RU2270409C1 - Lining of metallurgical vessel bath - Google Patents

Lining of metallurgical vessel bath Download PDF

Info

Publication number
RU2270409C1
RU2270409C1 RU2004122082/02A RU2004122082A RU2270409C1 RU 2270409 C1 RU2270409 C1 RU 2270409C1 RU 2004122082/02 A RU2004122082/02 A RU 2004122082/02A RU 2004122082 A RU2004122082 A RU 2004122082A RU 2270409 C1 RU2270409 C1 RU 2270409C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lining
casing
heat
layer
metal
Prior art date
Application number
RU2004122082/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Анатольевич Горбунов (RU)
Владимир Анатольевич Горбунов
Юрий Михайлович Черновол (RU)
Юрий Михайлович Черновол
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Промтрейдинтелл"
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 "Промтрейдинтелл" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Промтрейдинтелл"
Priority to RU2004122082/02A priority Critical patent/RU2270409C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2270409C1 publication Critical patent/RU2270409C1/en

Links

Landscapes

  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy, namely linings of metallurgical aggregates for melting and casting aluminum and its alloys.
SUBSTANCE: lining of metallurgical vessel bath for melt aluminum or its alloys includes metallic casing, heat insulation and fire resistant lining being in contact with melt metal. In order to create protective layer of hard metal in layer of heat insulation lining along interface with fire resistant lining, heat insulation lining has thickness consisting 0.35 - 0.55 of thickness of fire resistant lining. Said layer of hard metal is formed due to crystallization of melt metal penetrated in lining at operation. Metallic casing is provided in addition with screen mounted with gap relative to outer surface of casing and forming together with casing walls open ducts for air circulation. Casing may have cooling ribs secured to its outer surface.
EFFECT: lowered heat losses at operation, improved strength of lining.
3 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при изготовлении футеровки металлургических агрегатов для плавки и разливки алюминия и его сплавов.The present invention relates to non-ferrous metallurgy and can be used in the manufacture of the lining of metallurgical units for melting and casting aluminum and its alloys.

Срок службы металлургического оборудования, в основном, зависит от срока службы футеровки металлургической емкости.The service life of metallurgical equipment mainly depends on the service life of the lining of the metallurgical tank.

Известен способ защиты футеровки миксера обмазкой его внутренней поверхности каолином с последующей сушкой, в котором на футеровку наносят смесь пропиточного флюса с каолином и нагревают до температуры не выше 200°С, снова наносят слой флюса с каолином, обжигают при постепенном повышении температуры до 900-950°С, расплавляют в миксере пропиточный флюс и выдерживают в течение 10-20 часов (А.с. СССР №439680, F 27 D 1/00, 1974 г. [1]).A known method of protecting the lining of a mixer by coating it with kaolin with its inner surface, followed by drying, in which a mixture of impregnating flux with kaolin is applied to the lining and heated to a temperature of no higher than 200 ° C, a layer of flux with kaolin is applied again, burned with a gradual increase in temperature to 900-950 ° C, the impregnating flux is melted in a mixer and incubated for 10-20 hours (AS USSR No. 439680, F 27 D 1/00, 1974 [1]).

Технология получения данного защитного покрытия довольно трудоемка, полученное покрытие в процессе эксплуатации срабатывается, жидкий металл проникает внутрь футеровки, ухудшая ее теплоизоляционные свойства. Повышаются тепловые потери, сокращается срок службы миксера.The technology for obtaining this protective coating is quite laborious, the resulting coating is activated during operation, the liquid metal penetrates the lining, impairing its thermal insulation properties. Heat losses increase, mixer service life is reduced.

Известна футеровка печи, содержащая кладку из огнеупорных изделий и теплоизоляцию, выполненную в виде последовательно расположенных слоев засыпки разного фракционного состава, в которой размер зерен в слоях уменьшается в направлении от горячей стороны к холодным сторонам от 5-7 мм в первом до 0,5 мм в последнем, причем теплоизоляция на холодной стороне выполнена с дополнительным слоем из пылевидной фракции менее 0,5 мм, пропитанным на глубину 1-2 мм клеящим или цементирующим составом (А.с. СССР №1543212, F 27 D 1/00, 1990 г. [2]).Known lining of the furnace, containing masonry from refractory products and thermal insulation made in the form of successively arranged backfill layers of different fractional composition, in which the grain size in the layers decreases in the direction from the hot side to the cold sides from 5-7 mm in the first to 0.5 mm in the latter, and the thermal insulation on the cold side is made with an additional layer of the dust fraction less than 0.5 mm, impregnated to a depth of 1-2 mm with an adhesive or cementitious composition (AS USSR No. 1543212, F 27 D 1/00, 1990 . [2]).

