EA029948B1 - Wall lining for a metallurgical furnace - Google Patents

Wall lining for a metallurgical furnace Download PDF

Info

Publication number
EA029948B1
EA029948B1 EA201600267A EA201600267A EA029948B1 EA 029948 B1 EA029948 B1 EA 029948B1 EA 201600267 A EA201600267 A EA 201600267A EA 201600267 A EA201600267 A EA 201600267A EA 029948 B1 EA029948 B1 EA 029948B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
lining
furnace
refractory
heat
melt
Prior art date
Application number
EA201600267A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201600267A1 (en
Inventor
Сергей Александрович ЯКОРНОВ
Константин Валерьевич БУЛАТОВ
Дмитрий Юрьевич СКОПИН
Ильфат Ильдусович ИСХАКОВ
Сергей Александрович ЛЕПИН
Николай Михайлович БАРСУКОВ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Медногорский Медно-Серный Комбинат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Медногорский Медно-Серный Комбинат" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Медногорский Медно-Серный Комбинат"
Publication of EA201600267A1 publication Critical patent/EA201600267A1/en
Publication of EA029948B1 publication Critical patent/EA029948B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/12Casings; Linings; Walls; Roofs incorporating cooling arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003Linings or walls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

The invention relates to metallurgy and can be used in other technical fields in which a reduction in the rate of erosion of a lining is required. A cooling element is disposed in a tuyere region inside a metallurgical furnace. The element is in contact with a lining which contains elements made from a thermally conductive material and is adjacent to the cooling element. The lining is comprised, across its entire width and height, of layers of materials with different thermal conductivities. The lining is in contact with the melt or with the gaseous atmosphere of the furnace. The thermally conductive material is an alloy of copper, nickel and iron. The alloy is selected such that the melting point thereof is not lower than the melting point of copper. The lining provides an increase in the working life of the refractory wall of a furnace in the melt bubbling regions and in the gaseous atmosphere of the furnace.

Description

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в других отраслях техники, где требуется снижение скорости разгара футеровки. Охлаждаемый элемент установлен в фурменной зоне внутри металлургической печи. Элемент контактирует с футеровкой, содержащей элементы из теплопроводного материала и примыкающей к охлаждаемому элементу. Футеровку по всей толщине и высоте выполняют послойно материалами с различной теплопроводностью. Футеровка контактирует с расплавом или газовой атмосферой печи. В качестве теплопроводного материала используют сплав меди, никеля, железа. Сплав выбран таким образом, что температура его плавления не ниже температуры плавления меди. Использование футеровки обеспечивает увеличение срока эксплуатации огнеупорной стенки печи в зонах барботажа расплава и в газовой атмосфере печи.The invention relates to metallurgy and can be used in other branches of technology where a reduction in the speed of the lining height is required. The cooled element is installed in the tuyere zone inside the metallurgical furnace. The element is in contact with the lining containing the elements of heat-conducting material and adjacent to the cooled element. Lining throughout the entire thickness and height is performed in layers with materials with different thermal conductivities. The lining is in contact with the melt or gas atmosphere of the furnace. An alloy of copper, nickel, iron is used as a heat-conducting material. The alloy is chosen so that its melting point is not lower than the melting point of copper. The use of lining provides an increase in the service life of the refractory wall of the furnace in the zones of melt sparging and in the gas atmosphere of the furnace.

029948029948

Изобретение относится к металлургии, а именно к футеровке металлургических печей, расположенной в зоне расплава, в зонах барботажа расплава газообразными средами, где наблюдаются наибольшие тепловые нагрузки на огнеупор и максимальная скорость эрозии футеровки, а также может быть использовано в других печах, где имеет место высокое тепловое воздействие на огнеупор в областях нахождения расплава или воздействия высокоскоростного потока отходящих газов на футеровку - в металлургии, химической промышленности и энергетике.The invention relates to metallurgy, in particular to the lining of metallurgical furnaces located in the melt zone, in the zones of melt sparging with gaseous media, where the highest thermal loads on the refractory material and maximum lining erosion are observed, and also can be used in other furnaces where high thermal effects on the refractory in the areas of the melt or the impact of high-speed flow of exhaust gases on the lining - in metallurgy, chemical industry and energy.

