RU2251648C1 - Furnace arch - Google Patents

Furnace arch Download PDF

Info

Publication number
RU2251648C1
RU2251648C1 RU2003132671/02A RU2003132671A RU2251648C1 RU 2251648 C1 RU2251648 C1 RU 2251648C1 RU 2003132671/02 A RU2003132671/02 A RU 2003132671/02A RU 2003132671 A RU2003132671 A RU 2003132671A RU 2251648 C1 RU2251648 C1 RU 2251648C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
refractory
brick
blocks
arch
bricks
Prior art date
Application number
RU2003132671/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.А. Соколов (RU)
А.А. Соколов
А.Г. Сацик (RU)
А.Г. Сацик
А.С. Гладков (RU)
А.С. Гладков
Р.А. Трофименко (RU)
Р.А. Трофименко
Л.И. Серкин (RU)
Л.И. Серкин
Original Assignee
ОАО "Горно-металлургическая компания "Норильский никель"
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 ОАО "Горно-металлургическая компания "Норильский никель" filed Critical ОАО "Горно-металлургическая компания "Норильский никель"
Priority to RU2003132671/02A priority Critical patent/RU2251648C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2251648C1 publication Critical patent/RU2251648C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: furnace arch comprises housing having ring brickwork courses laid with the use of a fireclay mortar, with ring courses made of blocks of fireclay bricks provided with openings, metallic plates with openings secured to the housing, pins, and lining of the central section. Each fireclay brick is provided with a flat groove and opening on one side and opening on the opposite side adjacent to the flat groove and opening in the adjacent brick in the ring course. The blocks of each ring course are interposed between two metallic plates. The end fire bricks of the blocks are interconnected through pins set in the openings of the plates. The openings without pins in the fire bricks are filled with a fireproof solution. The size of the flat groove corresponds to the size of the plate. The openings in the fireproof brick and plate are axially aligned.
EFFECT: enhanced reliability of the arch.
4 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве металлов на дуговых плавильных печах.The invention relates to metallurgy and can be used in the production of metals in arc melting furnaces.

Известен свод электродуговой печи, включающий огнеупорную кладку из сводовых изделий и швы между ними, заполненные огнеупорным раствором. При этом толщина швов между кирпичами составляет 2-3 мм (Кайбичева М.Н. “Футеровка электропечей”, М., 1975, с.36).Known for the arch of an electric arc furnace, including refractory masonry from vaulted products and the seams between them, filled with refractory mortar. Moreover, the thickness of the joints between the bricks is 2-3 mm (Kaybicheva MN “Lining of electric furnaces”, M., 1975, p. 36).

Недостатком этой конструкции свода является низкая стойкость футеровки, т.к. тонкий шов недостаточно компенсирует термическое расширение кирпичей в процессе эксплуатации. Происходит механическое скалывание кусков кирпича.The disadvantage of this design of the arch is the low resistance of the lining, because thin seam does not sufficiently compensate for the thermal expansion of bricks during operation. There is a mechanical chipping of pieces of brick.

Аналогичными недостатками обладает известный свод промышленной печи, включающий огнеупорную кладку периферии из сводовых изделий и швы между ними, заполненные огнеупорным раствором, толщиной 0,15-0,25 толщины сводовых изделий (Авт. св. №832289, F 27 D 1/02, 1979).Similar disadvantages have the well-known arch of the industrial furnace, including refractory masonry of the periphery of the arched products and the joints between them, filled with refractory mortar, 0.15-0.25 thickness of the arched products thickness (Aut. St. No. 832289, F 27 D 1/02, 1979).

Предложение использовать комбинированную кладку с увеличенной толщиной швов на периферии и двукратным уменьшением толщины в центральной части свода также не обеспечивает компенсацию внутренних температурных напряжений в огнеупоре (Авт. св. №991123, F 27 D 1/02, 1983).The proposal to use a combined masonry with increased thickness of the seams at the periphery and a twofold decrease in the thickness in the central part of the roof also does not compensate for internal temperature stresses in the refractory (Aut. St. No. 991123, F 27 D 1/02, 1983).

Известен огнеупорный камень для футеровки металлургических агрегатов, в котором, с целью повышения термической стойкости футеровки металлургических агрегатов, повышения герметичности кладки и снижения потерь тепла в окружающую среду, на боковых гранях вспомогательного участка выполнены выемки, а на противоположных гранях выступы, повторяющие форму выемок. Сопряжение смежных огнеупоров происходит в условиях замыкания футеровки в сплошную геометрическую конструкцию, замковая часть которой препятствует выпадению отдельных блоков при возможном разрушении подвесной системы (Патент России №2082928, 6 F 27 D 1/04, 1997).A refractory stone is known for lining metallurgical units, in which, in order to increase the thermal stability of the lining of metallurgical units, increase the tightness of masonry and reduce heat loss to the environment, recesses are made on the lateral faces of the auxiliary section, and protrusions repeating the shape of the recesses are made on opposite sides. The conjugation of adjacent refractories occurs when the lining is closed into a continuous geometric structure, the locking part of which prevents the loss of individual blocks with the possible destruction of the suspension system (Russian Patent No. 2082928, 6 F 27 D 1/04, 1997).