Основной недостаток известной футеровки - значительные затраты на ее изготовление, недостаточно высокое термосопротивление теплоизоляционной футеровки, значительные теплопотери.The main disadvantage of the known lining is the significant cost of its manufacture, insufficiently high thermal resistance of the insulating lining, significant heat loss.

Известна футеровка ванны отражательной печи, включающая огнеупорный и теплоизоляционный слои и промежуточный слой огнеупорной засыпки, которая снабжена дополнительным слоем толщиной, равной 0,05-0,3 толщины огнеупорного слоя, и расположенным между огнеупорным слоем и засыпкой. Причем дополнительный слой выполнен из материала следующего состава, мас.%:Known lining of the bath of a reflective furnace, including refractory and heat-insulating layers and an intermediate layer of refractory backfill, which is equipped with an additional layer with a thickness equal to 0.05-0.3 thickness of the refractory layer, and located between the refractory layer and the backfill. Moreover, the additional layer is made of material of the following composition, wt.%:

борный ангидрид (или борная кислота вboric anhydride (or boric acid in пересчете на борный ангидрид)in terms of boric anhydride) 10-2010-20 фтористый натрийsodium fluoride 5-155-15 углеродистый материалcarbon material 10-2010-20 легкоплавкая глинаfusible clay остальноеrest

при этом в качестве углеродистого материала использован каменный уголь (а.с. №1236281, F 27 B 3/14, 1986 г, [3]).in this case, coal was used as carbon material (and.with. No. 1236281, F 27 B 3/14, 1986, [3]).

По назначению, по технической сущности, наличию сходных признаков данное решение выбрано в качестве ближайшего аналога.By designation, by technical nature, by the presence of similar features, this solution was chosen as the closest analogue.

Недостатки известного решения:The disadvantages of the known solution:

- значительная трудоемкость изготовления футеровки,- significant complexity of the manufacture of the lining,

- недостаточно высокая стойкость к проникновению вглубь футеровки жидкого металла, что приводит к металлизации материала теплоизоляционного слоя, повышению тепловых потерь и расходу электроэнергии.- insufficiently high resistance to penetration deep into the lining of liquid metal, which leads to metallization of the material of the insulating layer, increased heat loss and energy consumption.

Задачей предлагаемого технического решения является снижение энергозатрат при эксплуатации металлургического агрегата и повышение его срока службы.The objective of the proposed technical solution is to reduce energy consumption during the operation of the metallurgical unit and increase its service life.

Техническим результатом является снижение тепловых потерь в процессе эксплуатации и повышение стойкости футеровки.The technical result is to reduce heat loss during operation and increase the durability of the lining.

Технический результат достигается тем, что в футеровке металлургической емкости для жидкого алюминия или его сплавов, содержащей металлический кожух, теплоизоляционную и огнеупорную футеровку, выполненную из огнеупорного кирпича и контактирующую с жидким металлом, для образования в слое теплоизоляционной футеровки на границе с огнеупорной футеровкой защитного слоя из твердого металла, полученного в результате кристаллизации жидкого металла, проникающего в футеровку в процессе эксплуатации, теплоизоляционная футеровка выполнена толщиной, равной 0,35-0,55 толщины огнеупорной футеровки, причем металлический кожух футеровки может быть дополнительно снабжен экраном, установленным с зазором относительно наружной поверхности кожуха и образующим со стенками кожуха открытые каналы для циркуляции воздуха, или может быть снабжен ребрами охлаждения, закрепленными на его наружной поверхности.The technical result is achieved in that in the lining of a metallurgical container for liquid aluminum or its alloys, containing a metal casing, heat-insulating and refractory lining made of refractory bricks and in contact with liquid metal, to form a protective layer in the layer of heat-insulating lining at the border with the refractory lining of solid metal obtained by crystallization of a liquid metal penetrating into the lining during operation, the heat-insulating lining is made then a thickness equal to 0.35-0.55 of the thickness of the refractory lining, and the metal casing of the lining can be additionally equipped with a screen installed with a gap relative to the outer surface of the casing and forming open channels for air circulation with the walls of the casing, or it can be equipped with cooling fins fixed on its outer surface.

Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.The technical essence of the proposed solution is as follows.

В процессе эксплуатации металлургического агрегата (печь, миксер) неизбежны непроизводительные потери тепла. Потери тем больше, чем больше разница температур внутри металлургической емкости для жидкого металла и окружающей среды и чем меньше теплосопротивление футеровки и больше величина теплового потока изнутри наружу.In the process of operating a metallurgical unit (furnace, mixer), unproductive heat losses are inevitable. Losses are greater, the greater the temperature difference inside the metallurgical tank for liquid metal and the environment and the lower the heat resistance of the lining and the greater the heat flux from the inside out.

Футеровку металлургических емкостей выполняют многослойной. Внутренний слой, непосредственно контактирующий с жидким металлом, выполняют из огнеупорного материала (магнезитовый, высокоглиноземистый кирпич и т.п.), термически и химически стойкого к расплаву. Наружные слои футеровки выполняют из теплоизоляционных материалов, имеющих малые коэффициенты теплопроводности.The lining of metallurgical tanks is multilayer. The inner layer directly in contact with liquid metal is made of refractory material (magnesite, high-alumina brick, etc.), which is thermally and chemically resistant to melt. The outer layers of the lining are made of heat-insulating materials having low coefficients of thermal conductivity.

При эксплуатации жидкий металл проникает через огнеупорный слой в теплоизоляционный слой.During operation, liquid metal penetrates through the refractory layer into the heat-insulating layer.

В результате происходит металлизация материала теплоизоляционного слоя, повышается его коэффициент теплопроводности и ухудшаются теплоизоляционные свойства. Проникая внутрь футеровки, жидкий металл на определенной глубине (толщине футеровки) достигает участка изотермы температуры кристаллизации и затвердевает, создавая тем самым барьер, предотвращающий дальнейшее проникновение жидкого металла в теплоизоляционную футеровку. Чем больше толщина теплоизоляционного слоя, тем лучше утеплена рабочая камера металлургической емкости и, казалось бы, тем меньше должны быть тепловые потери.As a result, the material of the heat-insulating layer is metallized, its coefficient of thermal conductivity increases, and the heat-insulating properties deteriorate. Penetrating into the lining, the liquid metal at a certain depth (lining thickness) reaches the crystallization temperature isotherm section and hardens, thereby creating a barrier preventing further penetration of the liquid metal into the heat-insulating lining. The greater the thickness of the insulating layer, the better the working chamber of the metallurgical capacity is insulated and, it would seem, the less heat loss should be.

Но в то же время чем лучше утеплена рабочая камера металлургической емкости, то есть чем толще теплоизоляционная футеровка, тем на большую глубину в нее проникает жидкий металл, потому что изотерма температуры кристаллизации расплава смещается наружу и барьер из затвердевшего металла образуется на большей глубине (толщине) футеровки.But at the same time, the better the working chamber of a metallurgical vessel is insulated, that is, the thicker the insulating lining, the greater the penetration of liquid metal into it, because the isotherm of the crystallization temperature of the melt is displaced outward and the barrier of solidified metal forms at a greater depth (thickness) lining.

Футеровка металлургического агрегата, по сути, является тепловым аккумулятором (накопителем), поглощающим тепловую энергию находящегося внутри него жидкого металла и выделяемую нагревательными устройствами. С другой стороны, футеровка является и радиатором, т.к. через наружную поверхность футеровки - металлический кожух тепловая энергия передается в окружающую среду.The lining of the metallurgical unit, in fact, is a thermal accumulator (accumulator), absorbing the thermal energy of the liquid metal located inside it and emitted by heating devices. On the other hand, the lining is also a radiator, because through the outer surface of the lining - a metal casing, thermal energy is transferred to the environment.

