RU160605U1 - Огнеупорная охлаждаемая панель - Google Patents

Abstract

1. Огнеупорная охлаждаемая панель шахтной печи, содержащая стальной лист, с одной стороны которого расположены рамка, опорные кронштейны, контур охлаждения, имеющий на входе и выходе резьбовые муфты, а с другой стороны - анкеры и бетонная футеровка, отличающаяся тем, что контур охлаждения выполнен из металлических уголков, распределенных равномерно по всей площади стального листа в виде змейки, каждый последующий элемент из которых расположен с разворотом под 90° к предыдущему металлическому уголку.2. Огнеупорная охлаждаемая панель по п. 1, отличающаяся тем, что анкеры расположены равномерно по всей площади стального листа с шагом по длине и ширине 100×100 мм.

Description

Полезная модель относится к области металлургии, конкретно, к огнеупорным охлаждаемым панелям высокотемпературных металлургических печей, в частности, шахтных печей для выплавки меди.

Длительность работы высокотемпературных металлургических печей определяется стойкостью их конструкций, ограждающих внутреннее пространство печи, особенно, это важно в агрегатах непрерывного действия. Специалистам известны технические решения, обеспечивающие охлаждение футеровки и предотвращающие ее преждевременное разрушение, в частности - различные конструкции огнеупорных охлаждаемых панелей. Охлаждаемые панели могут устанавливаться между огнеупорной футеровкой и корпусом печи, либо вместо корпуса печи. Как правило, панели устанавливаются на участках, где нет непосредственного контакта с расплавом, а высокая температура обеспечивается газовой средой и световой энергией внутри печи.

Известна охлаждаемая панель, содержащая плиту, охлаждающие элементы, выполненные из труб в виде змеевиков, которые закреплены на плите посредством поддерживающих элементов. (RU 15339 от 14.04.2000, МПК C21B 7/10).

Недостатком известного технического решения является низкий коэффициент охлаждения, так как охлаждающий контур имеет круглое сечение, а примыкание к охлаждаемой поверхности происходит лишь небольшим сектором контура, в результате чего происходит недостаточное теплоотведение, что приводит к увеличению тепловых нагрузок на охлаждаемую плиту, и как следствие, к уменьшению срока ее эксплуатации.

Известна охлаждаемая панель для шахтной печи, состоящая из плоской пластины, изготовленной из литой стали и образующей герметичное пространство, разделенное с помощью перегородок на трубчатые проходы, которые ограничивают отдельные пути для охлаждающей жидкости, циркулирующей по вертикальной синусоиде. При этом, поверхность панели, которая обращена к внутренней части шахтной печи футерована высокоогнеупорными фасонными изделиями в форме пчелиных сот.

Известная охлаждаемая огнеупорная панель имеет ряд недостатков. Одним из недостатков является сложность конструкции. Изготовление металлоконструкции под известную охлаждаемую панель возможно только в специализированных условиях литейного цеха. Монолитная конструкция из стали предполагает низкую ремонтопригодность отдельных элементов. Кроме того, огнеупоры, используемые для футеровки поверхности охлаждаемой панели, имеют сложный фасонный профиль, что затрудняет их производство, при разрушении огнеупоров в центральной части панели, их замена проблематична, так как требует демонтажа соседних изделий. Следует отметить еще один недостаток, которым является низкий коэффициент охлаждения, так как охлаждающий контур имеет круглое сечение, а примыкание к охлаждаемой поверхности происходит лишь небольшим сектором контура, в результате чего происходит недостаточное теплоотведение, что приводит к увеличению тепловых нагрузок на охлаждаемую плиту, и как следствие, к уменьшению ее срока эксплуатации.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в создании огнеупорной охлаждаемой панели с высокой интенсивностью охлаждения и высокой ремонтопригодностью.

Технический результат достигается тем, что огнеупорная охлаждаемая панель, состоящая из стального листа, с одной стороны которого расположены рамка, опорные кронштейны, контур охлаждения, имеющий на входе и выходе резьбовые муфты, с другой стороны стального листа расположены анкеры и бетонная футеровка, согласно полезной модели, контур охлаждения выполнен из металлических уголков, распределенных равномерно по всей площади стального листа в виде змейки, с разворотом каждого последующего элемента из металлического уголка под 90° к предыдущему.

