SU927103A3 - Способ изготовлени блочной конструкции печной стенки металлургической печи - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к литейно-: му производству, в частности процессу изготовлени  блочкой конструкции стенки печи.

Известна конструкци  печи, состо ща  из обожженного огнеупорного блока и охладител , который представл ет собой охладительную систему, отлитую на огнеупорный блок так, чтобы обеспечить рабочую охлаждающую поверхность, составл ющую единое це-г лое с огнеупорным блоком. Внутренние стенки металлургических печей, используемых , например, дл  плавки железных руд или дл  рафинировани  расплавленного металла, который защищаетс  с помощью отдельных охлаждающих средств. Известны различные способы охлаждени  такого огнеупорного сло  и среди них использование печного охладител , который находит все большее применение в промышленности . Огнеупорна  стенка доменной печи включает р ды печных охладителей , предназначенных дл  охлаждени  печи, каждый из которых отлит вмес- , те с охлаждающей трубкой. Указанный охладитель прикреплен к внутренним 5 поверхност м кожуха, а огнеупорный кирпич укладываетс  по внутренним поверхност м охладител  и крепитс  с помощью смолы, котора  служит в качестве св зующего. Печь охлаждаетс  водой, протекающей через трубки и отбирающей тепло от внутренней поверхности печи. Охлаждающие трубки каждого печного охладител  соедин ютс  с помощью соединительной

15 трубки. При изготовлении огнеупорных стенок доменной печи описанной выше конструкции р ды печных охладителей и огнеупорного кирпича обычно монтируютс  отдельно. Если охлаждающа  поверхность печного охладител   вл етс  плоской, то дл  установки огнеупорных стенок не требуетс  какого-либо специального оборудовани , но если эта поверхность выполйена в виде буквы П или имеет какуюлибо другую форму с выступами, то на внутренней поверхности охладител  требуетс  установка огнеупорных кирпичей различных размеров и требуетс  большое искусство, чтобы выложить огнеупорную стенку с минимальными щел ми и зазорами.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  способ, включающий размещение армирующих трубок под охлаждающий агент в литейной форме и заливку из расплавленным металлом с последующим соединением полученной металлической части - охладител  с отформованным огнеупорным блоком. Огнеупорный слой может быть также выложен подгонкой огнеупорных кирпичей в пазах рабочей охлаждающей поверхности охладител . Огнеупорный слой может быть высушен, но его обжиг весьма затруднен. Огнеупорна  стенка, выполненна  по этому способу, должна быть обожжена и так как она обжигаетс  за счет тепла в печи на начальной стадии работы, то часто случаетс , что не удаетс  соблюсти температурных и атмосферных условий, необходимых дл  конкретного огнеупорного сло . Например, обжиг огнеупора, изготовленного на основе литого карбида кремни , желательно проводить в восстановительной атмосфере , но в услови х промышленной эксплуатации печи очень трудно управл ть услови ми, необходимыми дл  создани  такой восстановительной атмосферы . При кладке огнеупорного сло  из обожженного кирпича способ tlpигoден дл  немедленного использовани , но дл  обеспечени  хорошего контакта между огнеупорным слоем и рабочей охлаждающей поверхностью охладител , а также дл  сохранени  прежнего прочного контакта требуетс  не только точна  механическа  обработка обожженного кирпича, но и использование комплекса удерживающих устройств 1

Однако, св зующа  способность смолы или другого св зующего постепенно в процессе эксплуатации огнеупорных стенок в течение длительного периода времени и в конце концов кирпичи удерживаютс  на месте только силой взаимодействи  друг с другом и если один из них изнашиваетс , то это приводит к нарушению св зи между кирпичами, из-за чего кирпичи часто

начинают отходить от охладител  один за другим.

Цель изобретени  - увеличение срока службы блочкой конструкции печной стенки металлургической печи, а также улучшение соединени  заливаемого металла с огнеупорным блоком.

