EA011189B1 - Metallurgical furnace - Google Patents
Metallurgical furnace Download PDFInfo
- Publication number
- EA011189B1 EA011189B1 EA200700587A EA200700587A EA011189B1 EA 011189 B1 EA011189 B1 EA 011189B1 EA 200700587 A EA200700587 A EA 200700587A EA 200700587 A EA200700587 A EA 200700587A EA 011189 B1 EA011189 B1 EA 011189B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- furnace
- cooling elements
- lining
- brick
- cooling
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/12—Casings; Linings; Walls; Roofs incorporating cooling arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/24—Cooling arrangements
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургической печи, которая снабжена огнеупорной футеровкой и наружной печной броневой пластиной. Точнее изобретение относится к конструкции стенок металлургической печи.The invention relates to a metallurgical furnace, which is equipped with a refractory lining and outer furnace armor plate. More precisely, the invention relates to the construction of the walls of a metallurgical furnace.
Как правило, конструкция пода металлургических печей, таких как дуговые печи или плавильные печи с обжигом во взвешенном состоянии состоит из кирпичей, которые уложены слоями поверх бетонного или стального основания, причем число кирпичных слоев обычно составляет от 2 до 5. Как правило, конструкция стенки в печах состоит из одного или более слоев кирпича внутри печи и стальной поверхности, т. е., стальной обшивки, которая окружает и поддерживает ее снаружи. Температуры в таких печах обычно поднимаются свыше тысячи градусов Цельсия. В случае меди или никеля температура расплава составляет примерно 1250-1300°С, а для железа примерно 1500°С. Из-за высоких температур необходимо организовать дополнительное охлаждение печей. Охлаждая печные стеки с подходящей эффективностью, можно заставить расплавленный материал внутри печи образовывать автогенный защитный слой на внутренней поверхности печи. Этот защитный автогенный слой продлевает эксплуатационный ресурс печи, защищая внутреннюю кирпичную футеровку печи от износа. В известных печах было можно организовать охлаждение печного кожуха, просто заливая в него воду. Однако при высоких температурах это не обязательно оказывается достаточным для охлаждения печной стенки. Другой общеупотребительный способ охлаждения состоял в том, чтобы установить медные охлаждающие элементы между футеровкой и стальной обшивкой или частично внутри кирпичной кладки. Такие охлаждающие элементы создают там дополнительно циркуляцию воды для усиления и контроля охлаждения. Публикации, описывающие упомянутые выше технические решения, включают \УО 01/20045, И8 5904893 и И8 6416708.As a rule, the construction of the hearth of metallurgical furnaces, such as arc furnaces or melting furnaces with roasting in a suspended state, consists of bricks, which are laid in layers over a concrete or steel base, and the number of brick layers is usually from 2 to 5. As a rule, the wall structure in Furnaces consist of one or more layers of brick inside the furnace and a steel surface, i.e., steel plating that surrounds and supports it outside. Temperatures in such furnaces usually rise above a thousand degrees Celsius. In the case of copper or nickel, the temperature of the melt is approximately 1250-1300 ° C, and for iron approximately 1500 ° C. Due to the high temperatures, it is necessary to organize additional cooling of the furnaces. By cooling furnace stacks with suitable efficiency, it is possible to force the molten material inside the furnace to form an autogenous protective layer on the inner surface of the furnace. This protective autogenous layer extends the service life of the furnace, protecting the internal brick lining of the furnace from wear. In the famous furnaces it was possible to organize the cooling of the furnace casing, simply pouring water into it. However, at high temperatures, this is not necessarily sufficient to cool the furnace wall. Another common method of cooling was to install copper cooling elements between the lining and the steel lining, or partially inside the brickwork. Such cooling elements additionally create water circulation there to enhance and control cooling. Publications describing the above-mentioned technical solutions include WD 01/20045, I8 5904893, and I8 6416708.
В публикации \УО 01/20045 описана печь, которая снабжена огнеупорной футеровкой и наружной печной броневой пластиной и имеет медные охлаждающие пластины. Эти охлаждающие пластины снабжены охлаждающими трубопроводами, по которым течет охлаждающий агент, как правило, вода. Трубопровод напрямую сварен с наружной броневой пластиной печи, или между ними использованы распорки, чтобы компенсировать любое термическое расширение. Охлаждающие пластины смонтированы в виде плоской конструкции, по существу, направлении поверхности печи и непосредственно после стальной обшивки. Между стальной обшивкой и охлаждающими пластинами/кирпичной футеровкой оставлено пространство для слоя массы, который используют в печах. Назначение этого слоя массы состоит в том, чтобы принимать на себя как любое расширение печи в радиальном направлении, так и вертикальное движение кирпичной футеровки относительно металлической рубашки; однако, в то же время, он работает и как изолирующий слой, предотвращающий конвекцию тепла сквозь стенку печи.Publication UO 01/20045 describes a furnace that is equipped with a refractory lining and an outer furnace armor plate and has copper cooling plates. These cooling plates are equipped with cooling pipes through which the cooling agent, as a rule, water flows. The pipeline is directly welded to the outer armor plate of the furnace, or spacers are used between them to compensate for any thermal expansion. The cooling plates are mounted in the form of a flat structure, essentially the direction of the furnace surface and immediately after the steel plating. Between the steel lining and the cooling plates / brick lining, space is left for the mass layer, which is used in kilns. The purpose of this mass layer is to assume both any expansion of the furnace in the radial direction and the vertical movement of the brick lining relative to the metal jacket; however, at the same time, it also works as an insulating layer, which prevents the convection of heat through the wall of the furnace.