Недостатками такого огнеупорного камня, в случае его использования в сводах печей с большой тепловой нагрузкой, требующей применения принудительного, например, водяного, охлаждения элементов его конструкции или всей поверхности свода, являются его низкая надежность и низкая стойкость футеровки. Выполненные на смежных боковых гранях огнеупорного камня по всей длине поверхностей граней и сопрягаемые друг с другом выемки, в условиях сильных температурных нагрузок, будут играть роль центров концентрации внутренних напряжений на границе основной и вспомогательной частей камня. Это будет приводить к скалыванию основной части, тем более, что возникающие разрушающие напряжения будут усиливаться изгибающим моментом на основную часть камня относительно выемки, возникающим в результате расклинивающего действия попадающих в зазор между поверхностями рабочих частей соседних камней продуктов плавки и невозможности перемещения вспомогательных частей соседних камней, которые будут защемлены под сжимающим усилием термических напряжений.The disadvantages of such a refractory stone, if used in the arches of furnaces with high heat load, requiring the use of forced, for example, water, cooling of the elements of its structure or the entire surface of the arch, are its low reliability and low durability of the lining. Performed on adjacent lateral faces of the refractory stone along the entire length of the surfaces of the faces and the notches mating with each other, under conditions of strong temperature loads, they will play the role of centers of concentration of internal stresses at the boundary between the main and auxiliary parts of the stone. This will lead to chipping of the main part, especially since the resulting destructive stresses will be amplified by a bending moment on the main part of the stone relative to the recess, resulting from the wedging action of the melting products falling into the gap between the surfaces of the working parts of neighboring stones and the inability to move the auxiliary parts of neighboring stones, which will be pinched under the compressive force of thermal stresses.

Известен водоохлаждаемый свод, содержащий металлический водоохлаждаемый корпус с футеровкой со стороны рабочего пространства печи, в котором, с целью повышения его стойкости, металлический корпус снабжен металлической перегородкой с дном, расположенной по всему его периметру и выполненной сплошной с зазором от дна, равным 0,003-0,005 диаметра свода, а в цокольной части свода выполнены отверстия по всей окружности дна для подачи воды в зазор. Между верхней стенкой корпуса и перегородкой установлены одна против другой две трубы, имеющие отверстия в боковых поверхностях, причем к середине каждой трубы прикреплены патрубки, один из которых сообщен с зазором в центре перегородки, другой для отвода воды соединен с боковой поверхностью корпуса, ребра жесткости которого, выполняющие роль крепления футеровки, выступают через нижнюю поверхность свода и образуют ячейки для нанесения футеровки - огнеупорной обмазки (Авт. св. №872930, F 27 D 1/02, 1981).Known water-cooled arch containing a metal water-cooled housing with a lining on the side of the working space of the furnace, in which, in order to increase its durability, the metal housing is equipped with a metal partition with a bottom located along its entire perimeter and made continuous with a gap from the bottom equal to 0.003-0.005 the diameter of the arch, and in the basement part of the arch are openings around the entire circumference of the bottom for supplying water to the gap. Two pipes are installed between the upper wall of the casing and the partition one against the other, with openings in the side surfaces, and pipes are attached to the middle of each pipe, one of which is connected with a gap in the center of the partition, the other is connected to the side surface of the casing, the ribs of which performing the role of fixing the lining, protrude through the lower surface of the arch and form cells for applying the lining - refractory coating (Ed. St. No. 872930, F 27 D 1/02, 1981).

Недостатком такого устройства, при использовании в печах с большой тепловой нагрузкой, является низкая стойкость футеровки. Это связано с тем, что по мере удаления отверстий от места подвода охладителя, из-за увеличения сопротивления движению, снижается скорость истечения и уменьшается количество истекающего из отверстий коллектора охладителя. А это приводит к неравномерной интенсивности теплоотвода с тепловоспринимающей поверхности свода, что резко снижает физико-механические свойства металла, из которого выполнена эта часть свода, свод деформируется, огнеупорная обмазка под действием возникающих напряжений растрескивается и разрушается.The disadvantage of this device, when used in furnaces with a large thermal load, is the low resistance of the lining. This is due to the fact that, as the holes are removed from the cooler inlet, due to an increase in resistance to movement, the flow rate decreases and the number of the cooler collector flowing out of the holes decreases. And this leads to uneven intensity of heat removal from the heat-absorbing surface of the arch, which sharply reduces the physicomechanical properties of the metal of which this part of the arch is made, the arch is deformed, and the refractory coating undergoes cracking and destruction.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является свод дуговой печи, содержащий сводовое кольцо, кладку периферийной части, центральное кольцо, закрепленные на сводовом и центральном кольцах подвесные балки, скрепленные с помощью пластин и штырей с кирпичами, и жестко связанные с центральным кольцом опорные балки, в котором, с целью снижения напряжений в кладке свода и повышения его стойкости, свод снабжен пружинами, на которые оперты опорные балки, установленными в направляющих на нижние подвижные траверсы, связанные с верхними траверсами, смонтированными на заплечиках направляющих, которые жестко закреплены на сводовом кольце (Авт. св. №728457, F 27 D 1/02, 1986).The closest in technical essence and the achieved result is the arch of the arc furnace containing a vault ring, masonry of the peripheral part, a central ring mounted on the vault and central rings of the hanging beams, fastened with plates and pins with bricks, and support beams rigidly connected to the central ring in which, in order to reduce stresses in the masonry of the arch and increase its durability, the arch is equipped with springs, on which support beams are mounted, installed in guides on the lower movable cross-arms, connected with the upper traverses mounted on the shoulders of the guides, which are rigidly fixed on the arch ring (Aut. St. No. 728457, F 27 D 1/02, 1986).

