RU168445U1

RU168445U1 - Hearth of a ring heating furnace

Info

Publication number: RU168445U1
Application number: RU2016104758U
Authority: RU
Inventors: Сергей Андреевич Рычков; Олег Геральдович Клестов; Андрей Анатольевич Речкалов; Евгений Николаевич Демин; Валерий Александрович Хохлов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "СпецОгнеупорКомплект"
Priority date: 2016-02-11
Filing date: 2016-02-11
Publication date: 2017-02-02

Abstract

Полезная модель направлена на более полное использование рабочего пространства кольцевой нагревательной печи, имеющей наружный диаметр 32 м. Подина содержит смонтированные на поверхности огнеупорного пода концентрично расположенные по отношению друг к другу шесть рядов кольцевых опор из огнеупорного материала с пределом прочности на сжатие до 83 Н/мм, сечение опор представляет собой прямоугольный выступ над поверхностью огнеупорного пода, ширина которого составляет 280±10 мм.The utility model is aimed at making fuller use of the working space of an annular heating furnace with an outer diameter of 32 m. The hearth contains six rows of annular supports made of refractory material concentrically arranged with respect to each other on the surface of the refractory hearth with a compressive strength of up to 83 N / mm , the cross-section of the supports is a rectangular protrusion above the surface of the refractory hearth, the width of which is 280 ± 10 mm

Description

Полезная модель относится к металлургии и может быть использована в конструкции кольцевой нагревательной печи с вращающимся подом, имеющей наружный диаметр 32 м, которая предназначена для нагрева под последующую обработку трубных заготовок диаметром от 290 до 360 мм, длиной от 1500 до 4200 мм.The utility model relates to metallurgy and can be used in the design of an annular rotary hearth heating furnace with an outer diameter of 32 m, which is intended for heating for subsequent processing of tube blanks with diameters from 290 to 360 mm, lengths from 1,500 to 4,200 mm.

Известно, что в кольцевых нагревательных печах используются подины, футерованные слоями огнеупорного материала, включая верхний рабочий слой, на котором располагают нагреваемые заготовки. Использование плоской поверхности рабочего слоя пода печи для укладки нагреваемых заготовок приводит к увеличению неравномерности прогрева заготовки по ее объему, что затрудняет дальнейшую технологическую обработку заготовки на прошивочном стане.It is known that in ring heating furnaces, hearths are lined with layers of refractory material, including the upper working layer, on which the heated workpieces are placed. The use of a flat surface of the working layer of the furnace hearth for laying heated billets leads to an increase in the uneven heating of the billet by its volume, which complicates further technological processing of the billet on the piercing mill.

Для предотвращения этого явления на рабочем слое вращающегося пода печи монтируют опоры для укладки нагреваемых заготовок (RU 846968, опубл. 15.07.1981) [1]. Для возможности нагрева заготовок различной длины с определенным шагом монтируют ряды кольцевых опор из огнеупорного материала. Количество рядов кольцевых опор выбирают в зависимости от номенклатуры обрабатываемых заготовок. Так, например, в кольцевой печи по RU 2087815, опубл. 20.08.1997 [2], может быть выполнено два или три ряда кольцевых опор. Использование двух или трех рядов кольцевых опор в кольцевой нагревательной печи, имеющей наружный диаметр 32 м, может привести к деформации нагреваемых заготовок, а именно к прогибам либо средней части заготовок, либо их свисающих концов под действием силы тяжести. Кроме того, это может привести к нарушению цилиндричности нагреваемых заготовок.To prevent this phenomenon, supports are mounted on the working layer of the rotating hearth of the furnace for laying heated billets (RU 846968, publ. 15.07.1981) [1]. For the possibility of heating workpieces of various lengths with a certain step, rows of annular supports made of refractory material are mounted. The number of rows of ring supports is selected depending on the range of workpieces. So, for example, in a ring furnace according to RU 2087815, publ. 08/20/1997 [2], two or three rows of ring supports can be made. The use of two or three rows of ring supports in an annular heating furnace having an outer diameter of 32 m can lead to deformation of the heated workpieces, namely, deflections of either the middle part of the workpieces or their hanging ends under gravity. In addition, this can lead to a violation of the cylindricality of the heated workpieces.