В публикации И8 5904893 также представлено решение для монтажа медных охлаждающих пластин на стенке печи для ее охлаждения. Пластины эти имеют также охлаждающую жидкость, циркулирующую внутри них, а смонтированы охлаждающие пластины в плоскую конструкцию, по существу в направлении поверхности печи. В этом решении также между стальной обшивкой и охлаждающими элементами/кирпичной футеровкой оставлено пространство для слоя массы, как и в предыдущем техническом решении.I8 5904893 also presents a solution for mounting copper cooling plates on a furnace wall to cool it. These plates also have a coolant circulating inside them, and the cooling plates are mounted in a flat structure, essentially in the direction of the furnace surface. In this solution, also between the steel skin and the cooling elements / brick lining, there is room for the mass layer, as in the previous technical solution.
В публикации И8 6416708 представлена печь, которая используется в производстве железа, и описана конструкция ее стенки. В этом решении внутри ряда кирпичной кладки смонтированы металлические стержни, все время находящиеся в контакте с рядом горячей кирпичной кладкой и отводящие тепло от ряда кирпичной кладки. Металлические стержни могут также содержать каналы, по которым организован поток охлаждающей жидкости сквозь металлическую часть. Поскольку металлические стержни полностью находятся внутри наружной металлической поверхности печи, циркуляция воды, таким образом, происходит, по существу, целиком внутри наружной поверхности. Охлаждение наружной стальной обшивки организовано посредством слива воды по внешней поверхности стальной обшивки. Эти охлаждающие детали расположены, по существу, вблизи стальной обшивки печи, и в радиальном направлении печи они простираются не более чем примерно на 1/3 длины от первого и самого наружного кирпича, после которого следует, по меньшей мере, второй ряд кирпичной кладки, уложенный внутри печи. В частности, публикация предостерегает от производства охлаждающих деталей, которые простираются далеко внутрь кирпичного слоя. Кроме того, конструкция печной стенки включает слой массы между металлической оболочкой печи и кирпичной футеровкой. Назначение этого слоя массы состоит в том, чтобы сделать возможным расширение кирпичной футеровки, как в радиальном, так и в вертикальном направлении относительно стальной обшивки печи, и чтобы изолировать стенку печи; однако он также выступает как изолирующий слой между кирпичной футеровкой и оболочкой и тем самым предотвращает любой эффективный теплоперенос от стенных конструкций.I8 publication 6416708 presents a furnace that is used in the production of iron, and describes its wall structure. In this solution, metal rods are mounted inside the row of brickwork, all the time in contact with a row of hot brickwork and removing heat from the row of brickwork. The metal rods may also contain channels through which the flow of coolant through the metal part is arranged. Since the metal rods are completely inside the outer metal surface of the furnace, water is circulated, therefore, essentially entirely inside the outer surface. The cooling of the outer steel plating is organized by draining water along the outer surface of the steel plating. These cooling parts are located essentially close to the steel lining of the furnace, and in the radial direction of the furnace they extend no more than about 1/3 the length of the first and outermost brick, followed by at least a second row of brickwork laid inside the oven. In particular, the publication warns against the production of cooling parts that extend far into the brick layer. In addition, the furnace wall design includes a mass layer between the metal shell of the furnace and the brick lining. The purpose of this mass layer is to make it possible to expand the brick lining, both in the radial and in the vertical direction relative to the steel lining of the furnace, and to isolate the wall of the furnace; however, it also acts as an insulating layer between the brick lining and the cladding and thereby prevents any effective heat transfer from the wall structures.
Более того, хорошо известно производство печей, включающих тонкий стальной выступ, который простирается от обшивки внутрь печи, обвиваясь вокруг печи. Назначение этого выступа состоит в том, чтобы поддерживать кирпичную кладку. Внутри таких стальных выступов охлаждение не устраивается. Охлаждающая способность при таких решениях совершенно иного порядка, чем решения проблемы с помощью меди, которые включают циркуляцию воды, потому что теплопроводность стали составляет лишь около одной десятой от теплопроводности меди.Moreover, it is well known the production of furnaces, including a thin steel protrusion, which extends from the casing inside the furnace, wrapped around the furnace. The purpose of this projection is to support the brickwork. Cooling is not arranged inside such steel protrusions. The cooling capacity of such solutions is completely different than solving the problem with copper, which includes water circulation, because the thermal conductivity of steel is only about one tenth of the thermal conductivity of copper.
В предшествующих технологических решениях проблему составлял быстрый износ футеровкиIn previous technological solutions, the problem was the rapid wear of the lining.