Недостатком такого устройства, при использовании в печах с большой тепловой нагрузкой, является низкая стойкость футеровки. Это объясняется тем, что при большой тепловой нагрузке предлагаемая частичная разгрузка свода, приводящая к некоторому снижению термических напряжений, будет оказывать положительное влияние в период разогрева футеровки и в начальный период, когда износ футеровки определяется сколами огнеупоров. При большей тепловой нагрузке, когда наблюдается преимущественный износ огнеупоров оплавлением, требуется организации принудительного теплоотвода, о чем говорится в описании изобретения применительно к центральной части свода, а также необходимо осуществление мероприятий по обеспечению монолитности и механической прочности футеровки, ее надежной фиксации на теплоотводящей поверхности свода.The disadvantage of this device, when used in furnaces with a large thermal load, is the low resistance of the lining. This is due to the fact that at high heat load the proposed partial unloading of the arch, leading to a certain decrease in thermal stresses, will have a positive effect during the heating of the lining and in the initial period when the wear of the lining is determined by chips of refractories. With a greater thermal load, when predominant wear of refractory materials by fusion is observed, the organization of forced heat removal is required, as described in the description of the invention with respect to the central part of the arch, and it is also necessary to take measures to ensure the solidity and mechanical strength of the lining, its reliable fixation on the heat-removing surface of the arch.

Задача изобретения заключается в повышении стойкости свода.The objective of the invention is to increase the durability of the arch.

Технический результат от использования изобретения заключается в увеличении стойкости свода за счет возможности эксплуатации футеровки до меньшей остаточной толщины.The technical result from the use of the invention is to increase the durability of the arch due to the possibility of operating the lining to a smaller residual thickness.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве свода дуговой печи, включающем корпус с кольцевыми рядами кладки на огнеупорном растворе, каждый ряд которой выполнен в виде блоков из огнеупорных кирпичей с отверстиями, металлические пластины с отверстиями, неподвижно установленные на корпусе, штыри и футеровку центральной части, согласно изобретению каждый огнеупорный кирпич выполнен с плоским пазом и отверстием на одной стороне и отверстием на противоположной стороне, смежной с плоским пазом и отверстием соседнего в кольцевом ряду кирпича, блоки каждого кольцевого ряда расположены между двумя металлическими пластинами, крайние огнеупорные кирпичи блоков соединены при помощи штырей, установленных в отверстиях пластин, отверстия без штырей в огнеупорных кирпичах заполнены огнеупорным раствором, причем размер плоского паза соответствует размеру пластины, а отверстия в огнеупорном кирпиче и в пластине расположены соосно.The essence of the invention lies in the fact that in the arch of the arc furnace, including a housing with annular rows of masonry on a refractory mortar, each row of which is made in the form of blocks of refractory bricks with holes, metal plates with holes fixedly mounted on the housing, pins and lining of the central parts, according to the invention, each refractory brick is made with a flat groove and a hole on one side and a hole on the opposite side adjacent to a flat groove and a hole adjacent to the ring next to the brick row, the blocks of each annular row are located between two metal plates, the extreme refractory bricks of the blocks are connected using pins installed in the holes of the plates, the holes without pins in the refractory bricks are filled with refractory mortar, the size of the flat groove corresponding to the size of the plate, and the holes in the refractory brick and plate are aligned.

Выполнение на каждом огнеупорном кирпиче плоского паза на одной стороне необходимо для укрытия металлической пластины от разрушающих воздействий высокой температуры и печной среды, уменьшения шва между поверхностями огнеупоров, более быстрой и качественной установки и фиксации кирпича относительно пластины и, соответственно, кирпича в блоке и блока на поверхности свода.The execution on each refractory brick of a flat groove on one side is necessary to cover the metal plate from the damaging effects of high temperature and the furnace environment, reduce the seam between the surfaces of the refractories, faster and better install and fix the brick relative to the plate and, accordingly, the brick in the block and block on surface of the arch.

Выполнение на каждом огнеупорном кирпиче на стороне плоского паза отверстия необходимо для установки стержня, который одновременно входит в отверстие в пластине и в отверстие соседнего в кольцевом ряду кирпича, что обеспечивает установку и фиксацию к поверхности свода кирпича и блока в целом. Если при наборе блока данный кирпич не требует установки пластины, то выполнение отверстия необходимо для образования, совместно с отверстием соседнего в кольцевом ряду кирпича, пространства, в котором будет формироваться своеобразная механическая связь с изменяющимися свойствами, зависящими от продолжительности времени ее формирования и от интенсивности воздействия на нее температуры печной среды.The execution on each refractory brick on the side of the flat groove of the hole is necessary to install a rod that simultaneously enters the hole in the plate and into the hole of a brick adjacent to the ring row, which ensures installation and fixation to the surface of the brick arch and the block as a whole. If this brick does not require the installation of a plate when assembling the block, then the hole is necessary for the formation, together with the hole of the adjacent brick in the annular row, of a space in which a peculiar mechanical connection will form with changing properties depending on the length of time of its formation and on the intensity of exposure on it the temperature of the furnace environment.

