RU2118773C1

RU2118773C1 - Cooled brace-suspended crown of open-hearth furnace

Info

Publication number: RU2118773C1
Application number: RU95113545A
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Зайцев; Олег Владимирович Филипьев; Наталия Николаевна Зайцева; Виктор Иванович Шевченко; Анатолий Петрович Чеботарев; Дмитрий Федорович Канищев; Виктор Александрович Чинокал
Original assignee: Частное предприятие "Домна 92"
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1995-07-31
Publication date: 1998-09-10

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy, namely crowns of open-hearth furnaces. SUBSTANCE: cooled brace-suspended crown of open-hearth furnace includes refractory bricks secured to supporting square-cross section tubes provided with water- or evaporation-type cooling system. Bricks are secured to supporting tubes by means of steel plates and pins. Cooled tubes are mutually spaced by 225-300 mm. From above bricks are covered by refractory mass layer whose thickness consists 0.8-1.2 of length of rib of cooled supporting tube. EFFECT: improved design. 4 dwg

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к конструкции свода мартеновских печей. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular, to the design of the arch of open-hearth furnaces.

Как известно, с шестидесятых годов в мартеновских печах начали заменять динасовые своды хромомагнезитовыми, которые благодаря более высокой стойкости получили широкое распространение. As you know, from the sixties in the open-hearth furnaces they began to replace dynamo arches with chromomagnesite, which, due to their higher resistance, became widespread.

В настоящее время на мартеновских печах применяют распорно-подвесные своды из хромистых огнеупорных кирпичей. Наибольшее распространение получили распорно-подвесные своды конструкции Всесоюзного института огнеупоров, впервые освоенные на Магнитогорском металлургическом комбинате. Кирпичи свода подвешиваются на специальных пружинных подвесках, которые регулируют по мере температурного роста свода. Currently, open-hearth vaults made of chrome refractory bricks are used on open-hearth furnaces. The most widely used are expansion and suspension arches of the design of the All-Union Institute of Refractories, first mastered at the Magnitogorsk Iron and Steel Works. Arch bricks are suspended on special spring pendants, which adjust as the arch grows in temperature.

Подвески соединены с опорной конструкцией из угольников и стальных пластин, к которым крепятся при помощи штырей огнеупорные кирпичи. Данная конструкция описана в источнике [1]. The pendants are connected to the supporting structure of squares and steel plates, to which refractory bricks are attached using pins. This design is described in the source [1].

Эта конструкция свода была усовершенствована. Усовершенствование заключается в том, что в ней каждая пара смежных кирпичей имеет самостоятельную подвеску [2] . В данном источнике указано, что в усовершенствованной конструкции скорость износа свода снижается с 0,96 - 1,2 мм за плавку. This arch design has been improved. The improvement consists in the fact that in it each pair of adjacent bricks has an independent suspension [2]. This source indicates that in an improved design the rate of wear of the arch is reduced from 0.96 - 1.2 mm per melt.

Для печей садкой 400 т выплавка стали за кампанию увеличилась с 133-138 до 152-165 тыс. т. For 400 t furnace charge furnaces, steel production per campaign increased from 133-138 to 152-165 thousand tons.

Описанной конструкции свода присущи недостатки, связанные с высокой температурой рабочего пространства и наличием в технологических газах плавильной пыли. Рабочая зона сводовых кирпичей насыщается окислами железа и становится рыхлой, объем перерожденной части кирпичей увеличивается, свод превращается из распорно-подвесного в распорный, который весьма чувствителен к колебаниям температуры. The described design of the arch has inherent disadvantages associated with the high temperature of the working space and the presence of melting dust in the process gases. The working area of the vaulted bricks is saturated with iron oxides and becomes loose, the volume of the degenerated part of the bricks increases, the vault is transformed from a span-suspended into a spacer, which is very sensitive to temperature fluctuations.

В результате под действием распорной нагрузки перерожденная часть кирпичей отламывается от прочной части кирпичей. As a result, under the action of the spacer load, the regenerated part of the bricks breaks off from the strong part of the bricks.