Известна футеровка в ванне плавильной печи (авт.св. СССР № 1681629), где для уменьшения теплового сопротивления футеровки в кладку на глубину 0,2-0,25 длины огнеупора вводят металлические пластины. Пластины контактируют с кожухом печи. Такой способ футеровки обеспечивает работу огнеупора при невысоком уровне теплового воздействия расплава на огнеупор и не может быть использован в печах с высокой скоростью движения расплава.Known lining in the bath of a melting furnace (ed.St. USSR № 1681629), where to reduce the thermal resistance of the lining in the masonry to a depth of 0.2-0.25 of the length of the refractory metal plates are introduced. The plates are in contact with the furnace casing. This method of lining ensures the operation of the refractory at a low level of thermal effect of the melt on the refractory and cannot be used in furnaces with a high rate of movement of the melt.

Также известно устройство для охлаждения стенки металлургической шахтной печи (патент РФ № 2001114), согласно которому при контакте огнеупора, например жаростойкого бетона, с твердыми продуктами в бетон с внутренней стороны кожуха устанавливают охлаждаемые теплоносителем (водой) под давлением элементы с поперечными ребрами, собранными в один пакет. Это обеспечивает работу футеровки в зоне отходящих газов и не гарантирует работу охлаждения в области расплава. Особенно это относится к печам с взрывоопасными в отношении теплоносителя типами расплавов (штейн, шлакоштейновая эмульсия, металлы). Такое устройство не может быть использовано в печах с высокоинтенсивной скоростью нагрева огнеупора.Also known is a device for cooling the wall of a metallurgical shaft furnace (RF Patent No. 2001114), according to which, when refractory materials, for example refractory concrete, come into contact with solid products, elements cooled by coolant (water) under pressure are installed into concrete from the inside of the casing. one package. This ensures the lining operation in the flue gas zone and does not guarantee the cooling operation in the area of the melt. This especially applies to furnaces with explosive types of melts with respect to the coolant (matte, cinder-stock emulsion, metals). Such a device cannot be used in furnaces with a high-intensity refractory heating rate.

Большинство металлургических печей имеют наружный кожух, к которому примыкает огнеупорная футеровка. Пустоты между кожухом и футеровкой заполняются специальной засыпкой или материалами, обладающими высокой теплопроводностью. Для снижения температуры огнеупора в шлаковой ванне рудно-термической печи в футеровку устанавливают водоохлаждаемые под давлением элементы (кессоны) (Я.Л. Серебренный. "Электроплавка медноникелевых руд и концентратов", М., Металлургия, 1974, стр. 82). Элементы в шлаковом поясе печи устанавливают через ряд огнеупорного кирпича на глубину 230-460 мм. При разрушении элемента контакт теплоносителя (воды под давлением), как правило, не приводит к взрывам, но намокание кладки, ее вымывание приводят к авариям печей.Most metallurgical furnaces have an outer casing to which the refractory lining abuts. The voids between the casing and the lining are filled with special filling or materials with high thermal conductivity. To reduce the temperature of the refractory in the slag bath of the ore-thermal furnace, water-cooled elements (caissons) are installed in the lining (Ya.L. Silver. "Electric Melting of Copper-Nickel Ores and Concentrates", M., Metallurgy, 1974, p. 82). The elements in the slag zone of the furnace are installed through a series of refractory bricks to a depth of 230-460 mm. When the element is destroyed, the contact of the coolant (water under pressure), as a rule, does not lead to explosions, but wetting of the masonry, its washing out leads to accidents of furnaces.

Для исключения протечек теплоносителя из охлаждаемого элемента в футеровку контур охлаждения элемента устанавливают снаружи печи (патент США № 3849587). Данная конструкция позволяет снизить аварийность работы печи, но полностью не исключает вероятность аварии при наличии протечек расплава из металлургической печи.To exclude coolant leakage from the cooled element into the lining, the cooling circuit of the element is installed outside the furnace (US Patent No. 3849587). This design allows to reduce the accident rate of the furnace, but does not completely exclude the likelihood of an accident in the presence of melt leaks from the metallurgical furnace.

Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве ближайшего аналога (прототипа), является патент РФ № 2134393. Основной недостаток указанного патента состоит в том, что вводимый в огнеупорную футеровку высокотеплопроводный материал, не достигает огневой поверхности, а воздействие нестационарного теплового потока приводит к перегреву огневого наружного слоя. Вследствие этого возникают термические напряжения и скол защитного огнеупора. Кроме того, локальное введение в огнеупорную футеровку высокотеплопроводного материала приводит к неравномерности температурного поля огнеупорной футеровки, что также обусловливает возникновение термических напряжений и разрушение (скол) защитного огнеупорного слоя. Обеспечить теплоотвод от высокотеплопроводного материала может охлаждение, но введение внутрь печи водяного охлаждения под давлением всегда может создать опасность аварии. В прототипе создают на печи внешний охлаждаемый контур, что значительно усложняет конструкцию печи и повышает затраты на её создание, но не исключает прогар кожуха охлаждения вследствие протечек агрессивного в отношении теплоносителя расплава и возможность аварии. Использование патента РФ № 2134393 для охлаждения футеровки свода печи подтверждает, что возможность протечки расплава исключить нельзя, и данный патент пригоден для охлаждения футеровки, где исключено проникновение расплава в зону печи. Локальное охлаждение футеровки за счет введения в нее охлаждаемых с внешней стороны медных стержней обусловливает возникновение градиента температуры от конца стержня к огневой поверхности огнеупора до 17°С/мм, что приводит к возникновению термических напряжений в огнеупоре и его сколу в моменты нестационарного теплового воздействия. Таким образом, указанный патент не обеспечивает взрывобезопасность охлаждения, не исключает возможность возникновения термических напряжений в огнеупоре и его скола, а образующаяся на поверхности огнеупора настыль (гарнисаж) оказывает вредное воздействие на режим охлаждения вследствие падения коэффициента теплоотдачи. На суммарное тепловое сопротивление стенки оказывает влияние не только толщина и теплопроводность слоя, но и внешнее термическое сопротивление слоя, определяемое условиями внешнего теплообмена - критерий Био (Βί), и, в частности, коэффициентом теплоотдачи от расплава к стенке α1. Для условий, когда α1> 250 ккал/м2°С, внешний теплообмен становится доминирующим, и работа стенки в этих условиях определяется критерием Βί, а регулирование температуры стенки невозможно без периодического возникновения слоя гарнисажа.The closest technical solution adopted as the closest analogue (prototype) is RF patent No. 2134393. The main disadvantage of this patent is that the highly heat-conducting material introduced into the refractory lining does not reach the fire surface, and the effect of unsteady heat flow leads to overheating of the fire outer layer. As a result, thermal stresses and cleavage of protective refractory materials occur. In addition, the local introduction into the refractory lining of highly heat-conducting material leads to uneven temperature field of the refractory lining, which also causes the occurrence of thermal stresses and the destruction (cleavage) of the protective refractory layer. Cooling may provide a heat sink from a highly heat-conducting material, but the introduction of water-cooled pressure into the oven can always create an accident hazard. In the prototype, an external cooled contour is created on the furnace, which significantly complicates the design of the furnace and increases the cost of its creation, but does not exclude the loss of the cooling jacket due to leaks of the aggressive with respect to the coolant melt and the possibility of an accident. The use of RF patent No. 2134393 for cooling the lining of the furnace roof confirms that the possibility of melt leakage cannot be excluded, and this patent is suitable for cooling the lining, where penetration of the melt into the furnace zone is excluded. Local cooling of the lining due to the introduction of cooled from the outside copper rods causes a temperature gradient from the end of the rod to the fire surface of the refractory to 17 ° C / mm, which leads to thermal stresses in the refractory and its chips during non-stationary thermal effects. Thus, this patent does not ensure the explosion-proof cooling, does not exclude the possibility of thermal stresses in the refractory and its cleavage, and the nastyl (skull) formed on the surface of the refractory has a detrimental effect on the cooling mode due to a drop in the heat transfer coefficient. The total thermal resistance of the wall is influenced not only by the thickness and thermal conductivity of the layer, but also by the external thermal resistance of the layer, determined by the conditions of external heat transfer — the Biot criterion (Βί), and, in particular, by the heat transfer coefficient from the melt to the wall α 1 . For conditions when α 1 > 250 kcal / m 2 ° С, external heat exchange becomes dominant, and the wall operation under these conditions is determined by criterion Βί, and the temperature control of the wall is impossible without the periodic appearance of a layer of skull.