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу, включающем размещение армирующих трубок под охлаждающий агент в литейной форме и заливку их расплавленным металлом с последующим соединением полученной металлической части - охладител  с предварительно отформованным огнеупорным блоком, огнеупорный блок формируют с выступами и впадинами на одной из поверхностей и отжигают, после чего перед размещением в местной форме армирующих трубок и заливкой их металлом на ее дно укладывают огнеупорный блок выступающими вверх и боковые их поверхности покрывают волокном из огнеупорного материала, причем на поверхност х выступов и впадин огнеупорного блока заформовывают нижние части штифтов.

На фиг. t изображена доменна  печь, имеюща  огнеупорные стенки, снабженные охладител ми, продольное сечение, на фиг. 2 - узел А на фиг. 11 на фиг. 3 вид со стороны кожуха доменной печи на один пример охладител  в части AJ на фиг. Ц и S различные варианты блочной конструкции печной стенки, поперечное сечение , на фиг. 6 - литейна  форма, котора  предназначена дл  иллюстрации , поперечный разрез.

Блочна  конструкци  включает oxfiaдитель 1(металлическую часть) огнеупорный блок 2. Дл  изготовлени  огнеупорного блока 2 используетс  отливаемый огнеупорный материал подход щего состава, который выбираетс  в зависимости от типа металлургической печи и места, в котором огнеупор используетс , формуетс  в блок при помощи обычного процесса формовки огнеупора, например, при помощи вибрационного формовочного процесса или при помощи формовки давлением, после чего производитс  его обжиг.

Как показано на фиг. 4, сама 

Claims (2)