- 1 011189 внутри печей и, как результат этого, обрушение футеровки над изношенным местом. С помощью подходящим образом расположенного охлаждения на внутренней поверхности печи может быть сформирован автогенный слой расплавленного материала, чтобы защитить кирпичную футеровку, замедляя износ футеровки. Быстрый износ футеровки является причиной возрастающей необходимости текущего ремонта печи, снижая тем самым коэффициент технического использования печи. Он также может стать причиной опасных ситуаций при использовании охлаждаемых водой охлаждающих элементов, особенно если охлаждающая вода в трубках течет внутри далеко от наружной поверхности печи. Износ футеровки происходит особенно быстро на верхней поверхности расплава, где кирпичная футеровка находится в наиболее неблагоприятных условиях. Значительный износ происходит также в зоне ниже поверхности расплава, но износ над расплавом меньше, благодаря окружающей среде, которая в меньшей степени создает нагрузку на футеровку. Были сделаны попытки снизить износ футеровки путем добавления к конструкции стенок печи охлаждающих элементов в соответствии с известной технологией. Обычно, эксплуатационный ресурс футеровки печей по предшествующему уровню техники составляет от 0,5 до 2 лет, после чего их следует обновлять.- 1,011,189 inside the furnaces and, as a result of this, the collapse of the lining over the worn out place. Using appropriately arranged cooling, an autogenous layer of molten material can be formed on the inner surface of the furnace to protect the brick lining, slowing the lining wear. Rapid wear of the lining is the reason for the increasing need for maintenance of the furnace, thereby reducing the coefficient of technical use of the furnace. It can also cause dangerous situations when using water-cooled cooling elements, especially if the cooling water in the tubes flows inside far from the outer surface of the furnace. Lining wear occurs especially quickly on the upper surface of the melt, where the brick lining is in the most adverse conditions. Significant wear also occurs in the zone below the surface of the melt, but wear over the melt is less due to the environment, which is less stressful on the lining. Attempts have been made to reduce the wear of the lining by adding cooling elements to the furnace wall structure in accordance with known technology. Usually, the service life of the lining of furnaces in the prior art is from 0.5 to 2 years, after which they should be updated.
Цель изобретения состоит в том, чтобы предотвратить быстрый прогресс износа футеровки стенок и происходящее из-за этого обрушение футеровки стенок и, таким образом, по существу, удлинить эксплуатационный ресурс кирпичной футеровки.The purpose of the invention is to prevent the rapid progress of wear of the lining of the walls and the resulting collapse of the lining of the walls and, thus, essentially extend the operational life of the brick lining.
Кроме того, новая конструкция стенки делает возможным не включать в печи слои массы, расположенные согласно предшествующему уровню техники между кирпичной футеровкой и металлической оболочкой печи.In addition, the new wall design makes it possible not to include in the furnace layers of the mass, located according to the prior art between the brick lining and the metal shell of the furnace.
Поставленная задача решается с помощью конструкции печи, описанной в независимой формуле изобретения. Зависимые пункты формулы описывают другие предпочтительные воплощения этого изобретения.The problem is solved using the design of the furnace described in the independent claims. The dependent claims describe other preferred embodiments of this invention.
Далее изобретение описано подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.Hereinafter the invention is described in detail with reference to the accompanying drawings.
На фиг. 1 показан вид частичного поперечного сечения конструкции стенки печи, а фиг. 2 показан упрощенный вид полного поперечного сечения печи.FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the furnace wall structure, and FIG. 2 shows a simplified view of the full cross section of the furnace.
Фиг. 1 показывает конструкцию стенки металлургической печи 1 в виде частичного поперечного сечения. Обычно такие металлургические печи 1 имеют цилиндрическую форму, и их диаметр может составлять от 15 до 20 м. Обычно температура в такой печи 1 в зоне расплавленного материала 2 поднимается до примерно 1200-1500°С. Огнеупорная футеровка 3 во внутренней части стенки - это кирпичная кладка, которая состоит из слоев кирпичей 4. Толщина И огнеупорной футеровки 3 в радиальном направлении стенки составляет обычно от 1 до 3 кирпичей 4. Футеровка 3, предпочтительно, состоит из одного ряда кладки кирпичей. Наружная часть стенки состоит из стальной конструкции 5, которая окружает кирпичную футеровку 3. Часть кирпичей 4 заменена по существу горизонтальными подобными реборде охлаждающими элементами 6, которые являются съемными и прикреплены к стальной конструкции 5 стенки. Один охлаждающий элемент 6 представляет собой деталь, подобную реборде, которая изготовлена из меди и имеет длину примерно 1 м, обычно в направлении периферии печи 1. Несколько таких охлаждающих элементов 6 установлены рядом и в контакте друг с другом, обеспечивая по существу непрерывную конструкцию для циркуляции по всей печи 1. Экономично производство охлаждающих элементов 6 таким образом, чтобы они включали, по существу, прямые внутренние и внешние поверхности 7 и 8, причем радиус кривизны стенки печи 1 накладывает определенные ограничения на длину охлаждающих элементов. Альтернативно, при производстве охлаждающих элементов 6, имеющих искривленные внутренние и наружные поверхности 7 и 8, длина охлаждающих элементов в направлении периферии печи 1 может быть длиннее, чем в представленных ранее. Однако производственные затраты для таких искривленных охлаждающих элементов 6 выше, чем для прямых элементов. С точки зрения заменяемости охлаждающих элементов 6 теоретически максимальная длина искривленного охлаждающего элемента составляет половину длины окружности печи 1.FIG. 1 shows the wall structure of a metallurgical furnace 1 in the form of a partial cross section. Typically, such metallurgical furnaces 1 have a cylindrical shape, and their diameter can be from 15 to 20 m. Typically, the temperature in such a furnace 1 in the zone of molten material 2 rises to about 1200-1500 ° C. The refractory lining 3 in the interior of the wall is brickwork, which consists of layers of bricks 4. The thickness And of the refractory lining 3 in the radial direction of the wall is usually from 1 to 3 bricks 4. The lining 3 preferably consists of one row of masonry bricks. The outer part of the wall consists of a steel structure 5, which surrounds the brick lining 3. A part of the bricks 4 is replaced with essentially horizontal similar flange cooling elements 6, which are removable and attached to the steel structure 5 of the wall. One cooling element 6 is a piece similar to a flange, which is made of copper and has a length of about 1 m, usually in the direction of the periphery of the furnace 1. Several such cooling elements 6 are installed side by side and in contact with each other, providing a substantially continuous design for circulation throughout the furnace 1. It is economical to produce cooling elements 6 so that they include essentially straight inner and outer surfaces 7 and 8, and the radius of curvature of the wall of the furnace 1 imposes certain restrictions on the length of the cooling elements. Alternatively, in the production of cooling elements 6 having curved inner and outer surfaces 7 and 8, the length of the cooling elements in the direction of the periphery of the furnace 1 may be longer than in the previously presented. However, production costs for such curved cooling elements 6 are higher than for direct elements. From the point of view of the substitutability of the cooling elements 6, theoretically the maximum length of the curved cooling element is half the circumference of the furnace 1.