Наиболее близким к описываемому изобретению является охлаждаемый распорно-подвесной свод мартеновской печи, содержащий огнеупорные кирпичи, подвешенные с помощью штырей к несущим опорным трубам с водяным или испарительным охлаждением и расположенный над кирпичами слой огнеупорной массы [3]. Closest to the described invention is a cooled expansion-suspension arch of the open-hearth furnace, containing refractory bricks suspended by pins from the supporting support tubes with water or evaporative cooling and a layer of refractory mass located above the bricks [3].

Использование в известном своде охлаждаемых опорных конструкций позволило увеличить его стойкость. The use in a well-known set of cooled supporting structures allowed to increase its durability.

Однако и данному своду присущи недостатки, заключающиеся в повышенной скорости износа хромомагнезитового кирпича. However, this vault is also characterized by disadvantages consisting in an increased wear rate of chromomagnesite bricks.

Желаемым техническим результатом описываемого изобретения является повышение стойкости свода, надежности его эксплуатации и увеличение длительности кампании печи. The desired technical result of the described invention is to increase the durability of the arch, the reliability of its operation and increase the duration of the campaign of the furnace.

Это достигается тем, что в известном распорно-подвесном своде мартеновской печи, содержащем огнеупорные кирпичи, подвешенные с помощью штырей к несущим опорным трубам с водяным или испарительным охлаждением и расположенный над кирпичами слой огнеупорной массы, по изобретению, трубы выполнены с квадратным сечением и расположены друг от друга на расстоянии 225-300 мм, а высота расположенного над кирпичами слоя огнеупорной массы равна 0,8-1,2 длины ребра опорной трубы. This is achieved by the fact that in the known expansion and suspension arch of the open-hearth furnace containing refractory bricks suspended by pins from the supporting support pipes with water or evaporative cooling and a layer of refractory mass located above the bricks according to the invention, the pipes are made with a square cross section and are arranged one another from a friend at a distance of 225-300 mm, and the height of the layer of refractory mass located above the bricks is 0.8-1.2 of the length of the rib of the support pipe.

На фиг. 1 изображен предлагаемый свод; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 и 4 - распределение температур в огнеупорной кладке свода. In FIG. 1 shows the proposed code; in FIG. 2 - top view; in FIG. 3 and 4 - temperature distribution in the refractory masonry of the vault.

Опорная часть огнеупорных кирпичей 1 свода выполнена из несущих труб 2 квадратного сечения с водяным или испарительным охлаждением. К трубам 2 примыкают опорные стальные пластины 3, которые крепятся к охлаждаемым трубам клиньями 4. The supporting part of the refractory bricks 1 of the arch is made of supporting pipes 2 of square cross section with water or evaporative cooling. Supporting steel plates 3 are adjacent to the pipes 2, which are attached to the pipes to be cooled by wedges 4.

К стальным пластинам 3 кирпичи прикрепляются штырями 5. Между кирпичами уложены прокладки из листовой стали толщиной 1 мм. Вся конструкция крепится на подвеске 6 с пружинной опорой 7, которые опираются на верхние балки 8 обвязки печи. На подвесках имеются опорные шайбы, положение которых регулируется гайками 10. Нагрузка подвесок 5 регулируется сжатием пружин 7. Сверху свода укладывается слой 11 огнеупорной массы, толщина которой находится в пределах 0,8-1,2 б, где б - длина ребра охлаждаемой трубы. Трубы 2 расположены друг от друга на расстоянии 225-300 мм. 3 bricks are attached to the steel plates with pins 5. Between the bricks are laid strips of sheet steel 1 mm thick. The whole structure is mounted on the suspension 6 with a spring support 7, which are based on the upper beams 8 of the furnace strapping. The suspensions have support washers, the position of which is regulated by nuts 10. The load of the suspensions 5 is regulated by compression of the springs 7. A layer 11 of refractory mass is laid on top of the arch, the thickness of which is in the range 0.8-1.2 b, where b is the length of the rib of the chilled pipe. Pipes 2 are located from each other at a distance of 225-300 mm.

Предлагаемая конструкция свода обосновывается тепловыми расчетами, в результате которых установлено, что температура рабочей поверхности свода (со стороны рабочего пространства печи) в охлаждаемом своде ниже, чем в неохлаждаемом своде. The proposed design of the arch is justified by thermal calculations, as a result of which it was found that the temperature of the working surface of the arch (from the working space of the furnace) in the cooled arch is lower than in the uncooled arch.