Таким образом, чем больше глубина проникновения жидкого металла в футеровку, тем больше по размерам тепловой аккумулятор и тем больше тепловые потери в окружающую среду. Для поддержания необходимой технологической температуры жидкого металла в металлургической емкости, стабилизации теплового режима при больших тепловых потерях необходимы большие энергетические затраты. Кроме того, чем больше глубина проникновения жидкого металла в теплоизоляционную футеровку, тем меньше срок службы футеровки, т.к. при этом происходит ухудшение ее теплоизоляционных и механических характеристик, разрушение футеровки и угроза возникновения аварийной ситуации - прорыва жидкого металла.Thus, the greater the depth of penetration of liquid metal into the lining, the larger the thermal accumulator in size and the greater the heat loss to the environment. To maintain the required technological temperature of liquid metal in a metallurgical tank, to stabilize the thermal regime at high heat losses, large energy costs are required. In addition, the greater the depth of penetration of liquid metal into the insulating lining, the shorter the lining life, because this leads to a deterioration of its thermal insulation and mechanical characteristics, the destruction of the lining and the threat of an emergency - breakthrough of liquid metal.

В предлагаемом техническом решении для получения защитного слоя из твердого металла (барьера) на глубине, равной толщине огнеупорной футеровки (на границе огнеупорной и теплоизоляционной футеровок) или незначительно ее превышающей, т.е. в слое теплоизоляционной футеровки, примыкающей к огнеупорной футеровке, уменьшают толщину слоя теплоизоляционной футеровки, изменяя тем самым градиент температур и смещая участок изотермы кристаллизации расплава внутрь металлургической емкости, ближе к огнеупорной футеровке и барьерный защитный слой из твердого металла образуется на меньшей глубине со стороны рабочей камеры металлургической емкости.In the proposed technical solution for obtaining a protective layer of solid metal (barrier) at a depth equal to the thickness of the refractory lining (at the boundary of the refractory and heat-insulating lining) or slightly exceeding it, i.e. in the layer of the heat-insulating lining adjacent to the refractory lining, the thickness of the layer of the heat-insulating lining is reduced, thereby changing the temperature gradient and shifting the portion of the melt crystallization isotherm inside the metallurgical vessel, closer to the refractory lining and a barrier protective layer of solid metal is formed at a shallower depth from the side of the working chamber metallurgical capacity.

При этом уменьшаются по сравнению с обычной футеровкой и обычным режимом эксплуатации размеры аккумулятора тепловой энергии, температурный режим металлургического агрегата стабилизируется, стабилизируется и величина тепловых потерь. Таким образом, не потребуются дополнительные затраты энергии на компенсацию тепловых потерь, которые возникли бы при больших размерах теплового радиатора.At the same time, the dimensions of the thermal energy accumulator are reduced in comparison with the conventional lining and the normal operating mode, the temperature regime of the metallurgical unit is stabilized, and the magnitude of the heat loss is stabilized. Thus, additional energy is not required to compensate for the heat loss that would occur if the heat sink was large.

Суть предлагаемого технического решения заключается в том, что, изменяя в допустимых пределах толщину теплоизоляционной футеровки (уменьшая ее), уменьшают и стабилизируют размеры теплового радиатора, смещая защитный слой из твердого металла к внешней границе огнеупорного слоя, стабилизируют тепловой режим металлургического агрегата, стабилизируя тепловые потери на минимально возможном уровне. Выполнение теплоизоляционной футеровки толщиной более толщины огнеупорной футеровки приводит к проникновению жидкого металла в слой теплоизоляционной футеровки на значительную глубину, образованию твердого металлического защитного барьера в этом слое, а следовательно, ведет к увеличению размеров теплового аккумулятора, увеличению тепловых потерь и повышению расхода энергии для компенсации этих потерь и стабилизации температурного режима.The essence of the proposed technical solution is that by changing the thickness of the insulating lining (reducing it) within acceptable limits, they reduce and stabilize the dimensions of the heat sink, shifting the protective layer of solid metal to the outer boundary of the refractory layer, stabilize the thermal regime of the metallurgical unit, stabilizing heat losses at the lowest possible level. The performance of a heat-insulating lining thicker than the thickness of the refractory lining leads to the penetration of liquid metal into the layer of the heat-insulating lining to a considerable depth, the formation of a solid metal protective barrier in this layer, and therefore leads to an increase in the size of the heat accumulator, an increase in heat losses and an increase in energy consumption to compensate for these losses and stabilization of the temperature regime.

