového kování sazebny se kapsy naplní betonem s dobrou odolností proti opotřebení. Opotřebení odolný beton pak tvoří většinu nárazové plochy a tím snižuje vystavení kovových cihel opotřebení. S tím, jak se beton v kapsách opotřebovává, kapsy se plní vsázkovým materiálem, který tím přebírá ochrannou funkci původního betonu. Kování sazebny tvořené miskovitými cihlami má přijatelnou životnost, ale upevnění cihel k vnějšímu krytu je komplikované a instalace kování sazebny tak vyžaduje značný čas.

Je známé, že pro snížení obtížnosti instalace kování sazebny s kovovými cihlami je možné předem sestavit prstencové segmenty kování sazebny v dílně. Tyto předem sestavené segmenty obsahují kovovou podpěrnou desku, k níž jsou jednotlivě upevněny kovové cihly. Pro instalaci kování sazebny do pece pak stačí upevnit tyto předem sestavené prstencové segmenty k vnějšímu krytu vysoké pece. Přestože se tak výrazně sníží čas potřebný pro instalaci uvnitř pece, je třeba poznamenat, že montáž segmentu takového kování sazebny v dílně má daleko k jednoduchosti. Další slabina tohoto typu kování sazebny je dána velkým počtem upevňovacích prvků nutných pro upevnění těchto ochranných cihel.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je navrhnout kování sazebny vysoké pece, které by bylo možno snadněji instalovat a mělo srovnatelnou nebo ještě větší životnost než kování sazebny vytvořené s využitím cihel ze surového železa nebo lité oceli.

V souladu s tímto vynálezem je uvedeného cíle dosaženo kováním sazebny podle nároku 1.

-1 CZ 298922 B6

V kování sazebny podle vynálezu již nejsou ochrannými prvky cihly, ale desky z nodulámí grafitové litiny. Vynález vychází z poznatku, že kování sazebny vytvořené s využitím nodulámí grafitové litiny může mít stejnou, ne-li větší, životnost než kování sazebny vytvořené s využitím surového železa nebo cihel lité oceli, a to při splnění dvou podmínek: (1) desky jsou opatřeny nad sebou uspořádanými řadami kapes zadržujících materiál a (2) desky jsou opatřeny vnitřním chladicím okruhem za těmito řadami kapes zadržujících materiál. V důsledku existence těchto kapes mají desky vynikající odolnost proti opotřebení při hmotnosti, kteráje značně nižší než je hmotnost plných desek. Díky vnitřnímu chladicímu okruhu tvoří zadní část desky navzdory reduio kované tloušťce podpěru pro kapsy, která vyniká dlouhodobě prvotřídní stabilitou tvaru a vysokou mechanickou pevností. Kromě toho chrání ochlazování desek také jejich upevňovací prvky proti přehřátí, které by mohlo nepříznivě ovlivnit jejich mechanickou pevnost.

V přednostním provedení jsou přibližně dvě třetiny tloušťky desky tvořeny kapsami, přičemž zbytek tloušťky desky tvoří plná deska, v níž je uspořádán chladicí okruh.

Vzhledem k redukované hmotnosti desek a jejich ochraně před přehřátím díky vnitřnímu chladicímu okruhu mohou být desky upevněny k vnějšímu krytu pomocí závitových tyčí.

Upevňovací prvky, jako jsou pouzdra s vnitřním závitem, jsou také s výhodou ukotveny v chlazené zadní části desky, což zajišťuje jejich dlouhodobou pevnost.

Kapsy jsou s výhodou naplněny betonem, který má dobrou odolnost proti opotřebení. Alespoň na začátku kampaně vysoké pece tvoří tento opotřebení odolný beton hlavní část nárazového povr25 chu. S tím, jak se beton v kapsách odírá, kapsy se plní vsázkovým materiálem, který tak přebírá ochrannou funkci původního betonu.

Z důvodu garance dobrého přechodu tepla je vnitřní chladicí okruh přednostně zalitý do desky. Okruh může mít například hadovitý tvar nebo může obsahovat rovnoběžné vertikální kanály uspořádané mezi dvěma vodorovnými kolektory.

V přednostním provedení jsou vstupní otvory kapes vytvořeny v nárazové ploše kování sazebny, přičemž otvory vedou tloušťkou desky šikmo a přednostně svírají se svislým směrem úhel 30 až 50°. Takové sklonění kapes pomáhá udržovat beton nebo vsázkový materiál v kapsách. Spodní okraj otvoru kapsy je s výhodou tvořen svislým ramenem, aby se ještě více napomáhalo udržování betonu nebo vsázkového materiálu v kapsách.

Ke zvýšení stability desek lze s výhodou použít svislých přepážek, které v dané řadě ohraničují kapsy.

Kapsy nejhořejší řady mají přednostně vstupní otvory v horním koncovém povrchu desky. Kování sazebny pak obsahuje dvě na sobě stojící desky, přičemž horní deska má zešikmený spodní okraj, aby se umožnil přístup ke kapsám nejhořejší řady spodní desky. Tímto způsobem se dosáhne vynikající ochrany dvou na sobě umístěných desek v úrovni jejich vzájemného spoje45 ní.

