UA51839C2 - Доменна піч для виробництва чавуну і спосіб експлуатації такої доменної печі - Google Patents
Доменна піч для виробництва чавуну і спосіб експлуатації такої доменної печі Download PDFInfo
- Publication number
- UA51839C2 UA51839C2 UA2000105844A UA00105844A UA51839C2 UA 51839 C2 UA51839 C2 UA 51839C2 UA 2000105844 A UA2000105844 A UA 2000105844A UA 00105844 A UA00105844 A UA 00105844A UA 51839 C2 UA51839 C2 UA 51839C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- blast furnace
- bricks
- furnace according
- bars
- steel sheet
- Prior art date
Links
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 4
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims abstract description 66
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 61
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 9
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 4
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 26
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 8
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 4
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 4
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/12—Working chambers or casings; Supports therefor
- F27B3/14—Arrangements of linings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
- C21B7/04—Blast furnaces with special refractories
- C21B7/06—Linings for furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
- C21B7/10—Cooling; Devices therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D3/12—Travelling or movable supports or containers for the charge
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B1/24—Cooling arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/24—Cooling arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
- F27D2009/0002—Cooling of furnaces
- F27D2009/004—Cooling of furnaces the cooling medium passing a waterbox
- F27D2009/0043—Insert type waterbox, e.g. cylindrical or flat type
Abstract
Конструкція стінки для металургійної ємкості на тій ділянці, де її гаряча сторона знаходиться в контакті з рідким металом і/або рідким шлаком, зокрема для горна шахтної печі, що включає обшивку зі сталевого листа, всередині якої виконана щонайменше одношарова кладка з вогнетривкої цегли, при цьому обшивка зі сталевого листа сполучена з шаром (шарами) цегли за допомогою швів із заповненням будівельним розчином і/або швів із заповненням набивною вогнетривкою масою з утворенням когезійної структури, згідно з винаходом вона містить металеві бруси, які розташовані вздовж окружності всередині обшивки зі сталевого листа і входять в стінку, при цьому бруси сполучені із зовнішньою стороною обшивки зі сталевого листа за допомогою кріпильних пристосувань, що проходять через обшивку зі сталевого листа. Кожний складальний вузол, що включає металевий брус і його кріпильні засоби, а також обшивку зі сталевого листа утворюють у вертикальному напрямку секцію, яка досить еластична для збереження поверхневого контакту вздовж горизонтальних поверхонь між металевими брусами і цеглинами під час роботи.
Description
Опис винаходу
Винахід відноситься до доменної печі для виробництва чавуну, яка, щонайменше в області горна, має 2 обшивку зі сталевого листа, всередині якої виконана щонайменше одношарова кладка з вогнетривкої цегли, при цьому обшивка зі сталевого листа сполучена з шаром (шарами) цегли за допомогою швів із заповненням будівельним розчином і/або швів із заповненням набивною вогнетривкою масою з утворенням когезійної структури. Область горна доменної печі часто забезпечена зовнішньою системою охолоджування.
У сучасних промислових доменних печах, в яких досягаються найбільш високі рівні виробництва чавуну при 710 підвищеному тиску газу, надто важливо, щоб період між кожним відновленням цегельної кладки був як можна більш тривалим. Однак це скрутне Через різні проблеми, зокрема, в області горна.
Саме в горні цегельна кладка зазнає найбільш сильного впливу газової атмосфери печі, а також рідкого металу і/або рідких шлакових матеріалів, присутніх в цій області. Газова атмосфера може викликати хімічну корозію цегельної кладки, частіше лужну корозію, в той час як рідкий чавун може надавати комбінований вплив у 72 вигляді високої температури, хімічної корозії і механічної корозії. Ця корозія частково зумовлена тим явищем, що рідкий чавун часто не насичений вуглецем і тому має схильність до розчинення вуглецю з цегли.
Відносно структури цегельної кладки горна важливо, щоб на гарячій стороні при високій температурі не викришувались цеглини внаслідок теплового розширення, до якого вони схильні. Було виявлено, що матеріали, що містять вуглець, такі як графіт і напівграфіт, є найбільш стійкими до викришування в таких умовах, але склади з цих матеріалів також схильні до корозії рідким чавуном, який може бути насичений, а може бути і не насичений вуглецем. Така корозія виявляється головним чином в тому, що ці матеріали, що містять вуглець, розчиняються в рідкому чавуні.
Було виявлено, що цеглини стійкі до впливу рідкого чавуну в тому випадку, якщо на внутрішній стороні цегельної кладки буде утворюватися твердий шар з суміші часток отвердженого чавуну, шлаку і коксу в різних с комбінаціях. Цей так званий "настиль" утворюється на цегельній кладці при температурі в області відменшеза (У 11007С до 115070. Крім того, створення настилю також залежить від швидкості руху рідкого чавуну в горні.