Выполнение теплоизоляционной футеровки толщиной менее 0,35 толщины огнеупорной футеровки увеличивает градиент температур по толщине футеровки, затрудняет стабилизацию теплового режима металлургического агрегата, возрастают теплопотери в окружающую среду, возникает вероятность аварийных ситуаций в случае нарушений работы нагревательных устройств.The implementation of a heat-insulating lining with a thickness of less than 0.35 of the thickness of the refractory lining increases the temperature gradient across the thickness of the lining, makes it difficult to stabilize the thermal regime of the metallurgical unit, the heat loss to the environment increases, the possibility of emergency situations in case of malfunctions of the heating devices.

Образование защитного слоя из твердого металла на определенной толщине футеровки напрямую связано с толщиной теплоизоляционной футеровки.The formation of a protective layer of solid metal at a certain thickness of the lining is directly related to the thickness of the insulating lining.

Для гарантированного выполнения требований техники безопасности, гарантированного получения защитного слоя в пограничном (с теплоизоляцией) слое огнеупорной футеровки наружная поверхность футеровки - металлический кожух может быть дополнительно снабжен экраном, установленным с зазором относительно наружной поверхности кожуха и образующим со стенками кожуха каналы для циркуляции воздуха, причем экран установлен с зазором относительно пола и относительно свода металлургического агрегата. Поток циркуляционного воздуха в зазоре создает дополнительные конвективные потоки, охлаждающие наружную поверхность кожуха.For guaranteed fulfillment of safety requirements, guaranteed receipt of a protective layer in the boundary (with thermal insulation) layer of the refractory lining, the outer surface of the lining - a metal casing can be additionally equipped with a screen installed with a gap relative to the outer surface of the casing and forming channels for air circulation with the walls of the casing, the screen is installed with a gap relative to the floor and relative to the arch of the metallurgical unit. The flow of circulating air in the gap creates additional convective flows cooling the outer surface of the casing.

Для дополнительного охлаждения при необходимости металлический кожух может быть дополнительно снабжен ребрами охлаждения, закрепленными на его наружной поверхности.For additional cooling, if necessary, the metal casing can be additionally equipped with cooling fins mounted on its outer surface.

От ближайшего аналога предлагаемое техническое решение отличается следующим.The proposed technical solution differs from the closest analogue in the following.

В известном решении для предотвращения разрушения теплоизоляционного слоя футеровки выполнен барьер из промежуточного слоя огнеупорной засыпки (стены металлургической емкости) и дополнительного слоя (подина металлургической емкости), причем защитные слои расположены между огнеупорным и теплоизоляционным слоями, а в предлагаемом решении барьер выполнен внутри футеровки в виде защитного слоя из твердого металла, полученного в результате кристаллизации жидкого металла, проникающего в футеровку в процессе эксплуатации.In the known solution, to prevent the destruction of the insulating layer of the lining, a barrier is made of an intermediate layer of refractory backfill (walls of the metallurgical tank) and an additional layer (bottom of the metallurgical tank), and the protective layers are located between the refractory and heat-insulating layers, and in the proposed solution, the barrier is made inside the lining in the form a protective layer of solid metal obtained by crystallization of a liquid metal penetrating into the lining during operation.

Кроме того, металлический кожух может быть дополнительно снабжен экраном, установленным с зазором относительно наружной поверхности кожуха и образующим со стенками кожуха открытые сверху и снизу каналы для циркуляции воздуха, или ребрами охлаждения, закрепленными на его наружной поверхности.In addition, the metal casing can be additionally equipped with a screen installed with a gap relative to the outer surface of the casing and forming channels open for the air circulation above and below with the walls of the casing, or with cooling fins fixed to its outer surface.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности "новизна".The above allows us to conclude that the proposed technical solution meets the patentability criterion of "novelty."