Выполнение на каждом огнеупорном кирпиче отверстия на стороне, смежной с плоским пазом и отверстием соседнего в кольцевом ряду кирпича, необходимо для установки стержня, который одновременно входит в отверстие в пластине и в отверстие соседнего в кольцевом ряду кирпича, что обеспечивает установку и фиксацию к поверхности свода кирпича и блока в целом. Если при наборе блока данный кирпич не требует установки пластины, то выполнение отверстия необходимо для образования, совместно с плоским пазом и отверстием соседнего в кольцевом ряду кирпича, пространства, в котором будет формироваться своеобразная механическая связь с изменяющимися свойствами, зависящими от продолжительности времени ее формирования и от интенсивности воздействия на нее температуры печной среды.A hole is made on each refractory brick on the side adjacent to the flat groove and the hole of a brick adjacent to the ring row in the ring row, it is necessary to install a rod that simultaneously enters the hole in the plate and into the hole of the brick adjacent to the ring row, which ensures installation and fixation to the surface of the roof brick and block as a whole. If this brick does not require the installation of a plate when assembling the block, then the hole is necessary for the formation, together with the flat groove and the hole of the adjacent brick in the annular row, of a space in which a peculiar mechanical connection will form with changing properties depending on the length of time of its formation and from the intensity of exposure to the temperature of the furnace environment.

Расположение блоков каждого кольцевого ряда между двумя металлическими пластинами необходимо для создания механической прочности и жесткости блока, надежного его крепления на поверхности свода.The location of the blocks of each annular row between two metal plates is necessary to create mechanical strength and rigidity of the block, its reliable fastening on the surface of the arch.

Соединение крайних огнеупорных кирпичей блоков при помощи штырей, установленных в отверстиях пластин, необходимо для надежного соединения и крепления блоков между собой в кольцевом ряду кладки и на поверхности свода, создания необходимой механической прочности и жесткости кольцевого ряда кладки.The connection of the extreme refractory bricks of the blocks with the help of pins installed in the holes of the plates is necessary for reliable connection and fastening of the blocks together in an annular row of masonry and on the surface of the arch, creating the necessary mechanical strength and stiffness of the annular row of masonry.

Заполнение отверстий без штырей в огнеупорных кирпичах огнеупорным раствором необходимо для того, чтобы огнеупорный раствор в процессе твердения сформировал в пространстве, образованном отверстиями, своеобразную механическую связь между огнеупорными кирпичами - огнеупорный стержень, который в зависимости от продолжительности времени его формирования и от интенсивности воздействия на него температуры печной среды будет иметь необходимые, в определенный период эксплуатации, свойства, которые, в свою очередь, будут определять необходимые для эксплуатации свойства кольцевых рядов кладки и стойкость кладки в целом.Filling holes without pins in the refractory bricks with a refractory mortar is necessary so that the refractory mortar in the curing process forms in the space formed by the holes a kind of mechanical connection between the refractory bricks - a refractory rod, which, depending on the length of time of its formation and on the intensity of exposure to it the temperature of the furnace environment will have the necessary, during a certain period of operation, properties, which, in turn, will determine the necessary for operating a series of annular clutch properties and durability of masonry as a whole.

Выполнение размера плоского паза, соответствующего размеру пластины, необходимо для быстрого и точного расположения и фиксации в заданном положении кирпича как в блоке, так и блока на поверхности свода.The execution of the size of a flat groove corresponding to the size of the plate is necessary for quick and accurate location and fixation in a given position of the brick in the block and the block on the surface of the arch.

Выполнение соосного расположения отверстий в огнеупорном кирпиче и в пластине необходимо для качественной и быстрой сборки огнеупорных кирпичей в блоки и блоков в кольцевую кладку.Coaxial arrangement of the holes in the refractory brick and in the plate is necessary for high-quality and quick assembly of refractory bricks into blocks and blocks into ring masonry.

Выполнение каждого кольцевого ряда кладки в виде блоков из огнеупорных кирпичей осуществляется для того, чтобы сформировать структуру расположения, в которой чередуется соединение двух смежных огнеупорных кирпичей жесткой механической связью - металлическим стержнем - с соединением установленных с ними рядом одного или двух огнеупорных кирпичей связью с переменными свойствами, зависящими от интенсивности воздействия температурного поля, т.е. температуры поля и продолжительности ее действия.The execution of each annular row of masonry in the form of blocks of refractory bricks is carried out in order to form an arrangement structure in which the connection of two adjacent refractory bricks alternates with a rigid mechanical connection - a metal rod - with the connection of one or two refractory bricks installed next to them with a connection with variable properties depending on the intensity of the temperature field, i.e. field temperature and its duration.

Совокупность перечисленных и обоснованных отличительных признаков предлагаемого устройства позволит получить эффект увеличения стойкости свода за счет возможности эксплуатации футеровки до меньшей остаточной толщины за счет формирования определенной структуры блоков из огнеупорных кирпичей и кольцевых рядов кладки из этих блоков, в которых чередуется соединение двух соседних кирпичей жесткой механической связью - металлическим стержнем - с соединением установленных с ними рядом одного или двух огнеупорных кирпичей связью с изменяющимися свойствами, причем последние зависят от продолжительности времени формирования этой связи и от интенсивности воздействия на нее температуры печной среды.The combination of these and justified distinguishing features of the proposed device will allow you to get the effect of increasing the durability of the arch due to the possibility of using the lining to a lesser residual thickness due to the formation of a certain structure of blocks of refractory bricks and ring rows of masonry from these blocks, in which the connection of two adjacent bricks with a rigid mechanical connection is alternated - with a metal rod - with the connection of one or two refractory bricks installed with them adjacent to the change yuschimisya properties, the latter being dependent on the length of time of formation of the connection and the intensity of exposure to the furnace temperature environment.