Оскільки рідкий чавун періодично витікає з горна тільки на ділянці декількох відвідних точок, розміщених в печі, цей рідкий чавун має не тільки вертикальну складову течії, але також і складову в напрямку вздовж окружності печі, що дає більш високу швидкість руху чавуну вздовж цегельної кладки. Цей протікаючий мимо о чавун має схильність розчиняти настиль в даній області. Тільки в тому випадку, якщо гаряча сторона цегельної со кладки може підтримуватися досить холодною за рахунок досить ефективного розсіювання тепла через цю цегельну кладку, настилю, що утворився на цегельній кладці, завжди вистачить для захисту цегельної кладки від со корозії. «--
Потрібно відмітити, що в доменних печах часто зустрічається явище "мертвяка", тобто всередині сурми 3о утворюється тверда пробка, що складається головним чином із коксу і чавуну. Якщо цей "мертвяк" до того ж має о великий об'єм і низьку пористість, швидкість циркуляції рідкого чавуну вздовж цегельної стінки буде збільшуватися і, отже, руйнування настилю посилиться. Це явище також вимагає навіть більш інтенсивного розсіювання тепла через цегельну кладку, для того щоб підтримувати температуру на гарячій стороні згаданої « цегельної кладки досить низькою і щоб настиль залишався на місці. З
З патента США 3 953 007 відомо доменну піч, яка забезпечена пластинами охолоджування, що с охолоджуються рідиною. Пластини охолоджування групуються в горизонтальних колах і тягнуться через сталеву
Із» оболонку печі до вогнетривкої обшивки.
Розсіювання тепла з цегельної кладки горна за допомогою охолоджуючих пластин, які проходять глибоко всередину цегельної кладки і через які пропускають воду, або за допомогою так званих "доменних холодильників", розташованих всередині обшивки зі сталевого листа, не є переважним. У разі відпадання або і-й розплавлення настилю і розчинення цегельної кладки в цій області можливо, що рідкий чавун вступить в контакт, - наприклад, з такою водою, що охолоджується мідною охолоджуючою пластиною, яка проходить глибоко всередину цегельної кладки. У такій ситуації мідь охолоджуючої пластини може розплавитися, і тоді внаслідок бо протікання води в піч можливий вибух з супутнім руйнуванням стінки. Внаслідок цих причин часто буває доцільно со 20 забезпечити конструкцію стінки обшивкою зі сталевого листа з функцією зовнішнього охолоджування горна. Як правило, ця функція охолоджування являє собою систему охолоджування розбризкуванням, за допомогою якої с температура обшивки зі сталевого листа може підтримуватися на рівні близько 50"С. При температурі обшивки зі сталевого листа близько 507"С не завжди буде можливо підтримувати гарячу сторону цегельної кладки нижче за температуру «1100"С, навіть якщо використовуються цеглини з графіту і/або напівграфіту, які мають хорошу 25 теплопровідність. У цьому випадку потрібно відмітити, що цегельна кладка повинна мати достатню товщину, щоб
ГФ) звести до прийнятного мінімуму небезпеку випадкового прориву. юю Прототипом заявляемого винаходу є доменна піч для виробництва чавуну, яку описано у патенті ЕК 2 160 724. Запропонована доменна піч, щонайменше в області горна, містить обшивку зі сталевого листа, всередині якої виконана щонайменше одношарова кладка з вогнетривкої цегли. При цьому обшивка зі сталевого листа 60 сполучена з шаром (шарами) цегли за допомогою швів із заповненням будівельним розчином і/або швів із заповненням набивною вогнетривкою масою з утворенням когезійної структури. Крім цього доменна піч забезпечена панелями охолоджування, що охолоджуються водою, які тягнуться до вогнетривкої обшивки доменної печі, Її кожна включає трубу, яка проходить через отвір в сталевій обшивці печі. Отвори в оболонці мають більший діаметр ніж труби. Проміжок між отвором в оболонці і трубою є герметичним завдяки бо ущільнюючому кільцю, що гарантує те, що газ не витікає із печі.
Було виявлено, що шви із заповненням будівельним розчином і шви із заповненням набивною вогнетривкою масою утворюють істотну перешкоду для розсіювання тепла через цегельну кладку Зовнішній шар цеглин звичайно розміщують впритул до обшивки зі сталевого листа з будівельним розчином або набивною масою між
Ними, при цьому товщина шва з будівельним розчином може складати, наприклад, З-зхмм, а товщина шва з набивною масою може складати, наприклад, 30-120мм. Ці шви служать частково для компенсації лінійного розширення обшивки зі сталевого листа, а частково для забезпечення теплового контакту між обшивкою зі сталевого листа і зовнішнім шаром цегельної кладки. Якщо в конструкції стінки використана велика кількість радіальних шарів цегли, то також буде необхідно, щоб між цими шарами був шов, і для цієї мети звичайно /о застосовують набивну вогнетривку масу. У будь-якому випадку, як і шов, розташований безпосередньо за обшивкою зі сталевого листа, цей шов може також служити як компенсаційний температурний шов. Наприклад, цей шов може мати ширину 5Омм. Було виявлено, що шви із заповненням будівельним розчином і/або набивною масою можуть створювати 50-8095 загального теплового опору, що надається цегельною кладкою зовнішній стороні обшивки зі сталевого листа, якщо цегельна кладка містить цеглини з 5220 Вт/м"С. Ця проблема ще 75 більш ускладнюється, якщо структура "дихає". Наприклад, якщо є значні температурні відмінності в обшивці зі сталевого листа, то шов з будівельним розчином може розкритися, і тоді утвориться ізолюючий шар газу.