Задачей предлагаемого технического решения является создание футеровки стенки металлургической печи, работающей в зоне контакта с расплавом или с высокоскоростным газовым потоком, увеличивающей срок стойкости стенки печи.The objective of the proposed technical solution is to create a lining of the wall of a metallurgical furnace operating in the zone of contact with the melt or with a high-speed gas flow, which increases the durability of the furnace wall.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в том, что футеровка стенки метал- 1 029948The technical result of the invention lies in the fact that the lining of the metal wall is 1 029948

лургической печи, включающая огнеупорную футеровку, теплопроводную засыпку, содержащую элементы из теплопроводного материала, примыкающую к охлаждаемому элементу, при этом огнеупорная футеровка контактирует с расплавом или газовой атмосферой печи, а внутренняя сторона стенки футеровки содержит элементы из высокотеплопроводного материала, согласно изобретению футеровку ниже и выше оси фурм по всей толщине и высоте выполняют послойно материалами с различной теплопроводностью при отношении внутреннего термического сопротивления к внешнему для слоя теплопроводного материала Βί=(1,67-16,81)10-3, а огнеупора Βί = 1,67-7,5.furnace, including a refractory lining, heat-conducting filling containing elements of heat-conducting material adjacent to the cooled element, while the fire-resistant lining contacts the melt or gas atmosphere of the furnace, and the inside of the wall of the lining contains elements of high-heat conducting material, according to the invention, the lining below and above tuyeres axes throughout the entire thickness and height are performed in layers with materials with different thermal conductivities with respect to the internal thermal resistance to eshnemu for the layer of thermally conductive material Βί = (1,67-16,81) 10 -3 and refractory Βί = 1,67-7,5.

Охлаждаемый элемент установлен в фурменной зоне внутри металлургической печи.The cooled element is installed in the tuyere zone inside the metallurgical furnace.

В качестве теплопроводного материала используют сплав на основе меди, никеля, железа.An alloy based on copper, nickel, iron is used as a heat-conducting material.

При этом сплав выбран таким образом, что температура его плавления была не ниже температуры плавления меди.In this case, the alloy is chosen so that its melting point was not lower than the melting point of copper.

Настоящее изобретение предусматривает огнеупорную футеровку металлургической печи, которая способна эксплуатироваться в фурменной зоне внутри печи, где имеет место барботаж расплава дутьем, или в области интенсивного движения отходящих газов.The present invention provides for a refractory lining of a metallurgical furnace, which is capable of being operated in the tuyere zone inside the furnace, where melt sparging by blasting takes place, or in the area of intensive movement of exhaust gases.