Предпочтительно придавать подобным реборде конструкциям, которые сформированы из охлаждающих элементов 6, по существу, непрерывную структуру, которая огибает печь 1, по меньшей мере, в зоне расплавленного материала 2, где требуемое охлаждение и износ огнеупорной футеровки 3 наиболее велики. Таким образом, можно поддержать футеровку 3 равномерно вокруг всей печи 1. Выше в печи 1, где износ и температура не обязательно требуют такого массивного охлаждения и поддержки кирпичной футеровки 3, если желательно, можно создать кольцеобразные подобные реборде конструкции из охлаждающих элементов 6 в форме разорванного кольца в направлении периферии печи. Это позволяет создать более рентабельную конструкцию в верхней части печи 1.It is preferable to impart to such a flange structures, which are formed from cooling elements 6, a substantially continuous structure that surrounds the furnace 1, at least in the zone of the molten material 2, where the required cooling and wear of the refractory lining 3 is greatest. Thus, it is possible to support the lining 3 evenly around the entire furnace 1. Higher in the furnace 1, where wear and temperature do not necessarily require such massive cooling and support of brick lining 3, if desired, you can create annular, flange-like structures of cooling elements 6 in the form of torn rings in the direction of the periphery of the furnace. This allows you to create a more cost-effective design in the upper part of the furnace 1.
Охлаждающие элементы 6 простираются вглубь кирпичной футеровки 3 на расстояние Ь, которое зависит от требующегося стенке охлаждения. Количество требуемого охлаждения, опять-таки, зависит от того, находится ли упомянутое пятно на кирпичной футеровке 3 в контакте с расплавленным материалом 2, или пятно это находится выше в печи 1, где температура не будет подниматься так высоко. Свойства материала, подлежащего обработке (например, медь, никель, железо) также влияют на температуру в печи 1. Обычно подобные реборде охлаждающие элементы 6 в зоне расплавленного материала 2 или в ее окрестности внутри печи 1 простираются на длину от 50 до 100% от толщины И кирпичной футеровки 3.The cooling elements 6 extend deep into the brick lining 3 at a distance b, which depends on the cooling wall required. The amount of cooling required, again, depends on whether the stain on brick lining 3 is in contact with molten material 2, or whether it is higher in furnace 1 where the temperature will not rise so high. The properties of the material to be processed (for example, copper, nickel, iron) also affect the temperature in the furnace 1. Typically, flange-like cooling elements 6 in the zone of the molten material 2 or in its vicinity inside the furnace 1 extend from 50 to 100% of the thickness And brick lining 3.
- 2 011189- 2,011,189
Они, предпочтительно, простираются на длину от 55 до 100% от толщины Ό кирпичной футеровки, и наиболее предпочтительно на длину от 60 до 100% от толщины Ό кирпичной футеровки. Между охлаждающим элементом 6 и внутренней поверхностью 9 кирпичной футеровки 3 печи 1, помещен кирпич 10, который выполнен более тонким в направлении толщи стенки, чтобы сделать внутреннюю поверхность по существу ровной. Если сам охлаждающий элемент 6 простирается сквозь всю кирпичную футеровку, то более тонкий кирпич, разумеется, больше не нужен. Кирпич 10, предпочтительно, имеет профиль 11, причем кирпич 4 над ним имеет соответствующий профиль 12. Назначение профилей 11 и 12 состоит в том, чтобы лучше удерживать на месте более мелкий кирпич 10 в кирпичной футеровке 3. Профили 11 и 12 могут варьироваться по форме и локализации. Только одна из возможных для внедрения альтернатив представлена здесь в качестве примера.They preferably extend from 55 to 100% of the thickness Ό of the brick lining, and most preferably from 60 to 100% of the thickness Ό of the brick lining. Between the cooling element 6 and the inner surface 9 of the brick lining 3 of the furnace 1, a brick 10 is placed, which is made thinner in the direction of the wall thickness in order to make the inner surface substantially flat. If the cooling element 6 itself extends through the entire brick lining, then a thinner brick is, of course, no longer needed. The brick 10 preferably has a profile 11, and the brick 4 above it has a corresponding profile 12. The purpose of profiles 11 and 12 is to better keep in place the smaller brick 10 in the brick lining 3. Profiles 11 and 12 can vary in shape and localization. Only one of the possible alternatives is presented here as an example.
Выше в печи 1, где не столь велика необходимость охлаждения, охлаждающий элемент 6 обычно простирается на длину от 20 до 100% от толщины Ό кирпичной футеровки 3. Предпочтительно, он простирается на длину от 25 до 100% и наиболее предпочтительно на длину от 30 до 100% от толщины Ό кирпичной футеровки.Higher in furnace 1, where cooling is not so great, cooling element 6 usually extends over a length of 20 to 100% of the thickness Ό of brick lining 3. Preferably, it extends over a length of 25 to 100% and most preferably over a length of 30 to 100% of Ό brick lining thickness.