Подібне явище може статися, якщо при неоднорідному тепловому впливі шов, що містить набивну масу, стає недостатньо щільним.
Задача даного винаходу складається в розв'язанні вищезазначених проблем і, зокрема, в поліпшенні теплового розсіювання від гарячої сторони цегельної кладки таким чином, щоб на ній міг постійно формуватися настиль. Винахід заснований на тому, що в області горна доменної печі розміщені металеві брусся, які проходять в напрямку вздовж окружності всередині обшивки зі сталевого листа і входять в стінку, при цьому кожний з цих брусів сполучений із зовнішньою стороною обшивки зі сталевого листа за допомогою двох горизонтально розділених кріпильних пристосувань, кожне з яких окремо проходить через обшивку зі сталевого сі листа, при цьому кріпильні пристосування забезпечені засобами попереднього напруження для створення зусилля попереднього напруження, що гарантує, що кожний брус завжди буде залишатися притиснутим до о цеглин для збереження поверхневого контакту вздовж горизонтальної і вертикальної поверхонь між металевими брусами і цеглинами під час роботи. Поєднання поліпшеної теплопровідності через металеві брусся з безпосереднім поверхневим контактом між металевими брусами і цеглинами вздовж горизонтальної і ду
Зо Вертикальної поверхонь, як результат кріплення з використанням засобів попереднього напруження металевих брусів, у великій мірі мінімізує тепловий опір частини швів. Потрібно відмітити, що потрібно вертикальне і. кріплення брусів, для гарантії того, що після монтажу конструкції стінки буде зберігатися поверхневий контакт Ге) між металевими брусами і цеглинами навіть в тому випадку, якщо внаслідок теплового розширення цеглини будуть злегка переміщатися у вертикальному напрямку. --
Тепловий опір конструкції додатково знижується, якщо брусся також заздалегідь напружені в радіальному ю напрямку відносно обшивки зі сталевого листа для збереження поверхневого контакту з цеглинами вздовж вертикальних поверхонь під час роботи. Тоді будь-який існуючий шов може бути скорочений до практично нульової ширини, внаслідок чого тепловий опір цього шва також стає дуже низьким. Останній ефект може бути отриманий, зокрема, якщо є засоби попереднього напруження, які дозволяють втримувати брусся притиснутими « до цеглин в радіальному напрямку. 8 с Зрозуміло, що існує також тепловий опір між металевими брусами і обшивкою зі сталевого листа. Однак його й дією знехтуємо, якщо металеві брусся охолоджуються по винаходу. По винаходу, одна з можливостей «» досягнення цього складається в тому, що металеві брусся і/або їх кріпильні пристосування щонайменше частково виконані у вигляді так званих "теплових труб". Теплові труби являють собою загальновідомі
Конструкційні елементи, в яких рідина і пари цієї рідини знаходяться в закритій порожнині всередині цих с конструкційних елементів. Це дає можливість проходження через теплові труби інтенсивного потоку тепла.
Згідно з іншим варіантом здійснення винаходу, металеві брусся забезпечені трубопроводом і засобами - підведення і відведення, які пов'язані з лінії циркуляції охолоджуючого середовища. При прямому охолоджуванні о металевих брусів немає необхідності розсіювати тепло від цих брусів Через обшивку зі сталевого листа.
Переважно, щоб ці брусся були виконані з металу, який містить головним чином мідь. Крім того, що це о забезпечує хорошу теплопровідність, брусся, забезпечені трубопроводом, можуть бути легко виготовлені з міді.
Ге) Важливо, щоб брусся мали деяку індивідуальну рухливість. Оскільки теплові переміщення, які повинні бути компенсовані за рахунок цієї рухливості, лише незначні, то це не викликає істотних конструктивних проблем. У можливому варіанті здійснення винаходу брусся всередині обшивки зі сталевого листа розташовані у вигляді ламаних кілець і/або у вигляді конфігурації зі зміщенням. Згідно з іншим варіантом здійснення, брусся всередині обшивки зі сталевого листа утворюють кільця, які включають щонайменше 10, а переважно від ЗО до іФ) 50 брусів. Згідно з можливим варіантом нової конструкції стінки, на гарячій стороні стінки брусся мають ко зігнуту поверхню, відповідну місцевому радіусу кривизни стінки. Згідно з наступним варіантом, брусся можуть мати на гарячій стороні стінки плоскі поверхні, які разом утворюють правильний багатокутник. Тоді бо забезпечується можливість додати цеглинам плоскі граничні торці на їх зовнішній радіальній стороні. У результаті можна отримати хороший рівень теплового контакту між брусами і цеглинами, які прилягають до них в радіальному напрямку.