Известно устройство “Свод дуговой печи” (Авт. св. №691667, F 27 D, 1979), в котором имеется признак, сходный с заявляемым, а именно в своде печи часть огнеупорных кирпичей выполнена с отверстиями, в которые вставлены штыри, связывая кирпичи в кольцевые и радиальные ряды, образующие каркас, внутри которого расположены зоны из не связанных штырями кирпичей.The device “Arch arc furnace” is known (Aut. St. No. 691667, F 27 D, 1979), in which there is a feature similar to the claimed one, namely, in the arch of the furnace, part of the refractory bricks is made with holes into which the pins are inserted, connecting the bricks into circular and radial rows forming a framework, inside of which there are zones made of bricks not connected by pins.

Однако в известном устройстве этот признак работает по другому. Штыри служат для соединения в кольцевых рядах всех кирпичей друг с другом или для соединения трех-пяти кирпичей в кольцевых рядах с периодически повторяющимся количеством кирпичей не связанных штырями, при этом три-пять этих кирпичей из рядом расположенных кольцевых рядов образуют радиальные ряды на своде печи. Необходимо подчеркнуть, что кирпичи в радиальных рядах не связаны между собой штырями, а связаны только в кольцевых рядах. Таким образом создается каркас из кольцевых и радиальных рядов, внутри которого расположены зоны из не связанных штырями кирпичей. Иметь достаточную строительную прочность в такой конструкции будут только кольцевые ряды, что определяет не начительную жесткость и низкую стойкость свода.However, in the known device, this feature works differently. The pins are used to connect all the bricks in the ring rows to each other or to connect three to five bricks in the ring rows with a periodically repeating number of bricks not connected by pins, while three to five of these bricks from adjacent ring rows form radial rows on the roof of the furnace. It must be emphasized that the bricks in the radial rows are not interconnected by pins, but are connected only in the annular rows. In this way, a framework of circular and radial rows is created, inside of which there are zones made of bricks not connected by pins. Only ring rows will have sufficient structural strength in such a design, which determines not initial stiffness and low durability of the arch.

В заявляемом своде печи каждый огнеупорный кирпич выполнен с плоским пазом и отверстием на одной стороне и отверстием на противоположной стороне, смежной с плоским пазом, и отверстием соседнего в кольцевом ряду кирпича. Штыри не только соединяют крайние кирпичи в соседних блоках каждого кольцевого ряда, но одновременно и установлены в отверстиях металлических пластин, неподвижно расположенных на корпусе свода. Таким образом обеспечивается как соединение между блоками, так и фиксация блоков к металлической поверхности свода. Кроме этого отверстия без штырей в огнеупорных кирпичах заполнены огнеупорным раствором, который выполняет роль определенной связи с изменяющимися свойствами. По мере износа наружной рабочей поверхности огнеупорных кирпичей будет увеличиваться температура огнеупорного раствора, находящегося в пространстве формируемой связи, что, в конечном итоге, приводит к его спеканию и приобретению новых, не существовавших ранее свойств, в том числе к механической прочности спеченной керамической структуры, формирование которой сопровождается объемным расширением. Возникающие при этом объемные напряжения будут направлены противоположно термическим напряжениям в огнеупорных кирпичах и будут частично компенсировать их воздействие.In the inventive arch of the furnace, each refractory brick is made with a flat groove and a hole on one side and a hole on the opposite side adjacent to a flat groove and a hole of a brick adjacent to the ring row. The pins not only connect the extreme bricks in the adjacent blocks of each annular row, but at the same time they are installed in the holes of the metal plates fixedly located on the body of the arch. This ensures both the connection between the blocks and the fixation of the blocks to the metal surface of the arch. In addition, openings without pins in the refractory bricks are filled with a refractory mortar, which plays the role of a certain connection with the changing properties. As the outer working surface of the refractory bricks deteriorates, the temperature of the refractory solution located in the space of the formed bond will increase, which ultimately leads to its sintering and the acquisition of new properties that did not exist before, including the mechanical strength of the sintered ceramic structure, which is accompanied by volumetric expansion. The resulting volumetric stresses will be directed opposite to the thermal stresses in the refractory bricks and will partially compensate for their effect.

Подробный разбор и анализ сходного признака показывает, что в предлагаемом устройстве достигается новый эффект, который не мог быть достигнут в известном устройстве, что свидетельствует о соответствии заявляемого объекта критерию “изобретательский уровень”.A detailed analysis and analysis of a similar feature shows that the proposed device achieves a new effect that could not be achieved in the known device, which indicates the compliance of the claimed object with the criterion of "inventive step".

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен свод печи в разрезе, на фиг.2 - узел А на фиг.1, на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.2, на фиг.4 - огнеупорный кирпич.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows the arch of the furnace in a section, in Fig.2 - node A in Fig.1, Fig.3 is a section along BB in Fig.2, Fig.4 is a refractory brick.