Охлаждающие элементы 6 предпочтительно съемные и прикреплены посредством крепежных устройств, таких как болты 13, к стальной конструкции 5 над и под охлаждающими элементами. Болты 13 могут проходить сквозь охлаждающие элементы 6 или они могут быть приспособлены так, чтобы проходить снаружи от наружной поверхности 8 охлаждающего элемента, как на фиг. 1. В стальной конструкции 5 над и под охлаждающими элементами 6 предусмотрены по существу горизонтальные детали 14 и 15. Деталь 14 над охлаждающим элементом 6 образует выступ 16, который направлен внутрь печи 1, и выступ 25, который направлен наружу печи. Деталь 15 под охлаждающим элементом 6 образует выступ 26 снаружи печи 1. Охлаждающий элемент 6 установлен и прикреплен между деталями 14 и 15 болтамиThe cooling elements 6 are preferably removable and attached by means of fixing devices, such as bolts 13, to the steel structure 5 above and below the cooling elements. The bolts 13 may pass through the cooling elements 6 or they may be adapted to extend outside the outer surface 8 of the cooling element, as in FIG. 1. In the steel structure 5 above and below the cooling elements 6, essentially horizontal parts 14 and 15 are provided. The part 14 above the cooling element 6 forms a protrusion 16 which is directed towards the inside of the furnace 1 and a protrusion 25 that is directed towards the outside of the furnace. Item 15 under the cooling element 6 forms a protrusion 26 outside the furnace 1. The cooling element 6 is installed and attached between the parts 14 and 15 bolts
13. Направленные наружу выступы 25 и 26 этих деталей 14 и 15 могут быть либо выполнены в виде конструкции того же размера, что периферия печи 1, либо просто как выступы, предусмотренные в окрестностях фиксирующей точки.13. The outwardly directed protrusions 25 and 26 of these parts 14 and 15 can either be made in the form of a structure of the same size as the periphery of the furnace 1, or simply as projections provided in the vicinity of the fixing point.
Если охлаждающий элемент ломается и его следует заменить, то внутренней выступ 16 детали 14, который находится над каждым охлаждающим элементом 6, поддерживает кирпичную футеровку 3 над охлаждающим элементом. Предпочтительно выступ 16 изготовлен так, что он полностью огибает печь 1 как непрерывная периферическая конструкция, но он может также быть изготовлен в виде прерывистой периферической конструкции. Соответствующее углубление 17 для этого выступа оформлено в кирпиче 4 над выступом 16. Длину выступа 16 можно выбирать свободно и он может простираться максимум сквозь всю кирпичную футеровку 13.If the cooling element breaks down and should be replaced, the inner protrusion 16 of the part 14, which is located above each cooling element 6, supports the brick lining 3 above the cooling element. Preferably, the protrusion 16 is made so that it completely surrounds the furnace 1 as a continuous peripheral structure, but it can also be made in the form of a discontinuous peripheral structure. The corresponding recess 17 for this protrusion is decorated in brick 4 above the protrusion 16. The length of the protrusion 16 can be chosen freely and it can extend a maximum through the entire brick lining 13.
Циркуляция охлаждающей жидкости организована в охлаждающих элементах 6 путем оснащения их необходимыми для циркуляции жидкости каналами 18 и узлами 19 для подачи и слива охлаждающей жидкости. Каналы 18, которые проходят в охлаждающих элементах 6, размещены предпочтительно так, что они, по существу, проходят снаружи внешней поверхности 20 кирпичной футеровки 3 печи 1 или на уровне внешней поверхности. Когда это нужно, можно также разместить каналы 18 так, чтобы они проходили вблизи внешней поверхности 20 кирпичной футеровки 3, однако внутри ее внешней поверхности. В этом случае, мы говорим о длине, которая составляет максимум половину толщины Ό кирпичной футеровки 3. Поскольку ни в коем случае не допускается контакт охлаждающей жидкости с расплавленным материалом 2, это также делает возможной безопасную конструкцию охлаждающих элементов 6, помимо эффективного охлаждения. Даже если началось разрушение/износ охлаждающего элемента 6 вблизи внутренности печи 1, его разрушение/износ будет замечен вовремя, до аварии. Наблюдение за разрушением/износом и мониторинг его развития может быть внедрено, например, путем отслеживания температуры охлаждающей жидкости, которая циркулирует внутри охлаждающих элементов 6. Обычно охлаждающие элементы 6 выполняют из меди из-за ее хорошей теплопроводности, обеспечивающей достаточное охлаждение кирпичной футеровки 3, но в производстве охлаждающих элементов также могут быть использованы и другие металлы. Подобные реборде охлаждающие элементы 6 предотвращают/замедляют развитие износа кирпичной футеровки 3 благодаря эффективному охлаждению. Автогенный защитный слой образуется, когда температура расплавленного материала 2 вблизи стенки печи 1 снижается. В то же самое время подобная реборде конструкция охлаждающих элементов 6 также предотвращает обрушение кирпичной футеровки 3, хотя футеровка истончается в большей степени в зоне между охлаждающими элементами (в профиле печи) в результате эксплуатации печи. Конструкция охлаждающих элементов 6 и стенки печи в соответствии с изобретением может быть использована для продления эксплуатационного ресурса кирпичной футеровки 3 печи 1, обычно, в два раза по сравнению с известными печами.The circulation of the coolant is organized in the cooling elements 6 by equipping them with the channels 18 and the nodes 19 necessary for the circulation of the fluid to supply and drain the coolant. The channels 18, which extend in the cooling elements 6, are preferably positioned so that they substantially extend outside the outer surface 20 of the brick lining 3 of the furnace 1 or at the level of the outer surface. When it is necessary, you can also place