Для досягнення хорошого рівня поверхневого контакту вздовж горизонтальних поверхонь між брусами і цеглинами і, крім того, внаслідок інших конструктивних причин, бажано, щоб брусся виступали на 15-30см в 65 радіальному напрямку з обшивки зі сталевого листа. Крім того, по винаходу переважно, щоб брусся були розміщені вертикально на відстані від 40 до 80см один від одного.
Згідно з можливим варіантом здійснення нової доменної печі, цегельна кладка в радіальному напрямку включає один шар цеглин, що мають різну довжину, і розміщена близько до обшивки зі сталевого листа і впритул до брусів. Перевага цієї конструкції полягає в тому, що вона не має проміжного зазора, що містить набивну масу.
Згідно з іншим переважним варіантом здійснення конструкції нової доменної печі, цегельна кладка в радіальному напрямку включає два шари цеглин, стик між якими для кожного горизонтального шару цеглин зміщений в радіальному напрямку. Таким чином, в цьому випадку відсутній безперервний шов і замість цього цеглини у зовнішньому шарі і у внутрішньому шарі прилягають одна до одної по черзі, одна за одною, із забезпеченням поверхневого контакту вздовж горизонтальних поверхонь. У результаті теплопередача 70 здійснюється безпосередньо через ці горизонтальні поверхні з внутрішнього (в радіальному напрямку) шару цеглин до зовнішнього (в радіальному напрямку) шару цеглин.
У тих місцях доменної печі, що пропонується, де шви все-таки присутні, наприклад, між обшивкою зі сталевого листа і брусами, між обшивкою зі сталевого листа і цеглинами, а також між цеглинами, що примикають одна до одної в радіальному напрямку, ці шви по винаходу можуть бути заповнені пластичним 7/5 Високотеплопровідним складом. Однак цеглини можуть також прилягати до обшивки зі сталевого листа і без такого заповнення. Такого роду склад може бути отриманий в тому випадку, якщо він містить смоляний компонент, який випаровується тільки при високій температурі. Цей смоляний компонент гарантує, що склад в шві буде залишатися пластичним. У разі зміни форми шва без супутньої зміни в об'ємі склад, який сам по собі має хорошу теплопровідність, буде зберігати хороший щільний контакт з компонентами, створюючими шов.
Додаткове поліпшення теплопровідності може бути отримане, якщо склад, що використовується, також містить метал або металевий сплав з температурою плавлення або діапазоном плавлення від 200 до 11002С, переважно від 200 до 660"С. Наприклад, олово плавиться приблизно при 230"С, внаслідок чого в шві утворюються металеві теплові містки. Той же ефект може бути отриманий, наприклад, введенням олова в шви, які проходять радіально між цеглинами, лежачими поруч одна з одною вздовж окружності на одному і тому ж с рівні. Часто цеглини укладають з тонким шаром будівельного розчину між ними, але шар будівельного розчину о потім також утворює тепловий місток.
Зокрема, якщо потік тепла не проходить точно в радіальному напрямку, наприклад, коли розплавлений метал випускається з печі лише через обмежену кількість відвідних отворів, важливо, щоб в напрямку по окружності цегельної кладки не було істотного теплового опору. Ге! зо Даний винахід забезпечує можливість майже постійного захисту цегельної кладки настил ем. У результаті небезпека для цеглин, існуюча при використанні графіту і/або напівграфиту і/або матеріалу, що містить о вуглець, з порами «мкм і коефіцієнтом теплопровідності А»15Вт/м"С, дуже істотно знижується, тому переважно ("о також використати цеглини, виготовлені із вказаних матеріалів, оскільки вони викришуються під впливом термічних напружень при набагато більш високих температурах, ніж інші вогнетривкі матеріали, а також мають (77
Зз5 дуже високу теплопровідність. ю
Винахід також відноситься до способу експлуатації доменної печі. Цей спосіб забезпечує можливість при одній і тій же товщині цеглини розсіювати значно більші кількості тепла, внаслідок чого можна отримати більш низьку температуру на гарячій стороні цегельної кладки. Рекомендується, щоб швидкість циркуляції рідини через брусся забезпечувала розсіювання тепла 25095 від загального розсіювання тепла від стінки. «
Далі винахід пояснюється більш детально за допомогою малюнків. шщ с На Фіг! показане схематичне зображення конструкції стінки в доменній печі, що традиційно й використовується. «» На Фіг.2 показаний поздовжній розріз конструкції по винаходу.
На Фіг.3 показаний поперечний перетин по лінії ПІ-ПІ Фіг.2 в іншому масштабі.
На Фіг. 4 показаний елемент ІМ по Фіг.1. сл На Фіг.1 схематично показані частини стінки горна доменної печі в поздовжньому розрізі. Позицією 1 позначена вісь горна, а позицією 2 - обшивка зі сталевого листа. Охолоджування обшивки зі сталевого листа 2 - відбувається розбризкуванням за допомогою потоку води З з системи охолоджування. Вслід за обшивкою зі о сталевого листа 2 розташовані (один за одним) шов 5, зовнішній (в радіальному напрямку) шар вогнетривкої футеровки б, другий шов 7, внутрішній (в радіальному напрямку) шар футерувальних цеглин 8 і настиль 9. На о малюнку також схематично показаний твердий шар коксу і ствердженого чавуну 10, який також відомий серед
Ге) фахівців під назвою "мертвяк". Під час випуску розплавленого металу з доменної печі рідкий чушковий чавун протікає через горно вниз в напрямку "а" і в напрямку по окружності "р", яка утворюється внаслідок того, що випуск чавуну відбувається тільки в декількох точках, розташованих вздовж окружності печі. Так званий настиль
Включає отверджений матеріал, що головним чином складається з коксу і чавуну.