Устройство содержит металлический корпус 1, на внутренней поверхности которого выполнена кольцевая кладка 2, каждый ряд которой состоит из примыкающих друг к другу огнеупорных блоков, набранных на огнеупорном растворе 3 из огнеупорных кирпичей 4. Каждый огнеупорный кирпич 4 имеет плоский паз 5 и отверстие 6 на одной стороне, смежной с соседним в кольцевом ряду огнеупорным кирпичом, и отверстием 7 на противоположной стороне. Крайние огнеупорные кирпичи 4 блоков соединены с неподвижно установленными на корпусе 1 пластинами 8 с отверстиями 9 при помощи штырей 10, установленных в их отверстиях, соответственно отверстия 6 и 7 огнеупорных кирпичей 4 и отверстия 9 пластин 8. В блоках отверстия 6 и 7 смежных огнеупорных кирпичей 4, в которых не расположены штыри 10, заполнены огнеупорным раствором 3. В каждом огнеупорном кирпиче 4 размер плоского паза 5 соответствует размеру пластины 8, а отверстия 6 и 7 имеют одинаковый диаметр. Диаметр отверстия 9 пластины 8 несколько больше диаметра отверстий 6 и 7 огнеупорного кирпича 4. Отверстия 6, 7 огнеупорного кирпича 4 и отверстие 9 пластины 8 расположены соосно.The device comprises a metal casing 1, on the inner surface of which an annular masonry 2 is made, each row of which consists of adjacent refractory blocks, assembled on refractory mortar 3 of refractory bricks 4. Each refractory brick 4 has a flat groove 5 and a hole 6 on one the side adjacent to the adjacent refractory brick in the annular row, and the hole 7 on the opposite side. The extreme refractory bricks of the 4 blocks are connected to the plates 8 fixedly mounted on the housing 1 with holes 9 using the pins 10 installed in their holes, respectively holes 6 and 7 of the refractory bricks 4 and holes 9 of the plates 8. In the hole blocks 6 and 7 of the adjacent refractory bricks 4, in which the pins 10 are not located, are filled with refractory mortar 3. In each refractory brick 4, the size of the flat groove 5 corresponds to the size of the plate 8, and the holes 6 and 7 have the same diameter. The diameter of the hole 9 of the plate 8 is slightly larger than the diameter of the holes 6 and 7 of the refractory brick 4. The holes 6, 7 of the refractory brick 4 and the hole 9 of the plate 8 are aligned.

Устройство работает следующим образом. Изготовленный на стенде и высушенный свод устанавливается на печь и подключается к магистралям подвода и отвода теплоносителя - воды (не показаны). В начальный период эксплуатации свода возникающие объемные расширения огнеупоров и термические напряжения в них частично компенсируются за счет деформации кладки, а линейным деформациям футеровки свода препятствуют металлические пластины 8, одной стороной неподвижно установленные на корпусе 1, а на другой стороне имеющие отверстия 9, в которых расположены металлические штыри 10, входящие в отверстия 6 и 7 огнеупорных кирпичей 4. Такая подвеска и жесткая фиксация огнеупорных кирпичей 4 в блоках обеспечивает надежное прилегание огнеупорных кирпичей 4 к поверхности свода 1, что способствует организации теплопередачи от поверхности кирпичей, контактирующих с рабочим пространством печи, к водоохлаждаемой поверхности корпуса 1 свода без потерь, связанных с возможным образованием пустот, т.е. без теплосопротивлений. По мере износа наружной рабочей поверхности огнеупорных кирпичей 4 увеличивается температура огнеупорного раствора, находящегося в отверстиях 6 и 7 смежных огнеупорных кирпичей, что, в конечном итоге, приводит к его спеканию и приобретению новых, не существовавших ранее свойств, в том числе к механической прочности спеченной керамической структуры, формирование которой сопровождается объемным расширением. Возникающие при этом объемные напряжения будут направлены противоположно термическим напряжениям в огнеупорных кирпичах и будут компенсировать их воздействие. Результат - увеличение стойкости огнеупорных кирпичей 4. Прочности спеченной керамической структуры достаточно, чтобы выдерживать нагрузку от веса огнеупорных блоков в тот момент, когда часть металлических пластин 8 вместе с установленными в их отверстиях 9 металлическими штырями 10 разрушается под воздействием температуры и атмосферы рабочего пространства печи. Это приводит к уменьшению надежной остаточной эксплуатационной толщины огнеупорных кирпичей и может способствовать формированию гарнисажного слоя на их рабочей поверхности, что повысит срок их службы.The device operates as follows. The vault made at the stand and dried is installed on the furnace and connected to the heat supply and exhaust lines - water (not shown). During the initial period of operation of the arch, the resulting volumetric expansion of refractories and thermal stresses in them are partially compensated by deformation of the masonry, and linear deformation of the lining of the arch is prevented by metal plates 8, which are fixedly mounted on the housing 1 on one side and have openings 9 on the other side in which metal pins 10 included in the holes 6 and 7 of the refractory bricks 4. Such a suspension and rigid fixation of the refractory bricks 4 in the blocks ensures a reliable fit of the refractory bricks 4 to the surface of the vault 1, which contributes to the organization of heat transfer from the surface of the bricks in contact with the working space of the furnace to the water-cooled surface of the body 1 of the vault without losses associated with the possible formation of voids, i.e. without heat resistance. As the outer working surface of the refractory bricks 4 deteriorates, the temperature of the refractory solution located in the holes 6 and 7 of the adjacent refractory bricks increases, which ultimately leads to its sintering and the acquisition of new, non-existent properties, including sintered mechanical strength ceramic structure, the formation of which is accompanied by volume expansion. The resulting volumetric stresses will be directed opposite to the thermal stresses in the refractory bricks and will compensate for their effect. The result is an increase in the resistance of refractory bricks 4. The strength of the sintered ceramic structure is sufficient to withstand the load from the weight of the refractory blocks at a time when a part of the metal plates 8 together with the metal pins 10 installed in their holes 9 are destroyed under the influence of temperature and atmosphere of the furnace working space. This leads to a decrease in the reliable residual operational thickness of the refractory bricks and can contribute to the formation of a skull layer on their working surface, which will increase their service life.