the channels 18 so that they pass near the outer surface 20 of the brick lining 3, but inside its outer surface. In this case, we are talking about the length, which is a maximum of half the thickness Ό of the brick lining 3. As by no means the contact of the cooling liquid with the molten material 2 is allowed, this also makes it possible to safely design the cooling elements 6, in addition to effective cooling. Even if the destruction / wear of the cooling element 6 began near the interior of the furnace 1, its destruction / wear will be noticed in time, before the accident. Observation of the destruction / wear and monitoring of its development can be implemented, for example, by monitoring the temperature of the coolant that circulates inside the cooling elements 6. Typically, the cooling elements 6 are made of copper because of its good thermal conductivity, which provides sufficient cooling for the brick lining 3, but Other metals can also be used in the production of cooling elements. Border-like cooling elements 6 prevent / slow down the development of wear of the brick lining 3 due to effective cooling. Autogenous protective layer is formed when the temperature of the molten material 2 near the wall of the furnace 1 decreases. At the same time, the flange-like design of the cooling elements 6 also prevents the brick lining 3 from collapsing, although the lining becomes thinner to a greater extent in the area between the cooling elements (in the furnace profile) as a result of the operation of the furnace. The design of the cooling elements 6 and the wall of the furnace in accordance with the invention can be used to extend the service life of the brick lining 3 of the furnace 1, usually twice as compared to known furnaces.
Высота Н охлаждающих элементов 6 в профиле печи 1 связана с высотой кирпичей 4 кирпичной футеровки, и охлаждающий элемент обычно имеет высоту одного кирпича 4. В этом случае, не является необходимым изготовление кирпичей 10 разной толщины между внутренней поверхностью 7 охлаждающих элементов 6 и внутренней поверхностью 9 печи 1. Обычная толщина кирпича в профиле печи составляет 3 дюйма, т.е., примерно 76 мм. Если охлаждающий элемент 6 простирается сквозь всю кирпичную футеровку 3, то его толщина в профиле печи не связана с толщиной кирпичей 4, и ее размерыThe height H of the cooling elements 6 in the furnace profile 1 is related to the height of the bricks 4 of the brick lining, and the cooling element usually has a height of one brick 4. In this case, it is not necessary to make bricks 10 of different thickness between the inner surface 7 of the cooling elements 6 and the inner surface 9 kilns 1. The normal brick thickness in a kiln profile is 3 inches, i.e., about 76 mm. If the cooling element 6 extends through the entire brick lining 3, then its thickness in the furnace profile is not related to the thickness of the bricks 4, and its dimensions
- 3 011189 могут быть свободно выбраны желательным образом, принимая во внимание преобладающую температуру и другие условия. В этом случае высота охлаждающего элемента составляет от 40 до 120 мм, предпочтительно от 50 до 110 мм и наиболее предпочтительно от 60 до 100 мм.- 3 011189 can be freely selected in a desired way, taking into account the prevailing temperature and other conditions. In this case, the height of the cooling element is from 40 to 120 mm, preferably from 50 to 110 mm and most preferably from 60 to 100 mm.
Расстояние Е в профиле между охлаждающими элементами 6 также, по существу, зависит от необходимой охлаждающей способности. В зоне расплавленного материала 2 или в ее окрестности, расстояние Е составляет обычно от 1 до 4 кирпичей 4, предпочтительно от 2 до 3 кирпичей 4. Когда используют обычные кирпичи, это означает что Е составляет от примерно 75 до 305 мм. Е составляет предпочтительно от примерно 150 до 230 мм.The distance E in the profile between the cooling elements 6 also essentially depends on the required cooling capacity. In the zone of the molten material 2 or in its vicinity, the distance E is usually from 1 to 4 bricks 4, preferably from 2 to 3 bricks 4. When using ordinary bricks, this means that E is from about 75 to 305 mm. E is preferably from about 150 to 230 mm.
Расстояние Е в профиле между охлаждающими элементами 6 выше в печи составляет обычно от 3 до 8 кирпичей 4, предпочтительно от 4 до 6 кирпичей. Когда используют обычные кирпичи 4, это означает, что Е составляет от примерно 230 до 610 мм, предпочтительно от примерно 305 до 460 мм.The distance E in the profile between the cooling elements 6 above in the furnace is usually from 3 to 8 bricks 4, preferably from 4 to 6 bricks. When conventional bricks 4 are used, this means that E is from about 230 to 610 mm, preferably from about 305 to 460 mm.
На фиг. 2 показан упрощенный вид сверху поперечного сечения циркулярной печи 1. В середине находится расплавленный материал 2, который окружен кирпичной футеровкой 3 печи. Снаружи кирпичной футеровки 3 находится стальная конструкция 5 печи, поддерживающая кирпичную футеровку снаружи. На внешнем краю печи 1 находится выступ 14, к которому охлаждающий элемент (не показано на фиг. 2) присоединен с помощью крепежных приспособлений 13. Крепежные приспособления 13 проиллюстрированы только на части подобного фланцу непрерывного выступа 14.FIG. 2 shows a simplified top view of a cross section of a circular furnace 1. In the middle is the molten material 2, which is surrounded by a brick lining 3 of the furnace. Outside the brick lining 3 there is a steel structure 5 of the furnace supporting the brick lining outside. On the outer edge of the furnace 1, there is a protrusion 14 to which a cooling element (not shown in FIG. 2) is attached using fastening devices 13. The fastening devices 13 are illustrated only on a portion of the flange-like protrusion 14 that is similar to flange.