Přehled obrázků na výkresech

Další zvláštní znaky a charakteristiky vynálezu budou zřejmé z následujícího příkladného podrobného popisu výhodného provedení s odkazem na výkresy, na nichž zobrazuje:

-2CZ 298922 B6

- obr. 1 trojrozměrný pohled ukazující zadní stranu segmentu kování sazebny vysoké pece,

- obr. 2 trojrozměrný pohled ukazující přední stranu segmentu z obr. 1,

- obr. 3 nárys segmentu z obr. 1, ukazující přední stranu,

- obr. 4 bokorys segmentu z obr. 2.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 až 4 ukazují prstencový segment 10 kování sazebny vysoké pece, který slouží k ochraně ío vnějšího krytu pece nad vsázkou proti opotřebení surovinou vsazovanou sazebnou. Tyto prstencové segmenty 10 jsou uspořádány jeden vedle druhého tak, že vytváří v úrovni sazebny vysoké pece spojitý prstenec. Pro představu, u vysoké pece s průměrem u sazebny kolem 10 m může mít takový segment 10 například výšku kolem 5 m a šířku kolem 1,0 m, takže kování sazebny bude tvořeno přibližně třiceti segmenty 10, jak ukazují obrázky.

Segment 10 se skládá ze dvou nad sebou uložených desek 12, 12'. Každá deska 12, 12' obsahuje zadní povrch 14, 14' obrácený směrem k vnějšímu krytu vysoké pece, přední povrch 16, 16', orientovaný směrem dovnitř vysoké pece a sloužící jako nárazová plocha, dva stranové povrchy 18, 20, 18', 20', a horní konec 22, 22' a spodní konec 24, 24'. Zadní povrch 14, 14' má s výho20 dou tvar, který je přizpůsoben tvaru vnitřního povrchu vnějšího krytu v místě, kde je připevněn (viz, zejména zadní povrch 14' spodní desky 12' na obr. 4).

Každá deska 12, 12' je jednotlivě upevněna k vnějšímu krytu vysoké pece. Na obr. 1 až 4 je vidět, že ke každé desce 12, 12' jsou na jejím zadním povrchu 14, 14' připevněny čtyři pouzdra

26, 26' opatřená vnitřním závitem. V těchto pouzdrech 26, 26' jsou zašroubovány závitové tyče (nejsou zobrazeny), které jsou použity k upevnění desek 12, 12' k vnějšímu krytu (není zobrazen). Utěsnění se dosáhne těsnicími kloboučky (nejsou zobrazeny) přivařenými k vnějšímu krytu.

Desky 12, 12' jsou tvarované desky vyrobené z nodulámí grafitové litiny. K zajištění jejich dlouhodobé tvarové stability a mechanické pevnosti jsou opatřeny vnitřním chladicím okruhem. Na obr. 3 je vidět, že deska 12, 12' obsahuje dva hadovité kanály, jejichž dráha je naznačena přerušovanými čarami 28, 30 nebo 28', 30ý. Obr. 4 ukazuje, že tyto kanály jsou tvořeny trubkami 32, 32', které jsou odlité v desce 12, 12' poblíž zadního povrchu 14, 14'. Konce těchto trubek vystupují ze zadního povrchu 14, 14' desky 12, 12' a tvoří spojovací trubky 34, 36 a 342, 362.

Spojovací trubky 34, 36, 34', 36' prostupují utěsněné vnějším krytem a umožňují, aby desky 12, 12' byly integrovány do chladicího systému vysoké pece. Utěsnění průchodu spojovacích trubek 34, 36, 34', 36' do vnějšího krytu se dosáhne například pomocí těsnicích objímek a/nebo dilatačních spár, které jsou vytvořeny mezi každou spojovací trubkou 34, 36, 34', 36' a vnějším krytem.

Každá deska 12, 12' na straně svého předního povrchu 16, 16' obsahuje několik řad kapes 40, 40' k zadržování materiálu (viz například obr. 2). Tyto kapsy 40, 40' mají vstupní otvory v předním povrchu 16, 16' desky 12, 12' a šikmo zasahují do tloušťky desky 12, 12' , přičemž svírají s vertikálou přibližně úhel 40° (viz obr. 4). Vertikální přepážky 42, 42' ohraničují kapsy 40, 40' dané řady. Spodní okraj otvoru kapsy 40, 40' je s výhodou vytvořen svislým ramenem 44, 442 (viz například obr. 2).

Je třeba uvést, že kapsy 46, 46' nejhořejší řady mají vstupní otvory v horním konci 22, 22' desky 12, 12'. Obr. 4 ukazuje, že horní deska 12 má zešikmený spodní okraj, aby byl umožněn přístup do kapes 46' nejhořejší řady spodní desky 12'.

Na obr. 4 představují tečkované oblasti v kapsách 40, 40', 46, 46' beton 50 s dobrou odolností proti opotřebení, který alespoň na počátku kampaně vysoké pece zaplňuje kapsy 40, 402, 46, 46'.