Пример конкретного выполнения устройства.An example of a specific implementation of the device.

Согласно проекту ТВ 2519.00.00.00.СБ “Футеровка свода печи РНБ-5” устройство содержит металлический корпус, на внутренней поверхности которого выполняли кольцевую кладку из 5 рядов, каждый ряд которой состоит из примыкающих друг к другу огнеупорных блоков, которые набирали на огнеупорном хромитопериклазовом растворе из огнеупорных кирпичей марок ХПТУ-1А, ХПТУ-8А (113А), ХПТУ-9А, ХПТУ-10А. Каждый огнеупорный кирпич имеет на одной стороне плоский паз размером 75×64 мм. Плоский паз начинается у торца кирпича, примыкающего к поверхности корпуса свода, и расположен симметрично вертикальной оси этой стороны кирпича. Аналогично осесимметрично на этой поверхности кирпича выполнено на расстоянии 45 мм от торца кирпича глухое отверстие диаметром 18 мм на входе и 17 мм у дна. Глубина отверстия 15 мм и соосно ему на противоположной стороне кирпича также выполнено глухое отверстие глубиной 20 мм с диаметрами на входе 18 мм и 17 мм у дна. Раскладка огнеупорных кирпичей в блоки выполнена таким образом, что в огнеупорный блок между металлическими пластинами преимущественно набирается по два или три огнеупорных кирпича. Отверстия крайних огнеупорных кирпичей блоков соединены при помощи металлических стержней через отверстия в приваренных с внутренней стороны к металлоконструкции корпуса свода пластинах с отверстиями в смежных огнеупорных кирпичах. В блоках отверстия в смежных огнеупорных кирпичах, в которых не расположены штыри, заполнены огнеупорным хромитопериклазовым раствором. В каждом огнеупорном кирпиче размер плоского паза соответствует размеру пластины, а диаметр сквозного отверстия в металлической пластине 17,5 мм, при этом отверстие в огнеупорном кирпиче и отверстие в пластине расположены соосно.According to the TV project 2519.00.00.00. SB “Lining of the roof of the furnace RNB-5”, the device contains a metal casing, on the inner surface of which an annular masonry of 5 rows was made, each row of which consists of adjacent refractory blocks that were assembled on a refractory chromite-periclase solution of refractory bricks of the grades ХПТУ-1А, ХПТУ-8А (113А), ХПТУ-9А, ХПТУ-10А. Each refractory brick has a flat groove of 75 × 64 mm on one side. A flat groove begins at the end of the brick adjacent to the surface of the body of the arch, and is located symmetrically to the vertical axis of this side of the brick. Similarly axisymmetrically on this surface of the brick, a blind hole with a diameter of 18 mm at the entrance and 17 mm at the bottom is made at a distance of 45 mm from the end of the brick. The hole depth is 15 mm and coaxially on the opposite side of the brick a blind hole is also made with a depth of 20 mm with inlet diameters of 18 mm and 17 mm at the bottom. The layout of the refractory bricks into blocks is made in such a way that two or three refractory bricks are predominantly typed into the refractory block between the metal plates. The holes of the extreme refractory bricks of the blocks are connected using metal rods through holes in the plates welded from the inside to the metal structure of the body of the arch with holes in the adjacent refractory bricks. In the blocks, the openings in adjacent refractory bricks in which the pins are not located are filled with a refractory chromite-periclase solution. In each refractory brick, the size of the flat groove corresponds to the size of the plate, and the diameter of the through hole in the metal plate is 17.5 mm, while the hole in the refractory brick and the hole in the plate are aligned.

Состав хромитопериклазового раствора на жидком стекле на 1 куб. м.:The composition of the chromite-periclase solution on liquid glass per 1 cubic meter m .:

- заполнитель хромитопериклазовый (ЗХПУ), класс 7- chromite-periclase aggregate (ZHPU), class 7

(насыпной вес 2,0-2,2 г/ куб.см.) 2000 кг (1000 л)(bulk density 2.0-2.2 g / cc) 2000 kg (1000 l)

- жидкое стекло (плотность 1,36-1,38 г/куб.см) 870 кг (640 л)- liquid glass (density 1.36-1.38 g / cc) 870 kg (640 l)

- натрий кремнефтористый (насыпной вес 1,29 г/куб.см) 87 кг (67 л)- sodium silicofluoride (bulk density 1.29 g / cc) 87 kg (67 l)

Хромитопериклазовый раствор для наборки свода приготавливают на месте кладки в растворомешалках с вращающимися лопастями любого типа. Загруженный в растворомешалку заполнитель по мере перемешивания увлажняют жидким стеклом до получения раствора густой консистенции.Chromitopericlase solution for arch set-up is prepared at the place of masonry in mortar mixers with rotating blades of any type. The aggregate loaded into the solution mixer is moistened with liquid glass as it mixes until a thick consistency solution is obtained.