Для ілюстрації і безвідносно до даного винаходу, внизу Фіг.1 приведена температурна шкала, що показує, як іФ) проходить температурний профіль через конструкцію стінки від зовнішньої сторони обшивки зі сталевого листа ко 2, що охолоджується водою, до рідкого металу між настилем 9 і "мертвяком" 10.
Хоча на практиці стараються витримувати шов 5, що заповнюється будівельним розчином, і шов 7 із бо набивних мас якомога більш тонким, з цієї температурної шкали видно, що істотна частина різниці температур між охолоджуючою водою і рідким чавуном зумовлена швами 5 і 7. Щоб мати можливість досягнення досить низької температури в області настилю 9, винахід вирішує задачу поліпшення розсіювання тепла через конструкцію стінки в якомога більшій мірі і, з цією метою, зниження значних падінь температури, що викликаються швами 5 і 7. 65 На Фіг.2 показана частина конструкції стінки по Фіг. 1 в збільшеному масштабі. Цеглини 15,16 і 17 цегельної кладки 6 показані з внутрішньої сторони обшивки зі сталевого листа 2 і з внутрішньої сторони шва 5.
Крім того, всередині обшивки зі сталевого листа 2 розташований мідний брус 11 з поздовжнім отвором 12. Цей поздовжній отвір сполучений з трубою, що підводить, 13 і трубою, що відводить (не показана). Труба, що підводить, 13 і труба, що відводить, розділені по горизонталі деяким проміжком і проходять окремо через різні отвори в обшивці зі сталевого листа 2, як показано на Фіг.3. Через поздовжній отвір 12 в напрямку стрілки 14 проходить вода, внаслідок чого брус 11 активно охолоджується. Контактна поверхня 216 цегли 17 прилягає до мідного бруса 11, забезпечуючи хороший тепловий контакт і хороше розсіювання тепла від цегли 15 через брус і відводиться охолоджуючою водою, яка протікає по ньому. При споруді цегельної кладки забезпечується така конфігурація, щоб верхня поверхня цегли 16 і верхня поверхня бруса 11 також лежали точно в одній площині. 7/0 Якщо необхідно, це може зажадати корекції з використанням, наприклад, металевої фольги. У результаті цегла також може знаходитися в тісному контакті з брусом 11 на ділянці 9 контактної поверхні 21 а. Труби 13, що підводять і відводить, встановлені із зазором в отворі в обшивці зі сталевого листа 2, внаслідок чого брус 11 має відносну свободу переміщення у вертикальному напрямку. Ця свобода переміщення бруса 11 також забезпечується за рахунок еластичності з'єднання між трубами, що підводить 13, і що відводить, і обшивкою зі /5 сталевого листа 2. Еластичність з'єднання може використовуватися як засіб попереднього напруження для попереднього притискання бруса 11 до поверхні 21а. Оскільки цеглини 15,16 і 17 укладені одна на одну, то виникає хороший тепловий контакт по їх горизонтальних межах, який зберігається також і тоді, коли конструкція нагрівається через контактні поверхні 21а і 216 брусом 11, навіть якщо в конструкції є деяке теплове розширення, внаслідок еластичної рухливості бруса 11 у вертикальному напрямку.
При монтажі цеглу 16 вміщують впритул до передньої поверхні бруса 11 таким чином, що забезпечується також хороший тепловий контакт між цеглою 16 і брусом 11. Завдяки манжеті 18 на трубі 13 цей хороший тепловий контакт також може зберігатися при тепловій деформації цегельної кладки при нагріві. Впливаюче на манжету 18 зусилля попереднього напруження А гарантує, що брус 11 завжди залишиться притиснутим до цегли 16. Потрібно відмітити, що зусилля попереднього напруження А не обов'язково повинно передаватися через сч труби 13; замість цього воно також може прикладатися в центрі бруса через окремий крізний отвір в обшивці зі сталевого листа. Газонепроникне ущільнення для доменної печі в обшивці зі сталевого листа схематично і) показане манжетою 18 і сильфоном 20, який також може забезпечувати еластичне з'єднання і засіб попереднього напруження між брусом 11 і обшивкою зі сталевого листа 2. На практиці для цієї мети придатні різні конструкції. Ге! зо На Фіг.3 показаний в збільшеному масштабі схематичний вигляд поперечного перетину ПІ-ІП по Фіг.2. У цьому випадку всередині обшивки зі сталевого листа 2 показані два бруси 11, які забезпечені плоскими о поверхнями з боку, далекого від обшивки зі сталевого листа. Всередині обшивки зі сталевого листа 2 брусся со утворюють безперервне кільце, яке з внутрішньої сторони має форму багатокутника. Цеглини 22-25 прилягають до плоских внутрішніх сторін брусів 11 таким же чином, що і цегла 16 на Фіг.2. Показані шви 26,27 128 між 7
З5 ЦИМИ цеглинами. ю
На Фіг.4 показана деталь ІМ з Фіг1 по одному з варіантів винаходу. У цьому випадку зовнішній шар цегельної кладки б (див. Фіг.1) містить цеглини 15,16 і 17 (див. також Фіг.2). З внутрішньої сторони цих цеглин розташовані цеглини шару цегельної кладки 8 (див. Фіг. 1). Це цеглини 29,30 і 31, які відділені від цеглин 15,16 і 17 частковими швами 7а,7Б і 7с. У новій конструкції замість шва 7 (див. Фіг. 1), що здійснює « повне розділення шарів цегельної кладки 6 і 8, шари 6 ії 8 залишаються в прямому тепловому контакті за з с допомогою горизонтальних контактних поверхонь, що перекриваються, 32 і 33. Таким чином, різка зміна температури, зумовлена швом 7, значно знижується, поліпшуючи інтенсивне розсіювання тепла через цегельну з кладку.