В результате проведенного поиска и последующего сравнительного анализа предлагаемого технического решения с ближайшим аналогом и другими известными решениями, относящимися к предмету разработки, установлено следующее:As a result of the search and subsequent comparative analysis of the proposed technical solution with the closest analogue and other known solutions related to the subject of development, the following was established:

- известен способ защиты футеровки миксера обмазкой внутренней поверхности смесью каолина с пропиточным флюсом и пропитка футеровки флюсом [1];- there is a method of protecting the lining of the mixer by coating the inner surface with a mixture of kaolin with impregnating flux and impregnating the lining with flux [1];

- известна футеровка, в которой теплоизоляционный слой выполнен в виде последовательно расположенных слоев засыпки разного фракционного состава, и теплоизоляция на холодной стороне выполнена из слоя пылевидной фракции менее 0,5 мм, пропитанного на глубину 1-2 мм клеящим или цементирующим составом [2];- a lining is known in which the heat-insulating layer is made in the form of successively arranged backfill layers of different fractional composition, and the thermal insulation on the cold side is made of a layer of pulverulent fraction of less than 0.5 mm, impregnated to a depth of 1-2 mm with an adhesive or cementitious composition [2];

- известна футеровка отражательной печи, включающая огнеупорный и теплоизоляционный слои и промежуточный слой огнеупорной засыпки, которая снабжена дополнительным слоем толщиной 0,05-0,3 толщины огнеупорного слоя и расположенным между огнеупорным слоем и засыпкой [3];- known lining of a reflective furnace, including refractory and heat-insulating layers and an intermediate layer of refractory backfill, which is equipped with an additional layer with a thickness of 0.05-0.3 thickness of the refractory layer and located between the refractory layer and the backfill [3];

- известна футеровка ванны отражательной печи, содержащая кирпичную кладку из огнеупора и облицовочный слой со швами, в которой облицовочный слой боковых стен выполнен толщиной 0,1-0,4 толщины боковой футеровки печи (А.с. СССР №1244456, F 27 B 3/14, 1986 г. [4];- known lining of the bath of a reflective furnace, containing brickwork of refractory material and a facing layer with seams, in which the facing layer of the side walls is made with a thickness of 0.1-0.4 thickness of the side lining of the furnace (AS USSR No. 1244456, F 27 B 3 / 14, 1986 [4];

- известна футеровка электролизера для получения алюминия, внутри которой на участках изотермы 880°С располагают слой, содержащий соединения щелочного или щелочноземельного металла, например алюминат натрия, и растворение или взаимодействие этих соединений с проникшим в материал футеровки жидким электролитом приводит к повышению температуры солидуса и предотвращению дальнейшего проникновения электролита в футеровку (Заявка ЕПВ (ЕР) №0132031, С 25 С 3/08, 1985 г. [5]).- a lining of an electrolyzer for producing aluminum is known, inside of which a layer containing alkaline or alkaline earth metal compounds, for example sodium aluminate, is located at the isothermal sites of 880 ° C, and dissolution or interaction of these compounds with liquid electrolyte penetrated into the lining material leads to an increase in solidus temperature and prevention further penetration of the electrolyte into the lining (Application EPO (EP) No. 0132031, C 25 C 3/08, 1985 [5]).

Не выявлено технических решений, в которых для образования защитного слоя из твердого металла, полученного в результате кристаллизации жидкого металла, проникающего в футеровку в процессе эксплуатации, теплоизоляционная футеровка выполнена толщиной, равной 0,35-0,55 толщины огнеупорной футеровки, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности "изобретательский уровень".No technical solutions were identified in which, for the formation of a protective layer of solid metal, obtained as a result of crystallization of liquid metal penetrating the lining during operation, the heat-insulating lining is made with a thickness equal to 0.35-0.55 of the thickness of the refractory lining, which allows us to conclude on compliance of the proposed technical solution with the patentability criterion of "inventive step".

Футеровка стен закрытой металлургической емкости (миксера)1 (см. чертеж), содержит стальной кожух 2 толщиной 10 мм, внутри которого выполнена теплоизоляционная футеровка 3 толщиной 120 мм из легковесного шамота, огнеупорная футеровка 4, выполненная толщиной 280 мм из шамотных кирпичей, стальной кожух 2 может быть снабжен экраном 5, закрепленным с зазором к наружной поверхности кожуха 2, или ребрами охлаждения (не показано на чертеже).The lining of the walls of a closed metallurgical tank (mixer) 1 (see drawing) contains a steel casing 2 with a thickness of 10 mm, inside which a heat-insulating lining 3 with a thickness of 120 mm is made of lightweight fireclay, a refractory lining 4 made of 280 mm thick of chamotte bricks, a steel casing 2 may be provided with a screen 5 fixed with a gap to the outer surface of the casing 2, or with cooling fins (not shown in the drawing).