Настоящей полезной моделью предлагается оригинальная конструкция огнеупорной охлаждаемой панели, которая является элементом корпуса высокотемпературных металлургических печей, в частности, шахтных печей для выплавки меди. Конструктивной особенностью заявляемой огнеупорной охлаждаемой панели является контур охлаждения, который предназначен для циркуляции охлаждающей жидкости, в частности, воды. Обозначенный контур выполнен из металлических уголков, распределенных равномерно по всей площади стального листа в виде змейки, с разворотом каждого последующего элемента из металлического уголка под 90° к предыдущему. Реализованный указанным образом контур охлаждения обеспечивает необходимую высокую интенсивность охлаждения и высокую ремонтопригодность. В первом случае за счет того, что контур имеет в поперечном сечении треугольный профиль, примыкая к плоскости охлаждения самой широкой поверхностью. Во втором случае, за счет того, что элементы охлаждаемого контура легко выполнить на плоскости стального листа; а в случае необходимости, доступ к охлаждаемому контуру позволяет быстро и качественно осуществить замену его поврежденных элементов на аналогичные, что сокращает время ремонта высокотемпературных металлургических печей.

Бетонная футеровка профилируется методом вибролитья на металлических анкерах, которые располагаются равномерно по всей площади стального листа с шагом по длине и ширине 100×100 мм. Как показывает практика, использование неформованных огнеупоров, при создании футеровок тепловых агрегатов (металлургических печей), имеет ряд преимуществ над классическими футеровками из прессованных огнеупорных изделий. Это и возможность создания сложных профилей, и качество формируемой поверхности (бесшовность) и ряд других. Огнеупорный материал, используемый для изготовления бетонной футеровки должен иметь необходимую прочность, термостойкость, устойчивость к воздействию градиента высоких температур в условиях эксплуатации заявляемой огнеупорной охлаждаемой панели в высокотемпературных металлургических печах.

Огнеупорные охлаждаемые панели имеют такие оптимальные геометрические размеры, что не требуют дополнительного разбиения бетонного слоя на сегменты. Этот факт исключает возможность возникновения значительных внутренних напряжений в бетонном слое, что положительно сказывается на термостойкости и сроке службы монолитной футеровки и не приводит к возникновению внутри и на поверхности последней трещин и сколов.

Важным качеством, предлагаемой данной полезной моделью охлаждаемой панели, является ремонтопригодность. В случае пережога футеровки, частичному разрушению может подвергнуться только монолитный бетонный слой. Для дальнейшей эффективной работы панелей, разрушенный слой целесообразно удалить с рабочей поверхности (частично или полностью) и забетонировать вновь в условиях цеха. Заливка монолитной футеровки огнеупорных охлаждаемых панелей, в условиях цеха по производству неформованной продукции, позволяет заложить в конструкцию последней, еще на этапе производства, повышенные характеристики прочности, надежности, термостойкости, износостойкости. Таким образом, производство огнеупорной охлаждаемой панели, представляющей из себя металлоконструкцию с вибролитой монолитной футеровкой, по критериям качества производства, приближается к производству формованных изделий. Для уменьшения сроков простоя оборудования и сокращения рисков непредвиденных производственных ситуаций, возможно создание ремонтного запаса сменных панелей в полностью готовом виде.

Полезная модель поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен вид в плане наружной поверхности панели; на фиг. 2 представлен продольный разрез панели, с одной стороны покрытой высокопрочным огнеупором (бетонной футеровкой), а с другой - с охлаждаемым контуром; на фиг. 3 представлен общий вид огнеупорной охлаждаемой панели; на фиг. 4 представлен вид сборной конструкции из 6-ти охлаждаемых огнеупорных панелей.