Применение новой конструкции свода на печи РНБ-5 позволило надежно уменьшить остаточную толщину огнеупорных кирпичей до 30-35 мм, что примерно в 1,5-2,0 раза меньше, чем было. Это способствовало увеличению срока службы свода на 15-20%.The use of the new arch design on the RNB-5 furnace allowed us to reliably reduce the residual thickness of refractory bricks to 30-35 mm, which is approximately 1.5-2.0 times less than it was. This contributed to an increase in the service life of the vault by 15-20%.

Заявляемое техническое решение является оригинальным, не вытекает очевидным образом из существующего уровня техники и соответствует требованиям “изобретательский уровень”.The claimed technical solution is original, does not follow obviously from the existing level of technology and meets the requirements of "inventive step".

Таким образом, заявляемое техническое решение полностью выполняет поставленную задачу. Заявляемое техническое решение на настоящее время не известно в Российской Федерации и за рубежом и соответствует требованиям критерия “новизна”.Thus, the claimed technical solution fully fulfills the task. The claimed technical solution is currently not known in the Russian Federation and abroad and meets the requirements of the criterion of "novelty."

Техническое решение может быть реализовано промышленным способом в условиях серийного производства с использованием известных технических средств, технологий и материалов и соответствует требованиям критерия “промышленная применимость”.The technical solution can be implemented industrially in mass production using well-known technical means, technologies and materials and meets the requirements of the criterion of “industrial applicability”.

Claims (1)

Свод печи, содержащий корпус с кольцевыми рядами кладки на огнеупорном растворе, каждый ряд которой выполнен в виде блоков из огнеупорных кирпичей с отверстиями, металлические пластины с отверстиями, неподвижно установленные на корпусе, штыри и футеровку центральной части, отличающийся тем, что каждый огнеупорный кирпич выполнен с плоским пазом и отверстием на одной стороне и отверстием на противоположной стороне, смежной с плоским пазом и отверстием соседнего в кольцевом ряду кирпича, блоки каждого кольцевого ряда расположены между двумя металлическими пластинами, крайние огнеупорные кирпичи блоков соединены при помощи штырей, установленных в отверстиях пластин, отверстия без штырей в огнеупорных кирпичах заполнены огнеупорным раствором, причем размер плоского паза соответствует размеру пластины, а отверстия в огнеупорном кирпиче и в пластине расположены соосно.The furnace vault, comprising a body with annular rows of masonry on a refractory mortar, each row of which is made in the form of blocks of refractory bricks with holes, metal plates with holes fixedly mounted on the body, pins and lining of the central part, characterized in that each refractory brick is made with a flat groove and a hole on one side and a hole on the opposite side adjacent to a flat groove and a hole of a brick adjacent to the ring row, the blocks of each ring row are located between two With metal plates, the extreme refractory bricks of the blocks are connected using pins installed in the holes of the plates, the holes without pins in the refractory bricks are filled with refractory mortar, the size of the flat groove corresponding to the size of the plate, and the holes in the refractory brick and in the plate are aligned.
RU2003132671/02A 2003-11-11 2003-11-11 Furnace arch RU2251648C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003132671/02A RU2251648C1 (en) 2003-11-11 2003-11-11 Furnace arch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003132671/02A RU2251648C1 (en) 2003-11-11 2003-11-11 Furnace arch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2251648C1 true RU2251648C1 (en) 2005-05-10

Family

ID=35746941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003132671/02A RU2251648C1 (en) 2003-11-11 2003-11-11 Furnace arch

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2251648C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210483U1 (en) * 2021-10-26 2022-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "Кералит" THE CENTRAL PART OF THE COVER OF THE ARC STEEL-MELTING FURNACE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210483U1 (en) * 2021-10-26 2022-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "Кералит" THE CENTRAL PART OF THE COVER OF THE ARC STEEL-MELTING FURNACE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2722626A1 (en) Batch-type resistance furnace made of phosphate concretes
CN100578127C (en) Fluidized calcining furnace ball arc furnace top and method of forming same
AU2007218923A1 (en) A rotary kiln
US3486533A (en) Pipe insulation jacket
WO2022042066A1 (en) Refractory masonry method for melting reduction furnace
CN101746969B (en) Lime kiln
RU2251648C1 (en) Furnace arch
US3834864A (en) Regenerator construction
WO2007142632A1 (en) Interlocking insulating firebrick
US6802709B1 (en) Rotary kiln with a hollow brick insulating lining
CN216337752U (en) Novel furnace lining structure for integral casting forming of large-scale blast furnace
CN200999231Y (en) Coke oven door structure
US4846677A (en) Castable buttress for rotary kiln heat exchanger and method of fabricating
CN207231233U (en) A kind of refractory lining masonry construction for lifting Kaldo Furnace furnace life
CN101746970B (en) Refractory ring for lime kiln
US3419254A (en) High temperature multiple hearth furnace structures
JPH0252198B2 (en)
RU2493517C1 (en) Shaft gas furnace for lump material roasting (versions)
RU123507U1 (en) MINING GAS FURNACE FOR FIRING LUMBAR MATERIALS (OPTIONS)
CN206944718U (en) A kind of multiple hearth furnace castable furnace lining structure
US3463475A (en) Taphole construction for metallurgical vessels
US2182674A (en) Open-hearth furnace
CN219810271U (en) Furnace body masonry structure
US3958946A (en) Carbon black reactor
CN218764564U (en) Double-chamber kiln furnace lining support refractory material structure

Legal Events

Date Code Title Description
MZ4A Patent is void

Effective date: 20090313