Наиболее близкой к заявляемой конструкции является подина, предназначенная для кольцевой нагревательной печи, имеющей наружный диаметр 32 м (RU 128301, опубл. 20.05.2013) [3]. Данная подина содержит рабочий слой, футерованный огнеупорным материалом, на котором смонтировано от двух до четырех рядов кольцевых опор из огнеупорного материала. Сечение кольцевых опор представляет собой прямоугольный выступ, высота выступа над поверхностью рабочего слоя подины составляет h=45÷120 мм, выступ углублен в массив пода на величину Z=(7,6÷3,0) h, ширина выступа и расстояние между выступами находятся в пределах (22,2÷8,3) h.Closest to the claimed design is a hearth designed for an annular heating furnace having an outer diameter of 32 m (RU 128301, publ. 05.20.2013) [3]. This hearth contains a working layer lined with refractory material, on which two to four rows of annular supports of refractory material are mounted. The cross-section of the ring supports is a rectangular protrusion, the height of the protrusion above the surface of the working layer of the bottom is h = 45 ÷ 120 mm, the protrusion is deepened into the hearth array by the value Z = (7.6 ÷ 3.0) h, the width of the protrusion and the distance between the protrusions are within (22.2 ÷ 8.3) h.

Высота выступа над поверхностью рабочего слоя подины обусловлена облегчением процесса загрузки/выгрузки заготовок из рабочего пространства печи, а также предотвращением механических разрушений опорных элементов вследствие возможных ударных нагрузок в процессе укладки заготовок на опоры. Ширина выступов и шаг между рядами опор выбраны из условий обеспечения устойчивого положения заготовок при укладке на опоры. Так как выступы выполнены в виде огнеупорного кирпича или блока, для их устойчивого расположения кирпич или блок заглублены в тело рабочего слоя подины не менее, чем на величину Z=(8÷3) h.The height of the protrusion above the surface of the working layer of the hearth is due to the facilitation of the process of loading / unloading the workpieces from the working space of the furnace, as well as the prevention of mechanical destruction of the support elements due to possible shock loads during the laying of the workpieces on the supports. The width of the protrusions and the step between the rows of supports are selected from the conditions for ensuring a stable position of the workpieces when laying on the supports. Since the protrusions are made in the form of refractory brick or block, for their stable location, the brick or block is buried in the body of the working layer of the hearth not less than by the value Z = (8 ÷ 3) h.

В верхнем слое подины выступы обеспечивают повышение стойкости всей подины в целом, а также ремонтопригодность всего вращающегося пода, поскольку существенно облегчается замена рабочих изнашивающихся элементов. Наличие зазора между нижней частью заготовки и поверхностью рабочего слоя подины обеспечивает более равномерный прогрев по сечению заготовки, что приводит к сокращению времени нахождения заготовки в печи, времени нагрева в целом, а также увеличению производительности и сокращению удельного расхода топлива.The protrusions in the upper layer of the hearth provide increased durability of the entire hearth as a whole, as well as maintainability of the entire rotating hearth, since the replacement of working wear elements is greatly facilitated. The presence of a gap between the lower part of the workpiece and the surface of the working layer of the hearth provides a more uniform heating over the cross section of the workpiece, which reduces the time spent on the workpiece in the furnace, the heating time as a whole, and also increases productivity and reduces specific fuel consumption.

Количество рядов кольцевых опор от двух до четырех в данной известной подине обеспечивает выполнение задачи по повышению равномерности прогрева заготовок и увеличению производительности нагревательной печи, имеющей наружный диаметр 32 м, однако допускает обработку заготовок только с определенным соотношением длина/диаметр, что не обеспечивает возможность нагрева всей номенклатуры нагреваемых трубных заготовок, для которой эта печь предназначена.The number of rows of ring supports from two to four in this known hearth provides the task of increasing the uniformity of heating the workpieces and increasing the productivity of a heating furnace having an outer diameter of 32 m, however, it allows processing of workpieces only with a certain length / diameter ratio, which does not allow heating of the entire nomenclature of heated tube billets for which this furnace is intended.