Основу конструкции заявляемой огнеупорной охлаждаемой панели составляет стальной лист 1. Размеры и геометрия стального листа являются определяющими для размеров и геометрии будущей панели. К одной из плоскостей, в дальнейшем являющейся внешней (наружной) поверхностью панели, по всей длине стального листа 1 герметично привариваются ребром вверх по отношению к стальному листу элементы из металлических уголков 2. Уголки 2 привариваются поэлементно в виде змейки, с разворотом каждого последующего элемента из металлического уголка под 90° к предыдущему, образуя внутренние каналы для потока охлаждающей жидкости. Торцы крайних уголков завариваются наглухо, создавая герметичный контур охлаждения 3. На ребре уголка, на входе и на выходе контура охлаждения выполняются отверстия, в которые привариваются резьбовые муфты 4, для подсоединения к общей системе охлаждения металлургической печи. Полученная конструкция перед эксплуатацией подвергается серьезным гидродинамическим испытаниям на надежность и герметичность. С боковых сторон стального листа, на внешнюю поверхность, привариваются опорные кронштейны 5. Весь периметр листа обрамляется стальными полосами, образуя рамку 6. Рамка 6 имеет технологические отверстия для крепежа соседних огнеупорных охлаждаемых панелей между собой в условиях их эксплуатации в высокотемпературных металлургических печах. Боковые стальные полосы (рамка 6) усиливаются к внешней поверхности ребрами жесткости. С внутренней поверхности огнеупорной охлаждаемой панели, на поверхность стального листа 1 привариваются металлические анкеры 7, с шагом по длине и ширине 100×100 мм. Таким образом, задается металлическая основа для крепежа и армирования будущей бетонной футеровки 8. Бетонная футеровка 8 профилируется методом вибролитья, в заранее подготовленную пресс-форму, из огнеупорного бетона, например, периклазохромитового состава. Боковые грани бетонного слоя футеровки выполнены по форме “шип-паз”, для исключения сквозного шва между соседними панелями.

Конкретный пример использования (фиг. 4). Изготовленная в соответствии с настоящей полезной моделью, огнеупорная охлаждаемая панель, может быть использована, в частности, в шахтных печах для выплавки меди. С лицевой (фасадной) стороны шахтной печи для выплавки меди, на металлургическом предприятии, были смонтированы огнеупорные охлаждаемые панели на балках внешней опорной рамы 9, которая, в свою очередь, опирается на внешнюю опорную металлоконструкцию печи (на чертеже не показана). Каждая панель имеет собственное крепление к раме - опорные кронштейны 5. И в тоже время, охлаждаемые панели скрепляются между собой болтовым соединением, образуя, таким образом, единую металлоконструкцию. Сборная конструкция состоит из 6-ти панелей разной геометрии, установленных на опорные кронштейны и прикрепленных к верхней и нижней балке опорной металлоконструкции при помощи болтовых соединений. В конкретном примере, огнеупорные охлаждаемые панели можно разделить на 3 группы, характеризующие отличие в геометрии и размерах последних: первая панель, крайняя левая, имеет форму прямоугольной трапеции; вторая-пятая панели в центральной части - прямоугольные панели одинаковой конструкции; шестая панель, крайняя правая, представляет собой зеркальную копию первой панели. Вся сборная конструкция из охлаждаемых панелей подсоединена к общей системе охлаждения шахтной печи.

Применение такой сборной конструкции, позволяет изготавливать огнеупорные охлаждаемые панели, в целом, более ремонтопригодными, а также упрощает их монтаж и демонтаж.

Форма и размеры огнеупорных охлаждаемых панелей могут быть различными и зависят от конструкции высокотемпературных агрегатов, на которые необходимо их устанавливать.

Созданная, согласно полезной модели огнеупорная охлаждаемая панель, легко изготавливается и монтируется на заданном участке печи, обладает высокой интенсивностью охлаждения и высокой ремонтопригодностью.

Claims (2)

1. Огнеупорная охлаждаемая панель шахтной печи, содержащая стальной лист, с одной стороны которого расположены рамка, опорные кронштейны, контур охлаждения, имеющий на входе и выходе резьбовые муфты, а с другой стороны - анкеры и бетонная футеровка, отличающаяся тем, что контур охлаждения выполнен из металлических уголков, распределенных равномерно по всей площади стального листа в виде змейки, каждый последующий элемент из которых расположен с разворотом под 90° к предыдущему металлическому уголку.

2. Огнеупорная охлаждаемая панель по п. 1, отличающаяся тем, что анкеры расположены равномерно по всей площади стального листа с шагом по длине и ширине 100×100 мм.

Images