1. тонка  часть огнеупорного блока 2 имеет минимальную толщину (Т), необходимую дл  независимого использовани  блока в огнеупорной стенке 5 металлургической печи. Одна поверхность 3 блока имеет выступы и впади ны, выполненные в ней дл  обеспечени  прочного и неразрывного соединени  с охладителем 1. Поверхность огнеупорного блока 2 может иметь различные формы при условии, что самые тонкие части блока имеют мини мальную толщину (Т), необходимую дл  использовани  в качестве стенки печи. Огнеупорный блок 2 формируетс со штифтами j размещенными в высту пах и впадинах поверхности 3 дл  обеспечени  жесткого соединени  с охладителем 1. Штифты k могут представл ть собой металлический штифт, или может представл ть собой огнеупорный штифт, имеющий необходимую форму, Отформованный таким образом огнеупорный блок 2 дл  удовлетворени  вышеуказанным требовани м в дальнейшем обжигаетс  при таких температурах и атмосферных услови х которые подход т дл  огнеупорного состава. Во врем  обжига металличес кий штифт Ц подвергаетс  термическо му воздействию, но не тер ет своей .функции штифта. Дл  изготовлени  охладител  в соответствии с этим изобретением обожженный огнеупорный блок располагаетс  в литейной форме 5 дл  охладител  с выравненной грубой поверхностью 3 блока, а армирующа  трубка6, через которую охлаждаю ща  среда (например вода протекает во врем  использовани  охладител , размещаете в полости 7 образованной в Форме, и после покрыти  боковых сторон выступов .на грубой поверхности 3 огнеупорного блока 2 orнеупорным волокном, например керамическим волокном 8, которое поглоща ет термическое расширение или сжатие а форму заливаетс  расплавленный металл 9 например железо или медь, который затем затвердевает. На фиг. 6 показан вариант, в котором огнеупорный блок 2 размещен на две литейные формы 5, но блок 2 может образовывать дно формы. Причина, по которой груба  поверх ность 3 обожх енного огнеупорного бло ка 2 покрываетс  огнеупорным волокном перед заливкой охладител  расплавленным металлом, заключаетс  в следующем. Если обожженный огнеупор ный блок 2, имеющий выступы и впадины , как показано на фиг. 4 и 5. используетс  таким образом дл  залив03 , ки расплавленного металла в литейную форму 5. то в канале выступа огнеупорного блока 2 благодар  усадке, котора  сопровождает затвердевание расплавленного металла при охлаждении, образуетс  трещина 10. Это повышает возможность отхода огнеупорного блока 2 от охладител  1 в процессе эксплуатации. Блочна  конструкци  печной стенки, котора  представл ет собой огнеупорный блок, неразрывно св занный с охладителем, в соответствии с процессом этого изобретени , предназначена дл  пр мого использовани  в качестве стенки печи- без установки отдельной стенки печи на внутренней поверхности огнеупорного блока , так что повышение возможности отхода огнеупорного блока от охладител  может оказатьс  губительным дл  этой цели. Чтобы предотвратить это, боковые стороны выступов грубой поверхности обожженного огнеупорного блока перед отливкой охладител  покрываютс  огнеупорным волокном. Волокно поглощает любую усадку, котора  сопровождает затвердевание залитого металла при охлаждении и эффективно предотвращает образование трещин у основани  выступа блока 2. В изготовленной таким образом блочной конструкции печной стенки дл  металлургической печи обожженный . огнеупорный блок, сама  тонка  часть которого имеет минимальную толщину, необходимую дл  использовани  в качестве стенки печи, прочно и неотрывно св зан с охладителем при помощи штифтов и выступов и впадин, отформованных на огнеупорном блоке, и в выступах огнеупорного блока не образуетс  трещин, так что блочна  конструкци  может пр мо использовать с  в качестве огнеупорной стенки металлургической печи без установки отдельной огнеупорной стенки на внутренней поверхности огнеупорного блока. Так как жестка  и неотрывна  св зь между огнеупорным блоком и ох ладителем достигаетс  не только за счет штифтов, но также за счет сцеплени  между впадинами (выступами на огнеупорном блоке и впадинами ) выступами, отформованными на охладителе, и благодар  отсутствию образовани  трещин на выступах огнеупорного блока, то блок не будет отходить от рабочей охлаждающей поверхности охладител  во врем  использовани  блочной конструкции. Кроме того, так как огнеупорный бло св занный с охладителем, изготовлен из обожженного отлитого огнеупорного материала, то блочна  конструкци  имеет удовлетворительные огнеугюрные свойства и высокое сопротиа ление эрозии, что повышает срок службы конструкции. В описанном выше варианте обожженный огнеупорный блок соединен с отлитым металлом (охладителем) при помощи как штифтов, так и выступов (впадин), выполненных на поверхност блока. 8 другом варианте огнеупорный блок 2, имеющий выступы, которые шире в верхней части, чем у основани , как показано на фиг, 4 и 5 обожжен и после покрыти  боковых сторон выступов грубой поверхности огнеупорным волокном расплавленный металл залит на блок. При этом у вы ступов блока не образуетс  треицины 10, Поэтому отход огнеупорного блок 2 от охладител  1 во врем  эксплуатации может быть предотвращен без использовани  штифта, но при исполь зовании только выступов и впадин в блоке, .