Задача заявленной подины заключается в повышении качества нагреваемых трубных заготовок всей номенклатуры нагреваемых трубных заготовок, для которой предназначена кольцевая нагревательная печь, имеющая наружный диаметр 32 м.The objective of the declared hearth is to improve the quality of heated tube blanks of the entire range of heated tube blanks, for which an annular heating furnace with an outer diameter of 32 m is intended.

Для решения поставленной задачи предложена подина кольцевой нагревательной печи, содержащая смонтированные на поверхности огнеупорного пода, концентрично расположенные по отношению друг к другу ряды кольцевых опор для укладки нагреваемых заготовок, опоры выполнены из огнеупорного материала, сечение опор представляет собой прямоугольный выступ над поверхностью огнеупорного пода, при этом на поверхности огнеупорного пода смонтированы шесть рядов кольцевых опор из огнеупорного материала с пределом прочности на сжатие до 83 Н/мм², а выступ над поверхностью огнеупорного пода имеет ширину 280±10 мм.To solve this problem, a hearth of an annular heating furnace is proposed, comprising rows of annular supports mounted on the surface of the refractory hearth concentrically relative to each other for laying heated blanks, supports made of refractory material, the cross section of the supports is a rectangular protrusion above the surface of the refractory hearth, this six rows of ring supports of refractory material mounted on the hearth refractory surface with compressive strength to 83 N / mm ^2, and you tup over the surface of the refractory of the hearth has a width of 280 ± 10 mm.

Сущность заявленного технического решения заключается в следующем. The essence of the claimed technical solution is as follows.

Для рабочего пространства кольцевой нагревательной печи, имеющей наружный диаметр 32 м, шесть рядов кольцевых опор, сечение которых представляет собой прямоугольный выступ над поверхностью огнеупорного пода, имеющий ширину 280±10 мм, является оптимальным для рабочего слоя вращающегося пода этой печи. Такие опоры позволяют располагать на своей поверхности всю номенклатуру заготовок, для которой эта печь предназначена, причем без снижения качества нагрева заготовок, т.к. опоры выполнены из огнеупорного и высокопрочного материала. Большее количество рядов или увеличенная ширина выступов снизит равномерность прогрева заготовок, приближая конструкцию пода к плоской поверхности, меньшее количество рядов кольцевых опор приведет к нежелательной деформации заготовок при нагреве.For the working space of an annular heating furnace having an outer diameter of 32 m, six rows of annular supports, the cross section of which is a rectangular protrusion above the surface of the refractory hearth, having a width of 280 ± 10 mm, is optimal for the working layer of the rotating hearth of this furnace. Such supports allow you to place on its surface the entire range of blanks for which this furnace is designed, and without reducing the quality of heating the blanks, because supports are made of refractory and high-strength material. A larger number of rows or an increased width of the protrusions will reduce the uniformity of heating of the workpieces, bringing the hearth design closer to a flat surface, a smaller number of rows of ring supports will lead to undesirable deformation of the workpieces during heating.

Новый технический результат, достигаемый заявленным решением, заключается в более полном использовании рабочего пространства кольцевой нагревательной печи, имеющей наружный диаметр 32 м.A new technical result achieved by the claimed solution is a more complete use of the working space of the ring heating furnace having an outer diameter of 32 m

Полезная модель иллюстрируется рисунками, где на фиг. 1 изображен фрагмент поверхности рабочего слоя пода кольцевой нагревательной печи; на фиг. 2 - поперечный разрез вращающегося пода.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a fragment of the surface of the working layer of the hearth of an annular heating furnace; in FIG. 2 is a cross section of a rotating hearth.