Крім того, додаткове поліпшення розсіювання тепла через стінку досягається шляхом використання пластичного складу з високою теплопровідністю в шві 5 (див. Фіг.2) або в часткових швах 7а,7Б і 7с (див. с Фіг.4). Для цієї мети використаний склад, що містить смоляний компонент, який випаровується при високій температурі, металеве олово або сплав металевого олова. Для досягнення хорошої теплопровідності також і в - напрямку вздовж окружності в радіальних швах 26, 27 і 28 (див. Фіг.3) використаний будівельний розчин, що
Го! містить олово як один з компонентів. При укладанні цеглин 22-25 ці шви 26,27 і 28 витримують як можна більш с 50 ТОНКИМИ. с
Claims (18)
1. Доменна піч для виробництва чавуну, яка щонайменше в області горна містить обшивку зі сталевого листа (2), всередині якої виконана щонайменше одношарова кладка з вогнетривкої цегли (15, 16, 17), при цьому (Ф) обшивка зі сталевого листа (2) сполучена з шаром (шарами) цегли за допомогою швів із заповненням ГІ будівельним розчином (5) і/або швів із заповненням набивною вогнетривкою масою з утворенням когезійної структури, яка відрізняється тим, що в області горна доменної печі є металеві бруси (11), які розташовані бо Вздовж окружності всередині обшивки зі сталевого листа (2) і входять в стінку, кожний з цих брусів сполучений із зовнішньою стороною обшивки зі сталевого листа за допомогою двох розділених по горизонталі кріпильних пристосувань (13), кожне з яких окремо проходить через обшивку зі сталевого листа, при цьому кріпильні пристосування (13) забезпечені засобами попереднього напруження (18, 19, 20) для створення зусилля попереднього напруження, що гарантує, що кожний брус (11) завжди буде залишатися притиснутим до цеглин 65 (15, 16) для збереження поверхневого контакту вздовж горизонтальної і вертикальної поверхонь між металевими брусами і цеглинами під час роботи.
2. Доменна піч за п. 1, яка відрізняється тим, що металеві бруси(11) і/або їх кріпильні пристосування (13) щонайменше частково виконані у вигляді так званих "теплових труб", що включають закриту порожнину, що містить рідину і пари цієї рідини.
3. Доменна піч за п. 1, яка відрізняється тим, що металеві бруси (11) забезпечені трубопроводом і засобами підведення (13) і відведення, які сполучені з контуром циркуляції теплоносія.
4. Доменна піч за одним з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що металеві бруси (11) виконані з металу, який містить головним чином мідь.
5. Доменна піч за одним з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що бруси (11) всередині обшивки зі сталевого 7/0 листа (2) утворюють ламані кільця і/або розташовані зі зміщенням.
6. Доменна піч за одним з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що бруси (11) всередині обшивки зі сталевого листа (2) утворюють кільця, які включають щонайменше 10, а переважно від З0 до 50 брусів.
7. Доменна піч за одним з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що на гарячій стороні стінки бруси (11) мають зігнуту поверхню, відповідну локальному радіусу кривизни стінки.
8. Доменна піч за одним з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що на гарячій стороні стінки бруси (11) мають плоскі поверхні, які в сукупності утворюють правильний багатокутник.
9. Доменна піч за одним з пп. 1-8, яка відрізняється тим, що бруси виступають на 15-30 см в радіальному напрямку від обшивки зі сталевого листа (2).
10. Доменна піч за одним з пп. 1-9, яка відрізняється тим, що бруси розміщені вертикально на відстані один від одного від 40 до 80 см.
11. Доменна піч за одним з пп. 1-10, яка відрізняється тим, що цегельна кладка в радіальному напрямку включає один шар цеглин, що мають різну довжину, і розміщена близько до обшивки зі сталевого листа і впритул до брусів.
12. Доменна піч за одним з пп. 1-10, яка відрізняється тим, що цегельна кладка в радіальному напрямку сч ов Включає два шари цеглин, між якими стик для кожного горизонтального шару цеглин зміщений в радіальному о напрямку.
13. Доменна піч за одним з пп. 1-12, яка відрізняється тим, що шви між обшивкою зі сталевого листа (2) і брусами (11), між обшивкою зі сталевого листа і цеглинами, а також між цеглинами, що примикають одна до одної в радіальному напрямку, заповнені пластичним високотеплопровідним складом. б зо
14. Доменна піч за п. 13, яка відрізняється тим, що склад містить смоляний компонент, який випаровується при високій температурі. о
15. Доменна піч за п. 13 або 14, яка відрізняється тим, що склад містить метал або металевий сплав з со температурою плавлення або діапазоном плавлення від 200 до 1100 "С, переважно від 200 до 660 "С.
16. Доменна піч за одним з пп. 1-15, яка відрізняється тим, що шви, які проходять радіально між цеглинами, -- Зз5 Містять метал або металевий сплав, вказаний в п. 15, переважно олово. ю
17. Доменна піч за одним з пп. 1-16, яка відрізняється тим, що цегельна кладка містить цеглини, виготовлені з графіту і/або напівграфіту, і/або цеглини з порами, що містять вуглець, розміром 51 мкм і коефіцієнтом теплопровідності 5,515 Вт/м"С. «
18. Спосіб експлуатації доменної печі за одним з пп. 3-17, який відрізняється тим, що задають таку швидкість течії циркулюючої по брусах (11) рідини, яка забезпечує розсіювання тепла 250 95 від загального розсіювання - с тепла від стінки. ;» , Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2002, М 12, 15.12.2002. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. 1 - (ее) о 50 іЧе) Ф) іме) 60 б5
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1008625A NL1008625C2 (nl) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | Wandconstructie voor een metallurgisch vat en hoogoven voorzien van een dergelijke wandconstructie en metalen balken ten gebruike daarbij. |
| PCT/EP1999/001792 WO1999047711A1 (en) | 1998-03-18 | 1999-03-17 | Wall structure for a metallurgical vessel and blast furnace provided with a wall structure of this nature |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA51839C2 true UA51839C2 (uk) | 2002-12-16 |
Family
ID=19766762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2000105844A UA51839C2 (uk) | 1998-03-18 | 1999-03-17 | Доменна піч для виробництва чавуну і спосіб експлуатації такої доменної печі |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6416708B1 (uk) |
| EP (1) | EP1064410B1 (uk) |
| CN (1) | CN1204270C (uk) |
| AR (1) | AR014740A1 (uk) |
| AT (1) | ATE209692T1 (uk) |
| AU (1) | AU3414899A (uk) |
| BR (1) | BR9908865A (uk) |
| CA (1) | CA2323619C (uk) |
| DE (1) | DE69900502T2 (uk) |
| ES (1) | ES2168861T3 (uk) |
| NL (1) | NL1008625C2 (uk) |
| RU (1) | RU2210599C2 (uk) |
| UA (1) | UA51839C2 (uk) |
| WO (1) | WO1999047711A1 (uk) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR0105942A (pt) * | 2000-04-14 | 2002-03-26 | Nippon Steel Corp | Aparelho de resfriamento para tijolos na parede lateral do fundo de um alto-forno |
| FI20041331A (fi) * | 2004-10-14 | 2006-04-15 | Outokumpu Oy | Metallurginen uuni |
| CN107560433A (zh) * | 2016-07-01 | 2018-01-09 | 中国瑞林工程技术有限公司 | 闪速炉反应塔 |
| RU2722947C1 (ru) * | 2019-08-09 | 2020-06-05 | Акционерное общество «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат» (АО «ЕВРАЗ НТМК») | Профиль доменной печи для высокоинтенсивной работы |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE719137C (de) * | 1940-05-01 | 1942-03-30 | Johann Hahn | Vorrichtung zum Kuehlen des Mauerwerks von Schachtoefen |
| US2345188A (en) * | 1942-03-13 | 1944-03-28 | Adolph L Foell | Cooling plate for blast furnace inwalls and mantles |
| FR1284214A (fr) * | 1961-03-10 | 1962-02-09 | Didier Werke Ag | Procédé pour l'insertion de caissons ou bâches de refroidissement dans la maçonnerie des hauts-fourneaux ou fours à cuve du même genre |
| FR2160724A1 (en) * | 1971-11-22 | 1973-07-06 | Beylard Eliette | Sealing and reinforcing furnace jackets - by plastic joints in the cooling plates |
| FR2215468A1 (en) * | 1973-01-29 | 1974-08-23 | Steri Etu Realisa Ind | Cooling box for blast furnace casing - fits into honeycomb structures in the refractory wall |