Огневая поверхность огнеупора и теплопроводных ребер 6 (см. чертеж) подвергается воздействию высокой температуры расплава или газовой фазы печи. Внутри металлургической печи в зоне максимального теплового воздействия непосредственно у кожуха печи 1 устанавливается охлаждаемый элемент 3. Пустоты между кожухом, охлаждаемым элементом, огнеупором заполняются теплопроводным материалом 2. В печи количество установленных охлаждаемых элементов может быть разнообразно. Охлаждаемые элементы выполнены из высокотеплопроводного материала - сплава, причем сплав выбран таким образом, что температура его плавления не ниже температуры плавления меди. Количество охлаждаемых элементов определяется конструктивными особенностями, условиями эксплуатации огнеупорной футеровки металлургической печи - размерами зоны максимального разгара огнеупора, т.е. где имеет место высокоинтенсивный тепломассообмен. Элементы охлаждаются от системы охлаждения, которая обеспечивает условия взрывобезопасности при контакте теплоносителя с взрывоопасным в отношении воды расплавом или газовой атмосферой печи 7 (при разрушении стенки элемента исключается попадание воды во взрывоопасный расплав). Наружная поверхность охлаждаемого элемента 3 (см. чертеж) имеет тесный контакт с высокотеплопроводным материалом 4 с помощью зажимов 8. Наружная поверхность огнеупора 5 находится в контакте с теплопроводным материалом 4, что обеспечивает отвод тепла от огнеупора 5 из зоны максимальных температур к охлаждаемому элементу 3, тем самым обеспечивает снижение температуры огневой поверхности ниже температуры плавления гарнисажа, что приводит к образованию на огневой поверхности 6 огнеупора и материала гарнисажа. Образовавшийся гарнисаж обеспечивает защиту огнеупора и материала от износа. При незапланированном увеличении внешних условий теплообмена возможен режим, когда весь слой гарнисажа расплавится и будет иметь место уменьшение толщины защитного слоя футеровки, но скорость этого уменьшения намного ниже скорости разгара огнеупора без охлаждения, что увеличивает срок эксплуатации металлургической печи.The fire surface of the refractory and heat-conducting fins 6 (see drawing) is exposed to a high temperature of the melt or the gas phase of the furnace. Inside the metallurgical furnace, in the zone of maximum heat exposure, a cooled element 3 is installed directly at the furnace casing 1. The voids between the casing, the cooled element, and refractory are filled with heat-conducting material 2. In the furnace, the number of installed cooling elements can be varied. The cooled elements are made of a highly heat-conducting material - an alloy, and the alloy is chosen so that its melting point is not lower than the melting point of copper. The number of cooled elements is determined by the design features, the operating conditions of the refractory lining of the metallurgical furnace - the size of the zone of maximum refractory height, i.e. where high-intensity heat and mass transfer takes place. The elements are cooled by the cooling system, which provides an explosion-proof condition when the coolant comes in contact with an explosive melt or gas atmosphere of the furnace 7 with water (if the wall of the element is destroyed, water does not enter the explosive melt). The outer surface of the cooled element 3 (see drawing) has close contact with the highly heat-conducting material 4 using clamps 8. The outer surface of the refractory 5 is in contact with the heat-conducting material 4, which ensures heat transfer from the refractory 5 from the zone of maximum temperatures to the cooled element 3, thereby reducing the temperature of the hot surface below the melting point of the skull, which leads to the formation of refractory material and the skull material on the hot surface 6. The resulting skullcap protects the refractory and material from wear. With an unplanned increase in external conditions of heat exchange, a mode is possible when the entire layer of skull melts and there is a decrease in the thickness of the protective lining layer, but the rate of this decrease is much lower than the heat of the refractory without cooling, which increases the service life of the metallurgical furnace.

Выбор толщины слоев футеровки определяется из условий критерия ΒίThe choice of the thickness of the lining layers is determined from the conditions of the criterion Βί

<5<5

Βί =Βί =

где δ - толщина слоя;where δ is the layer thickness;

λ - теплопроводность слоя;λ - thermal conductivity of the layer;

α! - коэффициент теплоотдачи от расплава.α! - heat transfer coefficient from the melt.

Отношение внутреннего з к внешнему тепловому сопротивлению 1/λ1 для слоя теплопроводного материала определяется толщиной материала, его теплопроводностью и условиями внешнего теплообмена α1. Максимальная величина Βί слоя материала отвечает максимальной толщине теплопроводного слоя 5,0 мм, а минимальная 2,0 мм. Слой теплопроводного материала толщиной 5,0 мм предназначен для установки его в зоне барботажа расплава газом, а толщиной 2,0 мм - в газовом, шлаковом и шлакоштейновом пространстве печи. Минимальная величина Βί огнеупорного материала отвечает минимальной толщине огнеупора с его максимальной теплопроводностью λ = 6,98 Вт/м°С, а максимальная величина Βί огнеупору с теплопроводностью 3,95 Вт/м°С.The ratio of internal C to external thermal resistance 1 / λ 1 for a layer of heat-conducting material is determined by the thickness of the material, its thermal conductivity, and the conditions of external heat exchange α 1 . The maximum value Βί of the material layer corresponds to the maximum thickness of the heat-conducting layer 5.0 mm, and the minimum 2.0 mm. A layer of heat-conducting material with a thickness of 5.0 mm is intended for installation in the zone of melt sparging with gas, and with a thickness of 2.0 mm in the gas, slag and slag skimming space of the furnace. The minimum value of Βί refractory material corresponds to the minimum thickness of the refractory with its maximum thermal conductivity λ = 6.98 W / m ° C, and the maximum value Βί of refractory material with a thermal conductivity of 3.95 W / m ° C.