Футеровка работает следующим образом.Lining works as follows.

В процессе эксплуатации жидкий металл, находящийся в миксере 1, постепенно проникает в футеровку, металлизирует материал футеровки и снижает его теплоизоляционные свойства. При достижении жидким металлом глубины футеровки, на которой расположена изотерма кристаллизации расплава, происходит его затвердевание и образуется защитный слой, препятствующий дальнейшему проникновению жидкого металла.During operation, the liquid metal in the mixer 1 gradually penetrates the lining, metallizes the lining material and reduces its thermal insulation properties. When the liquid metal reaches the depth of the lining, on which the melt crystallization isotherm is located, it solidifies and a protective layer is formed that prevents further penetration of the liquid metal.

По предлагаемому решению была изготовлена футеровка миксера для жидкого алюминия емкостью 40 тонн и проведены испытания.According to the proposed solution, a lining of a mixer for liquid aluminum with a capacity of 40 tons was made and tests were carried out.

В процессе испытаний замерялась температура внутри футеровки, температура наружной стенки кожуха, контролировался расход технологической электроэнергии (по времени включения электронагревателей для поддержания необходимого температурного режима работы миксера). Аналогичные показатели были сняты на миксере для алюминия емкостью 40 тонн, в котором теплоизоляционная футеровка выполнена толщиной 410 мм, огнеупорная - 230 мм, кожух стальной - 10 мм.During the tests, the temperature inside the lining was measured, the temperature of the outer wall of the casing, the consumption of technological electricity was controlled (by the time the electric heaters were turned on to maintain the required temperature regime of the mixer). Similar indicators were taken on an aluminum mixer with a capacity of 40 tons, in which the heat-insulating lining is 410 mm thick, refractory - 230 mm, steel casing - 10 mm.

Сравнительные данные представлены в таблице.Comparative data are presented in the table.

Результаты испытаний показали, что при использовании предлагаемой футеровки на 700 кВт/час снижается суточный расход электроэнергии для поддержания необходимой температуры металла, стабилизируются тепловой режим работы миксера, снижаются теплопотери, ожидается повышение срока службы миксера.The test results showed that when using the proposed lining by 700 kW / h, the daily energy consumption is reduced to maintain the required metal temperature, the thermal mode of the mixer is stabilized, heat loss is reduced, and the mixer is expected to increase its service life.

ТаблицаTable Периоды контрольных замеровPeriods of control measurements Толщина футеровки, ммLining thickness, mm Температура наружной стенки кожуха, °СThe temperature of the outer wall of the casing, ° C Расход электроэнергии для поддержания температуры металла, кВт/часPower consumption to maintain the temperature of the metal, kW / h теплоизоляционнаяheat insulating огнеупорнаяrefractory стальной кожухsteel casing начальныйelementary 410410 230230 1010 4848 31003100 пусковойlauncher промышindustry ленноlazily испольuse периодperiod 120120 280280 1010 5252 32003200 опытныйexperienced миксерmixer через 6 after 6 410410 230230 1010 5454 36003600 месяцев эксплуатацииmonths of operation 120120 280280 1010 5252 32003200 через 12 after 12 410410 230230 1010 5858 39003900 месяцев эксплуатацииmonths of operation 120120 280280 1010 5252 32003200

Источники информацииInformation sources

1. А.с. СССР №439680, F 27 D 1/00, 1974 г.1. A.S. USSR No. 439680, F 27 D 1/00, 1974

2. А.с. СССР №1543212, F 27 D 1/00, 1990 г.2. A.S. USSR No. 1543212, F 27 D 1/00, 1990

3. А.с. СССР №1236281, F 27 B 3/14, 1986 г.3. A.S. USSR No. 1236281, F 27 B 3/14, 1986

4. А.с. СССР №1244456, F 27 B 3/14, 1986 г.4. A.S. USSR No. 1244456, F 27 B 3/14, 1986

5. Заявка ЕПВ (ЕР) №0132031, С 25 С 3/08, 1985 г.5. Application EPO (EP) No. 0132031, C 25 C 3/08, 1985