В начале кампании, когда свод не изношен, охлаждение несущих опорных труб понижает температуру свода незначительно (на 6 - 7^oC).At the beginning of the campaign, when the arch is not worn out, cooling of the supporting support pipes lowers the arch temperature slightly (by 6 - 7 ^o C).

После существенного разрушения свода в конце кампании охлаждение несущих опорных труб понижает температуру свода на 20 - 25^oC.After significant destruction of the arch at the end of the campaign, the cooling of the supporting support pipes lowers the temperature of the arch by 20 - 25 ^o C.

Пример распределения температур в кирпичах свода приведен на фиг. 3 и 4. An example of the temperature distribution in the bricks of the roof is shown in FIG. 3 and 4.

Из физической химии известно, что при увеличении температуры на 10^oC скорость химических процессов удваивается. Поэтому понижение температуры свода на 20 - 25^oC в конце кампании печи существенно снизит скорость насыщения сводовых хромомагнезитовых кирпичей окислами железа и перерождение материала кирпичей, которые приводят к потере прочности и скалыванию перерожденной части.From physical chemistry it is known that with an increase in temperature by 10 ^o C the speed of chemical processes doubles. Therefore, lowering the temperature of the arch by 20 - 25 ^o C at the end of the campaign of the furnace will significantly reduce the rate of saturation of the vaulted chromomagnesite bricks with iron oxides and degeneration of the material of bricks, which lead to loss of strength and cleavage of the degenerate part.

Охлаждение свода способствует увеличению его стойкости. Cooling the vault contributes to its durability.

Большое значение имеет правильный выбор расстояния между несущими опорными охлаждаемыми трубами. Экспериментально установлено, что при остаточной толщине свода 50 мм охлаждение дает существенный эффект при расстоянии между трубами 30 мм. Ожидаемое увеличение стойкости свода (увеличение количества плавок без проведения ремонта свода) оценивается в 25-30%. Of great importance is the correct choice of the distance between the supporting supporting cooled pipes. It was experimentally established that with a residual arch thickness of 50 mm, cooling gives a significant effect with a pipe spacing of 30 mm. The expected increase in the resistance of the vault (an increase in the number of heats without repairing the vault) is estimated at 25-30%.

Наличие огнеупорной массы сверху свода также способствует отводу тепла от кирпича к охлаждаемым трубам. The presence of a refractory mass on top of the vault also contributes to the removal of heat from the brick to the cooled pipes.

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает надежность эксплуатации и увеличивает длительность кампании печи. Thus, the proposed design ensures reliable operation and increases the duration of the campaign of the furnace.

Источники информации
Антипин В. Г. , Снегирев Б.Ю., Бокчеев Н.Ф. и др. Повышение стойкости двухванных сталеплавильных печей // Сталь 1975, N 3, с. 223-227.Sources of information
Antipin V.G., Snegirev B.Yu., Bokcheev N.F. and others. Increasing the durability of two-shaft steelmaking furnaces // Steel 1975, N 3, p. 223-227.

Герасименко И. П., Плохов Г.К., Бактичереев В.П. и др. Опыт работы подвесного свода рабочего пространства мартеновской печи // Сталь, 1976, N 7, с. 609-610. Gerasimenko I.P., Plohov G.K., Baktichereev V.P. and others. The experience of the hanging arch of the working space of the open-hearth furnace // Steel, 1976, N 7, p. 609-610.

SU, авторское свидетельство 250943, кл. F 27 D 1/02, F 27 B 3/26, 1970. SU, copyright certificate 250943, cl. F 27 D 1/02, F 27 B 3/26, 1970.

Claims

Cooled expansion-suspended arch of the open-hearth furnace, containing refractory bricks suspended by pins from the supporting support pipes with water or evaporative cooling, a layer of refractory mass located above the bricks, characterized in that the pipes are made with a square cross section and are located at a distance of 225 from each other - 300 mm, and the height of the layer of refractory mass located above the bricks is equal to 0.8 - 1.2 of the length of the rib of the support pipe.