Перед установкой футеровки в металлургическую печь огнеупорный кирпич предварительно обжимается теплопроводным материалом. Проверяется крепление теплопроводного материала к охлаждаемому элементу. Внутрь металлургической печи сначала устанавливают охлаждаемые элементы. Элементы проходят внутри печи за ее кожухом (см. чертеж). Футеровку стенки начинают с установки слоя теплопроводного материала 4, а затем огнеупорного кирпича 5, а затем опять слой теплопроводного материала 4. После этого происходит крепление слоя материала 4 (см. чертеж) на охлаждаемом элементе 3. После этого операции футеровки повторяются. Зазоры между кожухом, элементом и огнеупором заполняются теплопроводной засыпкой, пастой или мастикой. Заполнение зазоров проверяется щупом. Охлаждаемые элементы после монтажа футеровки подключаются к взрывобезопасной системе охлаждения.Before installing the lining in a metallurgical furnace, the refractory brick is precompressed with a heat-conducting material. The fastening of the heat-conducting material to the cooled element is checked. Inside the metallurgical furnace, first install the cooled elements. The elements pass inside the furnace behind its casing (see drawing). The lining of the wall begins with the installation of a layer of thermally conductive material 4, and then refractory brick 5, and then again a layer of thermally conductive material 4. After this, the layer of material 4 (see the drawing) is fixed on the cooled element 3. After this, the lining operation is repeated. The gaps between the casing, the element and the refractory are filled with heat-conducting filling, paste or mastic. Filling gaps checked probe. The cooled elements after mounting the lining are connected to an explosion-proof cooling system.

- 2 029948- 2 029948

Проверка футеровки осуществлялась на плавильной печи типа "Норанда" и горизонтальном конвертере для переработки медных штейнов. В печи футеровка (см. чертеж) устанавливалась в фурменной зоне, где имеет место барботаж расплава обогащенным по кислороду дутьем. Охлаждаемые элементы размещались внутри печи ниже, выше оси фурм и в газовом пространстве печи в зоне движения высокоскоростного, высокотемпературного потока газа. После выбивки огнеупорной кладки через боковую поверхность печи, внутри ее у кожуха устанавливались 12 охлаждаемых элементов. Оребрение 4 (см. чертеж) предварительно обжималось на огнеупоре 5 и охлаждаемом элементе 3. После установки охлаждаемых элементов начиналась футеровка, как показано на чертеже. Зазоры между кожухом, охлаждаемым элементом и оребрением заливались теплопроводной мастикой. Заполнение зазоров проверялось щупом. После монтажа стенки охлаждаемые элементы подключались к взрывобезопасной системе водяного охлаждения под разрежением. Срок эксплуатации стенки увеличился в два раза, несмотря на использование обогащенного по кислороду дутья, что отсутствовало ранее. В горизонтальном конвертере для переработки медных штейнов в фурменной зоне устанавливалось 6 охлаждаемых элементов (2 - ниже и 4 выше оси фурм). Футеровка стенки горизонтального конвертера аналогична футеровке стенки плавильной печи типа "Норанда". Толщина огнеупорного кирпича перед охлаждаемыми элементами в печи типа "Норанда" и горизонтальном конвертере составила 520 мм. После окончания футеровки охлаждаемые элементы подключались к взрывобезопасной системе.The lining test was carried out on a Noranda type smelting furnace and a horizontal converter for processing copper mattes. In the kiln, the lining (see drawing) was installed in the tuyere zone, where melt sparging with oxygen-enriched blast takes place. The cooled elements were placed inside the furnace below, above the axis of the tuyeres and in the gas space of the furnace in the zone of movement of the high-speed, high-temperature gas flow. After knocking out the refractory masonry through the side surface of the furnace, 12 cooled elements were installed inside it at the casing. The fins 4 (see drawing) were pre-crimped on the refractory 5 and the cooled element 3. After the installation of the cooled elements, the lining began, as shown in the drawing. The gaps between the casing, the cooled element and the fins were filled with heat-conducting mastic. Filling gaps checked probe. After mounting the wall, the cooled elements were connected to an explosion-proof water cooling system under vacuum. The lifetime of the wall has doubled, despite the use of oxygen-enriched blast, which was absent earlier. In the horizontal converter for processing copper mattes in the tuyere zone, 6 cooled elements were installed (2 - below and 4 above the tuyere axis). The lining of the wall of the horizontal converter is similar to the lining of the wall of a Noranda-type melting furnace. The thickness of the refractory brick in front of the cooled elements in a Noranda-type furnace and a horizontal converter was 520 mm. After the lining was completed, the cooled elements were connected to an explosion-proof system.