Изобретение характеризуется тем, что охлаждение кирпичной футеровки печи устроено тем же элементом совместно с опорной частью. Размер нужного элемента зависит от требуемой охлаждающей способности и от размещения элементов в кирпичной футеровке. Более того, решение в соответствии с изобретением делает возможным отказ от слоя массы, используемой в печах по предшествующему уровню техники между кирпичной футеровкой печи и стальной обшивкой. Для специалистов в этой технологии очевидно, что, варьируя размеры и размещение охлаждающих элементов в кирпичной футеровке печи, можно обеспечить различные альтернативы для осуществления нужного охлаждения.The invention is characterized by the fact that the cooling of the brick lining of the furnace is arranged by the same element together with the supporting part. The size of the desired element depends on the required cooling capacity and on the placement of elements in the brick lining. Moreover, the solution in accordance with the invention makes it possible to abandon the layer of mass used in the kilns of the prior art between the brick lining of the furnace and the steel skin. For specialists in this technology, it is obvious that by varying the size and placement of the cooling elements in the brick lining of the furnace, it is possible to provide various alternatives for the implementation of the desired cooling.
Некоторые предпочтительные воплощения изобретения описаны выше в виде примера. Эти примеры ни в коем случае не являются ограничивающими, и для специалистов очевидно, что предпочтительные воплощения изобретения могут варьироваться в рамках представленной ниже формулы изобретения.Some preferred embodiments of the invention are described above as an example. These examples are by no means limiting, and it is obvious to those skilled in the art that preferred embodiments of the invention may vary within the scope of the following claims.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20041331A FI20041331A (en) | 2004-10-14 | 2004-10-14 | Metallurgical oven |
| PCT/FI2005/000432 WO2006040394A1 (en) | 2004-10-14 | 2005-10-11 | Metallurgical furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200700587A1 EA200700587A1 (en) | 2007-10-26 |
| EA011189B1 true EA011189B1 (en) | 2009-02-27 |
Family
ID=33306028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200700587A EA011189B1 (en) | 2004-10-14 | 2005-10-11 | Metallurgical furnace |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101040161B (en) |
| CA (1) | CA2581979C (en) |
| EA (1) | EA011189B1 (en) |
| FI (1) | FI20041331A (en) |
| PE (1) | PE20060788A1 (en) |
| WO (1) | WO2006040394A1 (en) |
| ZA (1) | ZA200702959B (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9347708B2 (en) | 2011-09-29 | 2016-05-24 | Hatch Ltd. | Furnace with refractory bricks that define cooling channels for gaseous media |
| FI20145272A (en) | 2014-03-25 | 2015-09-26 | Outotec Finland Oy | PROCEDURE FOR MANUFACTURING A REFRIGERATOR, REFRIGERATOR AND METALLURGICAL OVEN |
| FI20146035A (en) * | 2014-11-25 | 2016-05-26 | Outotec Finland Oy | METHOD FOR BUILDING A METALLURGICAL FURNACE, A METALLURGICAL FURNACE AND A VERTICAL HEATING ELEMENT |
| CN107560433A (en) * | 2016-07-01 | 2018-01-09 | 中国瑞林工程技术有限公司 | Flash furnace reaction tower |
| US20180003440A1 (en) * | 2017-09-06 | 2018-01-04 | Allan J. MacRae | Lintel shelf coolers in vertically oriented furnaces |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU407171A1 (en) * | 1972-01-17 | 1973-11-21 | DEVICE FOR COOLING THE WALLS OF THE WORKING SPACE OF THE MELTING FURNACE | |
| US3849587A (en) * | 1973-10-15 | 1974-11-19 | Hatch Ass Ltd | Cooling devices for protecting refractory linings of furnaces |
| US3953007A (en) * | 1973-09-12 | 1976-04-27 | Hoogovens Ijmuiden B.V. | Wall construction of a shaft furnace |
| US3990686A (en) * | 1975-02-14 | 1976-11-09 | Toshin Seiko Kabushiki Kaisha | Furnace for producing steel from scrap steel and the like |
| JPS5397905A (en) * | 1977-02-09 | 1978-08-26 | Nippon Steel Corp | Iron sheel type blast furnace |
| EP0032186A1 (en) * | 1979-11-28 | 1981-07-22 | Annawerk Keramische Betriebe GmbH | Lining for industrial furnaces, in particular shaft furnaces such as blast furnaces or the like |
| JPS5938312A (en) * | 1982-08-27 | 1984-03-02 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Cooling method of wall of blast furnace |
| JPS5941404A (en) * | 1982-09-02 | 1984-03-07 | Kawasaki Steel Corp | Structure for supporting cooling plate in blast furnace using both of cooling plate and stave |
| US5565016A (en) * | 1994-02-17 | 1996-10-15 | Outokumpu Engineering Contractors Oy | Method for suspension smelting |
| RU2134393C1 (en) * | 1994-02-16 | 1999-08-10 | Дзе Юниверсити Оф Мельбурн | Furnace wall lining and method for its fabrication |