которые сцеплены с выступами и впадинами в охладителе 1. JJ Больша  блочна  конструкци  печной стенки дл  металлургической печ изготавливаетс  следующим образом. Несколько, например два, обожжен ных блока 2, типа, показанного на фиг. 4 и 5, сжимаютс  друг с другом по боковой поверхности 3 с тонким слоем огнеупорного , размеще ного между ними. Два блока располагают внутри литейной формы дл  охладител  и путем осуществлени  описанной здесь процедуры получаетс  блочна  конструкци  необходимого большего размера, В этом варианте два огнеупорных блока соединены в один охладитель и шероховата  лини , выпол ненна  между двум  огнеупорными бло ками при помощи сло  волокна, распо ложенного в направлении их толщины, оказывает эффект, ограничивающий ра калывание блоков. Пример. Изготовление блочно конструкции печной стенки дл  металлургической печи размерами 600 X HOD мм. Отливаемый огнеупор на основе ка бида кремни  загружаетс  в опоку размерами бОО 700 мм, к опоке прилагаетс  вибрационна  сила (частото 60 Гц и ускорением 7) дл  уплотнени  и при помощи давлени  3 кг/см - формируетс  огнеупорный блок,П-образного очертани , как показано на фиг. k, имеющий толщину (Т) 200 мм. Огнеупорный материал был подвергнут полному обжигу при 1300°С. Два таких обожженных огнеупора были размещены с огнеупорным волокном между сторонами 600 мм на дне литейной формы с ребрами вверх. 8 полости формы были расположены армирующие трубки и была изготовлена окружающа  песчана  форма. Дл  предотвращени  от разрушени  ребер огнеупорного блока из-за усадки (коэффициент усадки например 8-12/1000) при затвердевании отливки (например из чугуна) боковые стороны выступов на грубой поверхности блока были покрыты огнеупорным волокном в количестве, достаточном дл  компенсации возможной усадки залитого металла. После выполнени  этих предварительных процедур огнеупорный блок был нагрет до при помощи горелки и в форму был залит расплавленный ковкий чугун дл  получени  отливки толщиной 200 мм. После удалени  формы отливки была отожжена при в течение 6 часов дл  уменьшени  остаточных термических напр жений. Из издели  был вырезан образец дл  проверки на растрескивание, которое могло произойти во врем  отливки, то трещины не были обнаружены. Этот охладитель был установлен на внутренней поверхности кожуха в нижней части шахты доменной печи. По сравнению с огнеупорной стенкой (на основе окиси алюмини , толщиной 500 мм), котора  была соединена с охладителем, приготовленным обычным способом, и срок службы которой составл ет от восьми мес цев до одного года и двух мес цев, i огнеупорный блок блочкой конструкций печной стенки дл  металлургической печи, изготовленный способом этого изобретени , прослужил непрерывно три года с меньшим износом. Охладитель , который был облицован огнеупорным слоем из подогнанных огнеупорных кирпичей (на основе карбида кремни , толщиной 200 мм) в пазах рабочей охлаждающей поверхности, работал также хорошо, как и охладитель этого изобретени , до полутора лет с начала эксплуатации, а затем огнеупорный слой внезапно отошел от поверхности охладител . Зто произошло потому, что была потер на сила св зи между отдельными обожжен ными кирпичами и если один изношенный кирпич выпал, то соседние кирпичи также стали выпадать, вызыва  выпадение один за другим следующих кирпичей. Согласно предлагаемому способу дл  изготовлени  блочной конструкци печной стенки дл  металлургической печи на одной поверхности обожженного огнеупорного блока образуютс  выступы и впадины, боковые стороны выступов покрываютс  огнеупорным волокном и подобные выступы и впади ны служат частью формы, в которую зaливaetc  расплавленный металл дл  отливки охладител , так что у выступов на блоке трещин не образуетс  и полученные таким образом выступы и впадины сцепл ютс  с выступами и впадинами Н9 огнеупорн блоке дл  обеспечени  жесткой и неразрывной св зи между отлитш4 охладителем и огнеупорным блоком. 3to эффективно предотвращает отхождение огнеупорного блока во врем  его использовани  в качестве конструктивного элемента печной стенки. Так как охладитель заливает с  вместе со штифтом, то это делает св зь с огнеупорным блоком еще более прочной, предотвраща  таким образом полностью отход огнеупорнбг блока. Кроме того, огнеупорный блок изготавливаетс  формовкой и обжигом отливаемого огнеупорного материала и даже сама  тонка  часть имеет минимальную толщину, необходимую дл  использовани  в качестве печной стенки. С этой целью охладитель, снабженный прочно св занным с ним огнеупорным блоком, может немедленно использоватьс  в качестве конструкт тивного элемента дл  огнеупорных стенок металлургической печи. Формула изобретени  1.Способ изготовлени  блочной конструкции печной стенки металлургической печи, включающий размещение армирующих трубок под охлаждающий агент в литейной форме и заливку их расплавленным металлом с последующим соединением полученной металлической части-охладител  с предварительно отформованным огнеупорным блоком , отличающийс  тем, что, с целью повышени  срока службь), огнеупорный блок формуют с выступами и впадинами на одной из поверхностей и отжигают, после чего перед размещением в литейной форме армирующих трубок и заливкой их металлом на ее дно укладывают огнеупорный блок выступами вверх и боковые их поверхности покрывают волокном из огнеупорного материала.
2. 2.Способ по п.1, отличающий с   тем, что, с целью улучшени  соединени  заливаемого металла с огнеупорным блоком, на поверхност х выступов и впадин последнего заформовывают нижнюю часть штифтов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР , кл. В 22 D 19/22, 197.

   /

   ГГ

   te/

   Фуг 3