Подина предназначена для кольцевой нагревательной печи, имеющей R, соответствующий наружному диаметру печи 32 м, и, соответственно R1 - радиус средней линии пода, равный 12 м. Подина содержит монолитный огнеупорный под 1, выполненный из огнеупорного бетона. На поверхности пода 1 смонтированы концентрично расположенные по отношению друг к другу и равномерно по отношению к средней линии пода шесть рядов кольцевых опор 2, сечение которых представляет собой прямоугольный выступ 3 над поверхностью огнеупорного пода. Ширина выступов 3 составляет 280±10 мм. В качестве выступов 3 использованы отдельные огнеупорные блоки 4, выполненные из материала марки ВГВИ-60 по стандарту организации СТО 1086672005144-003-2008 с пределом прочности на сжатие до 83 Н/мм². Для предотвращения сдвигов отдельных блоков и нарушения геометрии кольцевой опоры в целом промежутки между кольцевыми опорами 2 заполнены шамотным кирпичом 5. Высота заполнения промежутков шамотным кирпичом ниже высоты выступов над поверхностью пода 1. Это формирует пространство для накопления окалины и позволяет увеличить время непрерывной работы печи до возникновения необходимости очистки пода. При этом каждый блок по периметру отделен от соседнего блока огнеупорным волокнистым материалом, компенсирующим тепловое расширение материала блока. При работе печи на ряды кольцевых опор равномерно укладывают трубные заготовки с заданным соотношением длина/диаметр из номенклатуры заготовок диаметром от 290 до 360 мм, длиной от 1500 до 4200 мм. Расстояние между заготовками обеспечивают поворотом пода. Прогрев заготовок осуществляют по мере их прохождения по рабочим зонам печи за полный оборот подины. Нагретые заготовки заменяют на новые и т.д.The hearth is designed for an annular heating furnace having R corresponding to the outer diameter of the furnace 32 m, and accordingly R1 is the radius of the midline of the hearth equal to 12 m. The hearth contains a monolithic refractory under 1 made of refractory concrete. On the surface of the hearth 1, six rows of annular supports 2 are arranged concentrically arranged with respect to each other and uniformly with respect to the midline of the hearth, the cross section of which is a rectangular protrusion 3 above the surface of the refractory hearth. The width of the protrusions 3 is 280 ± 10 mm. As protrusions 3, individual refractory blocks 4 were used, made of material of the VGVI-60 brand according to the organization standard STO 1086672005144-003-2008 with a compressive strength of up to 83 N / mm ² . To prevent displacement of individual blocks and violation of the geometry of the ring support, in general, the gaps between the ring supports 2 are filled with chamotte brick 5. The filling height of the gaps with chamotte brick is lower than the height of the protrusions above the surface of the hearth 1. This creates a space for accumulation of scale and allows to increase the time of continuous operation of the furnace until need to clean the hearth. Moreover, each block along the perimeter is separated from the neighboring block by refractory fibrous material, compensating for the thermal expansion of the block material. During operation of the furnace, pipe billets with a predetermined length / diameter ratio from the range of billets with a diameter of 290 to 360 mm and a length of 1,500 to 4,200 mm are evenly laid on rows of ring supports. The distance between the workpieces is provided by turning the hearth. Warming up of the workpieces is carried out as they pass through the working areas of the furnace for a full revolution of the hearth. Heated workpieces are replaced with new ones, etc.

Расположение нагреваемых заготовок на шести рядах кольцевых опор заявленной подины обеспечивает равномерный прогрев материала трубных заготовок всей номенклатуры, для нагрева которой предназначена кольцевая нагревательная печь, имеющая наружный диаметр 32 м.The location of the heated billets on six rows of annular supports of the declared hearth provides uniform heating of the material of the tubular billets of the entire range, for heating which an annular heating furnace with an outer diameter of 32 m is intended.

Claims

The hearth for an annular heating furnace for tube billets having an outer diameter of 32 m, comprising rows of ring supports mounted on the surface of the refractory hearth concentrically with respect to each other for laying heated billets, while the supports are made of refractory material and have a rectangular cross-section protrusions above the surface of the refractory hearth, characterized in that on the surface of the refractory hearth there are six rows of annular supports made of refractory material having a tensile strength spine compression to 83 N / mm ^2, wherein the protrusion above the surface of the refractory of the hearth has a width of 280 ± 10 mm.