Подписи к чертежу: 1 - кожух печи; 2 - теплопроводный материал; 3 - стенка охлаждаемого элемента; 4 - слой теплопроводного материала; 5 - огнеупор; 6 - огневая поверхность; 7 - сечение элемента для прохода теплоносителя; 8 - крепление.Signatures to the drawing: 1 - furnace casing; 2 - heat-conducting material; 3 - wall of the cooled element; 4 - layer of heat-conducting material; 5 - refractory; 6 - fire surface; 7 is a cross section of the element for the passage of the coolant; 8 - mount.

Claims (4)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Футеровка стенки металлургической печи, включающая огнеупорную футеровку, теплопроводную засыпку, содержащую элементы из теплопроводного материала, примыкающую к охлаждаемому элементу, при этом огнеупорная футеровка контактирует с расплавом или газовой атмосферой печи, а внутренняя сторона стенки футеровки содержит элементы из высокотеплопроводного материала, отличающаяся тем, что футеровку ниже и выше оси фурм по всей толщине и высоте выполнена послойно материалами с различной теплопроводностью при отношении внутреннего термического сопротивления к внешнему для слоя теплопроводного материала Βι = (1,67-16,81)10-3, а огнеупора Βι = 1,67-7,5.1. Lining the wall of a metallurgical furnace, including a refractory lining, heat-conducting filling containing elements of heat-conducting material adjacent to the cooled element, while the refractory lining is in contact with the melt or gas atmosphere of the furnace, and the inside of the wall of the lining contains elements of high-heat conducting material differing from that the lining below and above the axis of the tuyeres throughout the thickness and height is made in layers of materials with different thermal conductivities with respect to the internal term Skog resistance for the outer layer of thermally conductive material Βι = (1,67-16,81) 10 -3 and refractory Βι = 1,67-7,5. 2. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что охлаждаемый элемент установлен в фурменной зоне внутри металлургической печи.2. The lining according to claim 1, characterized in that the cooled element is installed in the tuyere zone inside the metallurgical furnace. 3. Футеровка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в качестве теплопроводного материала используют сплав на основе меди, никеля, железа.3. Lining according to claim 1 or 2, characterized in that an alloy based on copper, nickel and iron is used as a heat-conducting material. 4. Футеровка по п.3, отличающаяся тем, что сплав выбран таким образом, что температура его плавления не ниже температуры плавления меди.4. The lining according to claim 3, characterized in that the alloy is chosen so that its melting point is not lower than the melting point of copper.
EA201600267A 2013-10-15 2014-12-10 Wall lining for a metallurgical furnace EA029948B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013146135/02A RU2555697C2 (en) 2013-10-15 2013-10-15 Metallurgical furnace wall lining
PCT/RU2014/000926 WO2015057113A2 (en) 2013-10-15 2014-12-10 Wall lining for a metallurgical furnace

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201600267A1 EA201600267A1 (en) 2016-07-29
EA029948B1 true EA029948B1 (en) 2018-06-29

Family

ID=52828827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201600267A EA029948B1 (en) 2013-10-15 2014-12-10 Wall lining for a metallurgical furnace

Country Status (5)