| US6416708B1 (en) * | 1998-03-18 | 2002-07-09 | Corus Staal Bv | Wall structure for a metallurgical vessel and blast furnace provided with a wall structure of this nature |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI109233B (en) * | 2000-02-23 | 2002-06-14 | Outokumpu Oy | Heat sink and method for making the heat sink |
-
2004
- 2004-10-14 FI FI20041331A patent/FI20041331A/en not_active Application Discontinuation
-
2005
- 2005-10-11 WO PCT/FI2005/000432 patent/WO2006040394A1/en active Application Filing
- 2005-10-11 CN CN2005800350165A patent/CN101040161B/en active Active
- 2005-10-11 EA EA200700587A patent/EA011189B1/en not_active IP Right Cessation
- 2005-10-11 CA CA2581979A patent/CA2581979C/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-10-12 PE PE2005001204A patent/PE20060788A1/en active IP Right Grant
-
2007
- 2007-04-11 ZA ZA200702959A patent/ZA200702959B/en unknown
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU407171A1 (en) * | 1972-01-17 | 1973-11-21 | DEVICE FOR COOLING THE WALLS OF THE WORKING SPACE OF THE MELTING FURNACE | |
| US3953007A (en) * | 1973-09-12 | 1976-04-27 | Hoogovens Ijmuiden B.V. | Wall construction of a shaft furnace |
| US3849587A (en) * | 1973-10-15 | 1974-11-19 | Hatch Ass Ltd | Cooling devices for protecting refractory linings of furnaces |
| US3990686A (en) * | 1975-02-14 | 1976-11-09 | Toshin Seiko Kabushiki Kaisha | Furnace for producing steel from scrap steel and the like |
| JPS5397905A (en) * | 1977-02-09 | 1978-08-26 | Nippon Steel Corp | Iron sheel type blast furnace |
| EP0032186A1 (en) * | 1979-11-28 | 1981-07-22 | Annawerk Keramische Betriebe GmbH | Lining for industrial furnaces, in particular shaft furnaces such as blast furnaces or the like |
| JPS5938312A (en) * | 1982-08-27 | 1984-03-02 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Cooling method of wall of blast furnace |
| JPS5941404A (en) * | 1982-09-02 | 1984-03-07 | Kawasaki Steel Corp | Structure for supporting cooling plate in blast furnace using both of cooling plate and stave |
| RU2134393C1 (en) * | 1994-02-16 | 1999-08-10 | Дзе Юниверсити Оф Мельбурн | Furnace wall lining and method for its fabrication |
| US5565016A (en) * | 1994-02-17 | 1996-10-15 | Outokumpu Engineering Contractors Oy | Method for suspension smelting |
| US6416708B1 (en) * | 1998-03-18 | 2002-07-09 | Corus Staal Bv | Wall structure for a metallurgical vessel and blast furnace provided with a wall structure of this nature |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| DATABASE EPODOC/EPO abstract & JP 53 097905 A (NIPPON STEL CORP) 26 August 1978 (1978-08-26) figures 1-4 * |
| DATABASE EPODOC/EPO abstract & JP 59 038312 A (NIPPON KOKAN KK) 02 March 1984 (1984-03-02) figures 1-2 * |
| DATABASE EPODOC/EPO abstract & JP 59 041404 A (KAWASAKI STEEL CO) 07 March 1984 (1984-03-07) figures * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20041331A (en) | 2006-04-15 |
| FI20041331A0 (en) | 2004-10-14 |
| CA2581979C (en) | 2014-04-08 |
| CN101040161A (en) | 2007-09-19 |
| CA2581979A1 (en) | 2006-04-20 |
| PE20060788A1 (en) | 2006-09-25 |
| CN101040161B (en) | 2010-05-26 |
| EA200700587A1 (en) | 2007-10-26 |
| ZA200702959B (en) | 2008-08-27 |
| WO2006040394A1 (en) | 2006-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3849587A (en) | Cooling devices for protecting refractory linings of furnaces | |
| US4207060A (en) | Vessel for metal smelting furnace | |
| RU2647044C2 (en) | Metallurgical furnace | |
| WO2000046561A1 (en) | Water-cooling panel for furnace wall and furnace cover of arc furnace | |
| EA011189B1 (en) | Metallurgical furnace | |
| KR101975328B1 (en) | Apparatus for protecting refractory of blast furnace and blast furnace comprising the same | |
| KR100333760B1 (en) | Refractory wall metallurgical vessel comprising such a refractory wall and method in which such a refractory wall is applied | |
| US4508323A (en) | Runner for molten metal | |
| RU2205338C2 (en) | Cooling plate for shaft furnaces | |
| EA006697B1 (en) | Cooling element | |
| EP2960608A1 (en) | Method for cooling housing of melting unit and melting unit | |
| US20170336144A1 (en) | Furnace stave | |
| JP2914185B2 (en) | Water-cooled refractory panels for blast furnace wall repair | |
| JP2011208219A (en) | Stave cooler | |
| RU2729800C1 (en) | Device for water cooling of blast furnace bottom | |
| JPH1047861A (en) | Electric furnace | |
| US2859030A (en) | Blast furnace spray cooling means with disposal shed | |
| JP2001324274A (en) | Rotary hearth heating furnace for steel billets | |
| US3554517A (en) | Shaft furnace shell cooling system | |
| RU2235134C1 (en) | Plate type cooler for metallurgical furnaces | |
| GB1598370A (en) | Refractory linings for furnaces | |
| JPH0490489A (en) | Brick supporting structure in vertical furnace | |
| RU2211421C1 (en) | Electric arc steel-making furnace lining | |
| JPH0875365A (en) | Vessel for dc arc furnace | |
| RU2033590C1 (en) | Heat insulation of heating furnace hearth pipes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |