SU722493A3 - Лещадь доменной печи - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройству лещади шахтной печи, предназна ченной дл  выплавки чугуна и способ его охлаждени . Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемым результатам  вл етс  лещадь шахтной печи, состо ща  из трех слоев огнеупорной футеровки, причем коэффициенты теплопроводности верхнего и нижнего слоев меньше коэффициента теплопроводности проме жуточного сло , периферийного вод н го и подлещадного воздушного охлаждени  1 . Однако дл  очень больших по размерам печей эта конструкци  не  вл етс  подход щей. В таких больших конструкци х существет необходимость уменьшить размер настыл , или уход тепла через нижнюю поверхность днища настолько значителен, что воздушное охлаждение этой поверхности недостаточно. Если же нужно снизить температуру донной плиты почти до 100°С, необходимо использовать вод ное охлаждение нижней поверхности. Такое решение ведет к большому риску, так как .в случае нарушени  работы вод ной системы охлаждени  температура быстро повышаетс  до нежелательных величин , что может привести к аварии. Вышеупом нутый недостаток, т.е.слиАиком 1лубокое проникновение настыл , может быть удален путем выполнени  всего днища из более теплопроводного материала, но в этом случае также существет опасность нарушени  вод ного охлаждени  нижней поверхности , что ведет к аварии. Цель изобретени  - повышение стойкости лещади при термических воздействи х. При использовании предлагаемого изобретени  образуетс  настыль (козел) только небольших размеров, в частности небольшой высоты. Данное изобретение характеризуетс  тем, что днище.состоит из горизонтального сло  огнеупорного материала с коэффициентом теплопроводности Л, составл ющим в рабочем состо нии более, чпм 20 ккал/м-ч- С. Этот слой сверху и снизу защищен еще и слоем огнеупорного материала с очень низким коэффициентом теплопроводности по сравнению с вышеупом нутым первым промежуточным слоем. Благодар  этой конструкции во врем  работы печи нижн   поверхност днища охлаждаетс  воздухом до температуры ниже 150°С. Используетс  такое днище, толщина верхнего и ниж него слоев которого выбираетс  в зависимости от свойств теплопроводности и в котором промежуточный сл с высоким коэффициентом теплопроводности отдает от 20 до 60% тепла в нижний слой. Огнеупорный верхний слой служ.ит защитой промежуточного сло , расположенного под ним. Это происходит потому, что верхний слой сделан из материаша, который дороже обычного огнеупорного материала. В качестве материала с высокой теплопроводностью дл , промежуточног сло  согласно данному изобретению и пользуетс  графит, коэффициент тепл проводности кототого составл ет от до 100 ккал/МЧ-С. Путем покрыти  графитового сло  слоем из менее дор гого материала с меньшей теплопрово ностью температура графитового сло  снижаетс  и становитс  ниже темпера . ры плавлени  чугуна и проникновени   астыл  (козла) в графитовый слой н происходит. Самый нижний слой, который также состоит из менее теплопроводного ма териала, сдерживает поток тепла от проникновени  его через стальную донную плиту. Остаток тепла уходит в наружную часть графитового сло , где температура из-за жидкостного охлаждени  удерживаетс  низкой. Благодар  хорошей теплопроводности графитого/сло  можно получать «местами почти одинаковый температур ный градиент с верхней части днища точно так же, как это было бы возможно , есЛи бы тепловЪй поток, проход  через графитовый слой, большей частью уходил в нижнюю поверхность днища. Благодар  хорошему и однородному распределению тепла образуетс  очень тонкий и очень ровный слой наст&л . Важное преимущество данного изоб ретени  состоит еще в том, что даже дл  больших печей возможно воздушно охлаждение. Таким образом, можно из бегнуть значительного риска, св зан ного с применением вод ного охлажд ни . Более того, даже если в случае повреждени  системы воздушного охлаждени  охлаждение уменьшитс , тем пература стальной донной плиты повы шаетс  очень медленно и достигает 200°С только после очень долгого времени,что позвол ет отремонтировать и снова включить систему воздушного охлаждени  до того как тем пература днища поднимаетс  слишком высоко. Следует заметить, что вод ное охлаждение наружной части оновани  печи значительно менее рисковано, чем вод ное охлаждение внутренней (нижней ) поверхности днища. В случае выхода из стро  системы охлаждени  по наружной поверхности всегда можно охлаждать ее простым способом, путем распылени  воды вручную. Особенно благопри тными  вл ютс  результаты, полученные согласно данному изобретению, когда 25-40% тепла , проход щего через промежуточный слой с высоким коэффициентом теплопроводности, уходит в нижний слой, а температура наружной поверхности днища составл ет почти . Конструктивно это вполне возможно осуществить, если материал нижнего сло  днища будет иметь коэффициент теплопроводности 2-5 ккал/м-Ч°С. Благодар  такой низкой тепловой проводимости можно примен ть только тонкий слой дл  этого нижнего сло . Хорошие результаты могут быть получены , если в той области могут быть использованы кирпичи из аморфного углерода. В верхней части .можно примен ть к кирпичи из углерода, магнезита или огнеупорной глины. Благодар  очень хорошей сопротивл емости предпочтительно использовать полуграфитовый материал с величиной коэффициента теплопроводности от 20 до 30 ккал/МЧ- Ь. Предпочтительно днище с трем  сло ми, расположенными сверху до низу и имеющими величины А , равные соответственно почти 25, 80 и 4 ккал/м.ч°С, и толщину около ЬО, 120 и 60 см соответственно . Хорошие результаты получают в том случае, когда днище покрывают верхним слоем толщиной в 30 см, несколькими сло ми, состо щими соответственно из магнезита( Л 2-3), углерода ( Л около 5), графита ( Л около 80) и углерода ( Л 3-4) и имеющими толщину соответственно около 35, 60, 120 и 60 см. Данное изобретение не только св зано с конструкцией основани  (днища) печи и с методом его охлаждени , но может быть применено в шахтных печах, в частности в доменных печах, производ щих чугун. Примен   данное изобретение , можно сконструировать более легкие по весу печи, контролирование донной температуры в которых осуществл етс  просце, чем в других печах. При выборе коэффициента теплопроводности и толщины нижнего сло , что все вместе определ ет тепловое сопротивление сло , учитываетс  следующее: если тепловое сопротивление выше (например, при низком), донна  плита будет холоднее, но

будет глубже настыль (козел); при низком тепловом сопротивлении нижнего сло  больше тепла будет ходить череч этот слой,температура донной плиты, расположенной ниже нижнего сло , будет увеличиватьс , но зато настьшь (козел) будет менее глубоким и более ровным.

Путем изменени  структуры нижнег сло  таким образом, чтобы около 2060% общего теплового потока промежуточного сло  приходило через нижний слой, получают услови , в кото-рых как глубина настыл , так и температура донной плиты наход тс  в допустимыхпределах.

На чертеже графически изображен возможный вариант сооружени  нового днища.

Стальна  общивка (рубашка) 1 вокруг сооружени  огнеупорного днища соедин етс  со стальной донной плитой 2, имеющей опорные стальные ьалки 3. Основание состоит из трех слоев 4,5 и б. Верхний слой 4 толщиной 60 см состоит из полуграфита. Коэффициент теплопроводности этого полуграфита составл ет почти 20 кал/м-ч °С.- Слой 5 имеет толщину 120 см и состоит из графита с коэффициентом теплопроводности около 30 ккал/м-ЧС.

Слой б толщиной 60 см состоит из углеродных кирпичей с коэффициентом теплопроводности около 4 ккал/м-ч-С Вышеупом нутые величины Л соответствуют величинам в рабочем состо нии температуре. Диаметр печи в середин составл ет около 13 м. С помощью олаждени  путем разбрызгивани  воды обшивка (рубашка 1) охлаждаетс  почти до 60 С. Водное разбрызгивание изображено на чертеже дини ми 7 Вентил тор мощностью в 100 л.с. (на чертеже не показан) служит дл  охлаждени  стальной донной плиты водухом и сохранени  ее температуры ниже . Общее количество тепла Оц , проход щее,через слой 5, делитс  на два компонента. Тепловой поток QJ , проход щий через донную плит 2, имеет величину почти

200000 ккал/ч, а тепло О,проход щее через обшивку схпо  5, составл ет почти 2400000 ккал/ч.

В зоне выпускного отверсти  8 температура внутри печи составл ет почти 1400-1500 С. В центре днища изотерма дл  не достигает верхней поверхности сло  4, что говорит об отсутствии настыл  (козла) и. о том, что днище не подвергаетс 

Q коррозии.

Данное изобретение не ограничиваетс  описанным вариантом. Можно получить хорошие результаты также путем замены верхнего сло  из полу- графита на углеродный слой той же

толщины с коэффициентом теплопроводности , равным 5 ккал/мч°С,который покрываетс  слоем из магнезита толщиной 30 см и с коэффициентом теплопроводности, равным 2 0 3 ккал/м-ч°С.

изобретени 

.Лещадь доменной печи, состо ща 

5 из трех слоев огнеупорной футеровки, причем коэффициенты теплопроводности верхнего и нижнего слоев меньше коэффициента теплопроводности проме;жуточного сло , периферийного вод ного и Подлещадного воздушного охлаждени , отличающа  с  , тем, что с целью повышени  стойкости лещади при термических воздей .стви х, слои огнеупорной футеровки выполнены сверху вниз из полуграфиS тового, графитового, углеродистого материала, причем отношение толщины слоев футеровки по отношению к диаметру слоев равно дл  верхнего , промежуточного и нижнего слоев

0 соответственно: 0,035-0,045; 0,07- . 0,09 и 0,035-0,045, а отношение коэффициента теплопроводности верхнего и нижнего слоев по отношению к промежуточному слою равно соответственно 0,29-0,34 и 0,03-0,05.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Патент США 2673083, кл. 266-32, 1954.

Claims (1)

1. Формула изобретения .Лещадь доменной печи, состоящая

   25 из трех слоев огнеупорной футеровки, причем коэффициенты теплопроводности верхнего и нижнего слоев меньше коэффициента теплопроводности промежуточного слоя, периферийного водяного и подлещадного воздушного охлаждения, отличающа яс я. тем, что с целью повышения стойкости лещади при термических воздей¹ .ствиях, слои огнеупорной футеровки выполнены сверху вниз из полуграфитового, графитового, углеродистого материала, причем отношение толщины слоев футеровки по отношению к диаметру слоев равно для верхнего, промежуточного и нижнего слоев

   40 соответственно: 0,035-0,045; 0,07- . 0,09; и 0,035-0,045, а отношение коэффициента теплопроводности верхнего и нижнего слоев по отношению к промежуточному слою равно соот45 ветственно 0,29-0,34 и 0,03-0,05.