| NL170437C (nl) * | 1973-09-12 | 1982-11-01 | Estel Hoogovens Bv | Wandconstructie van een schachtoven. |
| GB1600491A (en) * | 1977-01-18 | 1981-10-14 | Carblox Ltd | Cooling of blast furnaces |
| US4314695A (en) * | 1979-01-17 | 1982-02-09 | James Brown & Sons | Cooling elements for furnaces |
| EP0021487B1 (en) * | 1979-06-21 | 1984-04-04 | Hoogovens Groep B.V. | Shaft furnace having cooling plates inserted into recesses in the lining |
| DE3100321C1 (de) * | 1981-01-08 | 1982-09-30 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 4200 Oberhausen | Befestigung von Plattenkuehlern in metallurgischen OEfen,insbesondere Hochoefen |
| FR2560215B1 (fr) * | 1984-01-18 | 1989-01-06 | Usinor | Perfectionnement aux enveloppes de cowpers ou appareils analogues |
| FR2564484B1 (fr) * | 1984-05-21 | 1989-09-22 | Usinor | Dispositif de fixation souple et etanche de plaques de refroidissement pour haut fourneau |
| CA2292529C (en) * | 1997-05-30 | 2005-04-05 | Hoogovens Staal B.V. | Refractory wall structure |
-
1998
- 1998-03-18 NL NL1008625A patent/NL1008625C2/nl not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-03-17 AU AU34148/99A patent/AU3414899A/en not_active Abandoned
- 1999-03-17 CA CA002323619A patent/CA2323619C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-17 DE DE69900502T patent/DE69900502T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-17 AT AT99915654T patent/ATE209692T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-03-17 RU RU2000126275/02A patent/RU2210599C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1999-03-17 ES ES99915654T patent/ES2168861T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-17 CN CNB998041114A patent/CN1204270C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-17 US US09/623,180 patent/US6416708B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-17 UA UA2000105844A patent/UA51839C2/uk unknown
- 1999-03-17 EP EP99915654A patent/EP1064410B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-17 WO PCT/EP1999/001792 patent/WO1999047711A1/en active IP Right Grant
- 1999-03-17 BR BR9908865-7A patent/BR9908865A/pt not_active Application Discontinuation
- 1999-03-18 AR ARP990101182A patent/AR014740A1/es active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU3414899A (en) | 1999-10-11 |
| EP1064410A1 (en) | 2001-01-03 |
| RU2210599C2 (ru) | 2003-08-20 |
| ATE209692T1 (de) | 2001-12-15 |
| NL1008625C2 (nl) | 1999-09-21 |
| BR9908865A (pt) | 2000-11-21 |
| CN1293714A (zh) | 2001-05-02 |
| ES2168861T3 (es) | 2002-06-16 |
| US6416708B1 (en) | 2002-07-09 |
| DE69900502D1 (de) | 2002-01-10 |
| CA2323619A1 (en) | 1999-09-23 |
| CA2323619C (en) | 2004-11-02 |
| DE69900502T2 (de) | 2002-08-22 |
| EP1064410B1 (en) | 2001-11-28 |
| AR014740A1 (es) | 2001-03-28 |
| CN1204270C (zh) | 2005-06-01 |
| WO1999047711A1 (en) | 1999-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU814287A3 (ru) | Плавильна печь | |
| KR20160024845A (ko) | 다중 층 냉각 패널 및 전기 아크로 | |
| KR100333760B1 (ko) | 내화 벽, 내화 벽으로 구성되는 제련용 용기 및 내화 벽을 이용한 방법 | |
| KR900006698B1 (ko) | 비철금속의 야금 처리용 탱크화로(tank furnace) | |
| US8601959B2 (en) | Refractory tile, in particular for a gasifier | |
| UA51839C2 (uk) | Доменна піч для виробництва чавуну і спосіб експлуатації такої доменної печі | |
| US6123894A (en) | Runner for guiding a flow of liquid metal | |
| Geyer et al. | Blast furnace tapping practice at arcelor mittal South Africa, vanderbijlpark works | |
| US2175291A (en) | Method of lining smelting furnaces | |
| CN108424989A (zh) | 一种高炉铁口区域冷却结构 | |
| JP7294830B2 (ja) | 溶融炉の出湯口部の冷却構造及びその冷却構造に用いられる金属板ブロックの製造方法。 | |
| JP2914185B2 (ja) | 高炉炉壁補修用の水冷型耐火物パネル | |
| EP0083702B1 (en) | Water cooled refractory lined furnaces | |
| JP2008101233A (ja) | 高炉炉体冷却設備 | |
| RU2370545C1 (ru) | Чугунная летка доменной печи | |
| US5800775A (en) | Refractory block slag dam | |
| US500387A (en) | Blast-furnace | |
| RU2320782C1 (ru) | Катодное устройство электролизера для производства алюминия | |
| KR20010034144A (ko) | 용선용 출탕통 | |
| SU1235902A1 (ru) | Горизонтальный холодильник лещади доменной печи | |
| JP2004150755A (ja) | 灰溶融炉 | |
| EA011183B1 (ru) | Металлургическая печь | |
| JPH05180573A (ja) | 自溶炉の炉体冷却に用いる水冷ボックス | |
| RU2194933C2 (ru) | Устройство футеровки ванны рудно-термической печи | |
| RU2096490C1 (ru) | Электропечь для выплавки синтетического шлака |