Country Link
AU (1) AU2014334965B2 (en)
CL (1) CL2016000889A1 (en)
EA (1) EA029948B1 (en)
RU (1) RU2555697C2 (en)
WO (1) WO2015057113A2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998054367A1 (en) * 1997-05-30 1998-12-03 Hoogovens Staal B.V. Refractory wall structure
RU2134393C1 (en) * 1994-02-16 1999-08-10 Дзе Юниверсити Оф Мельбурн Furnace wall lining and method for its fabrication
RU2398166C2 (en) * 2005-02-28 2010-08-27 Поль Вурт С.А. Electric arc furnace

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5285004A (en) * 1976-01-09 1977-07-15 Sanyo Special Steel Co Ltd Furnace wall for superhighhpower arc furnace for steel making
JP2875413B2 (en) * 1990-07-09 1999-03-31 川崎製鉄株式会社 Molten metal container
US6280681B1 (en) * 2000-06-12 2001-08-28 Macrae Allan J. Furnace-wall cooling block
DE10119034A1 (en) * 2001-04-18 2002-10-24 Sms Demag Ag Cooling element used for cooling a metallurgical oven for producing non-ferrous metals and pig iron comprises a cool part having a coolant feed and a coolant outlet, and a hot part cooled by the introduction of heat
CH699405B1 (en) * 2008-08-26 2021-06-15 Mokesys Ag Refractory wall, especially for an incinerator.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2134393C1 (en) * 1994-02-16 1999-08-10 Дзе Юниверсити Оф Мельбурн Furnace wall lining and method for its fabrication
WO1998054367A1 (en) * 1997-05-30 1998-12-03 Hoogovens Staal B.V. Refractory wall structure
RU2398166C2 (en) * 2005-02-28 2010-08-27 Поль Вурт С.А. Electric arc furnace

Also Published As

Publication number Publication date
AU2014334965B2 (en) 2018-02-22
EA201600267A1 (en) 2016-07-29
RU2013146135A (en) 2015-04-20
WO2015057113A2 (en) 2015-04-23
AU2014334965A1 (en) 2016-05-05
CL2016000889A1 (en) 2016-09-23
RU2555697C2 (en) 2015-07-10
WO2015057113A3 (en) 2015-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3849587A (en) Cooling devices for protecting refractory linings of furnaces
ZA200500513B (en) Cooling element
Verscheure et al. Furnace cooling technology in pyrometallurgical processes.
FI126540B (en) Blast furnace for metallurgical processes
EA029948B1 (en) Wall lining for a metallurgical furnace
CN105509475B (en) A kind of high leakproofness high temperature resistant gate and its application method
Shrivastava et al. Computational study of blast furnace cooling stave using heat transfer analysis
Kyllo et al. Composite furnace module cooling systems in the electric slag cleaning furnace
EP2960608A1 (en) Method for cooling housing of melting unit and melting unit
CN108253787A (en) Electromagnetism submerged combustion smelting device
Kumar et al. Strategic steps towards longer and reliable blast furnace trough campaign–Tata Steel experience
JP2013127352A (en) Cooling method for three-phase ac electrode type circular electric furnace and the three-phase ac electrode type circular electric furnace
Mc Dougall Water-cooled tap-hole blocks
Plascencia et al. Extending the life of water-cooled copper cooling fingers for furnace refractories
SU1806322A3 (en) Melting furnace bath lining
Kennedy et al. High intensity slag resistance furnace design
KR100851188B1 (en) method for prolonging of blast furnace stave campaign life
Hundermark et al. Redoubling Platinum Group Metal Smelting Intensity—Operational Challenges and Solutions
RU2088868C1 (en) Reverberating furnace hearth lining
Kyllo et al. Developing composite furnace module cooling systems
SU943510A1 (en) Electric arc furnace arch section
RU95664U1 (en) ELECTRIC FURNACE MIXER
JP3253250B2 (en) Cooling device for corner part and flat part of flash furnace and their arrangement structure
De Vries et al. Novel DC Furnace Design for Smelting Nickel and Cobalt Bearing Concentrate from Spent Alumina Catalyst
Shima et al. Refractories of Flash Furnaces in Japan