-3CZ 298922 B6

Beton 50 pak tvoří více než tři čtvrtiny nárazového povrchu 16, 16' desky 12, 12, a tím snižuje vystavení desky opotřebení. S tím, jak se beton 50 v kapsách 40, 40', 46, 46' odírá, kapsy 40, 40', 46, 46' se plní vsázkovým materiálem, který tak přebírá ochrannou funkci původního betonu. Zbývá podotknout, že sklonění kapes 40, 40', 46, 46' a svislých ramen 44, 44' podporuje udržování betonu nebo vsázkového materiálu v kapsách 40, 40', 46, 46'.

Je třeba uvést, že dvě třetiny tloušťky desky 12, 12' jsou tvořeny kapsami 40, 40', 46. 46', přičemž zbytek tloušťky desky 12, 12' tvoří plná deska, v níž je uspořádán vnitřní chladicí okruh. V důsledku existence kapes 40, 40', 46, 46' mají desky 12, 12' hmotnost, která je značně menší ío než hmotnost plných desek o téže tloušťce. Díky vnitřnímu chladicímu okruhu má zadní třetina desky 12, 12' vynikající dlouhodobou tvarovou stabilitu a vysokou mechanickou pevnost.

Chlazení desek 12, 12' také chrání upevňovací prvky proti přehřátí, které by mohlo nepříznivě ovlivnit jejich mechanickou pevnost. V tomto kontextu by mělo být zvláště zdůrazněno, že pouzdra 26, 26' jsou ukotvena v chladné zadní části desky 12, 12'. Chladicí okruh má také příznivý vliv na odolnost betonu v kapsách 40, 40', 46, 46' proti opotřebení a podporuje ukládání vsázkového materiálu nahrazujícího na konci kampaně beton.

Lze odhadnout, že životnost shora popsaného kování sazebny odpovídá alespoň jedné kampani vysoké pece, tj. alespoň 15 rokům.

Claims (14)

1. Kování sazebny k ochraně vnějšího krytu vysoké pece před opotřebením nad vsázkou, obsahující ochranné prvky upevněné k vnějšímu krytu a tvořící nárazový povrch (16, 16'), který je tvořen převážně kapsami (40, 40', 46, 46') zadržujícími materiál, vyznačující se tím,

30 že ochrannými prvky jsou desky (12, 12') zhotovené z nodulámí grafitové litiny, přičemž každá deska (12, 12') obsahuje několik řad kapes (40, 40', 46, 46') zadržujících materiál a desky (12, 12') jsou opatřeny vnitřním chladicím okruhem (32, 32') uspořádaným za řadami kapes (40, 40', 46, 46').

35

2. Kování sazebny podle nároku 1, vyznačující se tím, že přibližně dvě třetiny tloušťky desky (12, 12') jsou tvořeny kapsami (40, 40', 46, 46'), přičemž zbývající část tloušťky desky (12, 12') tvoří plnou desku, v níž je uspořádán vnitřní chladicí okruh (32, 32').

3. Kování sazebny podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že desky (12, 12)

40 jsou upevněny k vnějšímu krytu závitovými tyčemi.

4. Kování sazebny podle kteréhokoliv z nároků laž3, vyznačující se tím, že upevňovací prvky (26, 26') jsou ukotveny v ochlazované zadní části desky (12, 12').

45

5. Kování sazebny podle kteréhokoliv z nároků laž 4, vyznačující se tím, že kapsy (40, 40', 46, 46') jsou naplněny betonem (50), který má dobrou odolnost proti opotřebení.

6. Kování sazebny podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že vnitřní chladicí okruh (32, 32') je zalitý v desce (12, 12').

7. Kování sazebny podle nároku 6, vyznačující se tím, že vnitřní chladicí okruh (32, 32') probíhá po hadovité dráze (28, 30).

-4CZ 298922 B6

8. Kování sazebny podle nároku 6, vyznačující se tím, že vnitřní chladicí okruh (32, 32') obsahuje rovnoběžné svislé kanály vedoucí mezi dvěma rovnoběžnými kolektory.

9. Kování sazebny podle kteréhokoliv z nároků laž8, vyznačující se tím, že kap5 sy (40, 40') mají vstupní povrchy v nárazovém povrchu (16, 16 ) kování sazebny a šikmo zasahují do tloušťky desky (12, 12').

10. Kování sazebny podle nároku 9, vyznačující se tím, že kapsy (40, 40', 46, 46') svírají se svislým směrem úhel 30 až 50°.

io

11. Kování sazebny podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se tím, že spodní okraj otvoru kapsy (40, 40', 46, 46') je tvořen svislým ramenem (44, 44').

12. Kování sazebny podle kteréhokoliv z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že 15 svislé přepážky (42, 42') ohraničují kapsy (40, 40', 46, 46') dané řady.

13. Kování sazebny podle kteréhokoliv z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že kapsy (46, 46') nejhomější řady mají vstupní otvory v povrchu horního konce (22, 22') desky (12, 12').

14. Kování sazebny podle nároku 13, vyznačující se tím, že obsahuje dvě na sebe umístěné desky (12, 12'), přičemž horní deska (12) má zešikmený spodní okraj pro umožnění přístupu ke kapsám (46') nejhomější řady spodní desky (12').