Claims (3)

1. Футеровка ванны металлургической емкости для жидкого алюминия или его сплавов, содержащая металлический кожух, теплоизоляционную и огнеупорную футеровку, контактирующую с жидким металлом, отличающаяся тем, что для образования в слое теплоизоляционной футеровки на границе с огнеупорной футеровкой защитного слоя из твердого металла, полученного в результате кристаллизации жидкого металла, проникающего в футеровку в процессе эксплуатации, теплоизоляционная футеровка выполнена толщиной, равной 0,35-0,55 толщины огнеупорной футеровки.1. The lining of the bathtub of a metallurgical vessel for liquid aluminum or its alloys, comprising a metal casing, a heat-insulating and refractory lining in contact with liquid metal, characterized in that for forming in the layer of heat-insulating lining on the border with the refractory lining a protective layer of solid metal obtained in as a result of crystallization of liquid metal penetrating the lining during operation, the heat-insulating lining is made with a thickness equal to 0.35-0.55 of the thickness of the refractory lining. 2. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что металлический кожух дополнительно снабжен экраном, установленным с зазором относительно наружной поверхности кожуха и образующим со стенками кожуха открытые каналы для циркуляции воздуха.2. The lining according to claim 1, characterized in that the metal casing is additionally equipped with a screen installed with a gap relative to the outer surface of the casing and forming open channels for air circulation with the walls of the casing. 3. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что металлический кожух дополнительно снабжен ребрами охлаждения, закрепленными на его наружной поверхности.3. The lining according to claim 1, characterized in that the metal casing is further provided with cooling fins mounted on its outer surface.
RU2004122082/02A 2004-07-22 2004-07-22 Lining of metallurgical vessel bath RU2270409C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004122082/02A RU2270409C1 (en) 2004-07-22 2004-07-22 Lining of metallurgical vessel bath

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004122082/02A RU2270409C1 (en) 2004-07-22 2004-07-22 Lining of metallurgical vessel bath

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2270409C1 true RU2270409C1 (en) 2006-02-20

Family

ID=36051094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004122082/02A RU2270409C1 (en) 2004-07-22 2004-07-22 Lining of metallurgical vessel bath

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2270409C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU814287A3 (en) Smelting furnace
US20160116214A1 (en) Multilayer cooling panel and electric arc furnace
JPS621441B2 (en)
JP5264167B2 (en) Carbon reduction furnace liner
US5031882A (en) Channel structure for flow of molten pig iron
RU2270409C1 (en) Lining of metallurgical vessel bath
RU99128091A (en) WALL CONSTRUCTION FROM FIREPROOF BRICK
AU2010202278A1 (en) Unfired firebrick containing graphite for cement industry kilns and use of same
Nandy et al. Selection of proper refractory materials for energy saving in aluminium melting and holding furnaces
US3752638A (en) Bottom of a shaft furnace, a shaft furnace provided with such a bottom and a method for cooling such a bottom
RU2415974C2 (en) Electrolysis bath for production of alluminium
CN211451852U (en) Ferronickel electric furnace with magnesium-carbon composite furnace lining
Tabereaux Reviewing advances in cathode refractory materials
JP3192138U (en) Non-ferrous metal melting and holding furnace
NO771583L (en) ELECTRIC OVEN.
CN110906740A (en) Ferronickel electric furnace with magnesium-carbon composite furnace lining
CA1220621A (en) Shaft furnace having a metal shell, a refractory lining and cooling bodies projecting through the shell into the lining
CN216864292U (en) Composite furnace lining structure of pre-vacuumized high-temperature carburizing multipurpose furnace
CN110791298A (en) Dry quenching fire-resistant heat-preservation coke tank
CN218723101U (en) Combustion furnace for producing carbon black
SU1331906A1 (en) Lining of cathode part of aluminium electrolyzer
KR840002631Y1 (en) Fire brick for rotary kiln
RU2093493C1 (en) Composition for protecting lining of heat assembly
CN214747243U (en) Mullite light brick
JP2000297308A (en) Stave cooler

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070723