охлаждаемое устройство для опирания кладки верхней неохлаждаемой части шахты

Формула изобретения

Охлаждаемое устройство для опирания кладки верхней неохлаждаемой части шахты доменной печи, включающее кожух и расположенные в огнеупорном материале опорные элементы, содержащие опорные охлаждаемые трубы, выполненные в виде скоб, ввод и вывод которых жестко прикреплены к кожуху, и опорные пластины, прикрепленные сверху к опорным охлаждаемым трубам, а также расположенные между опорными трубами трубы системы охлаждения шахты, отличающееся тем, что охлаждаемые опорные трубы выполнены стальными, толстостенными и расположены в горизонтальной плоскости, при этом длина каждой опорной охлаждаемой трубы равна удвоенному шагу между трубами системы охлаждения шахты, а ввод и вывод ее расположен на половине шага между этими трубами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, в частности к доменным печам.

Цель изобретения состоит в повышении срока службы огнеупорной кладки, расположенной в неохлаждаемой части шахты доменной печи.

Известны кронштейновые холодильники для опирания кладки верхней части шахты, выполненные из чугунного корпуса и залитых в него гнутых стальных труб [1]

Недостатком данной конструкции является:

отсутствие сплошной поверхности для кладки, поэтому между отдельными кронштейнами кладка обрушивается:

недостаточная надежность конструкции, так как при их изготовлении (отливке) стальные трубки науглероживаются, делаются хрупкими и теряют прочность.

Наиболее близким к изобретению является [2] прототип. В прототипе для опирания кладки в неохлаждаемой верхней части шахты предложен опорный выступ.

Опорный выступ состоит из горизонтального опорного листа, приваренного к опорным трубам. Опорные трубы выполнены в виде гнутых скоб они располагаются вертикально и образуют кронштейн, на который опирается опорный лист. Дополнительно для прочности предусмотрены косынки, которые приварены к кожуху и опорному листу. В текстовой части авторского свидетельства [2] указано "Каждый из соседних охлаждаемых трубчатых опорных элементов подключен к отдельному циркуляционному контуру, что повышает степень надежности устройства (например, в случае засорения (отключения одного из контуров, второй надежно охлаждается).

Данному устройству присущи недостатки:

Все отверстия вертикальных скоб расположены на одном уровне что приводит к чрезмерному ослаблению кожуха.

Выход из строя одной из скоб вертикального ряда зачастую приводит к отключению всей вертикальной цепочки скоб. При отключении двух смежных цепочек горизонтальная плита теряет опору и обрушивается, с частью опертой на нее кладкой.

Поэтому данная конструкция не может считаться вполне надежной.

В техническом решении поставлена цель обеспечить полную надежность опирания кладки неохлаждаемой части шахты. Эта цель достигается тем, что опорная скоба располагается горизонтально, на ней размещается опорная плита для кладки, горизонтальная скоба охлаждается независимо от контура циркуляции вертикальных скоб шахты, а именно она может быть подключена самостоятельно к опускным и подъемным коллекторам системы испарительного охлаждения или охлаждаться технической водой (также самостоятельно от коллектора технической воды). Такое подключение обеспечивает высокую надежность охлаждения. Действительно, никакие повреждения в системе охлаждения шахты (закупорка коммуникаций, отключение вертикальных цепочек скоб) не могут привести к выходу из строя горизонтальных скоб, так как они имеют самостоятельный подвод и отвод воды.

Вводы и выводы горизонтальной скобы через кожух сделаны в разбежку с выводами вертикальных скоб, поэтому ослабление кожуха отверстиями уменьшается.

Конструкция представлена на фиг. 1-3. Вдоль кожуха шахты 1, проложены скобы 2 из толстостенных стальных труб. Межтрубное пространство заполнено огнеупорным бетоном 3. Между кожухом и огнеупорным бетоном проложен слой термоизоляционного материала 4. Описанная часть конструкции относится к устройству системы охлаждения шахты, с которой стыкуется устройство для опирания кладки верхней неохлаждаемой части кладки шахты, являющееся предметом изобретения.

Опорой кладки служит охлаждаемая скоба 5 из стальной толстостенной трубы, которая двумя своими концами проходит через отверстия в кожухе печи и приварена к кожуху прочным, плотным швом. На этой скобе располагается горизонтальный стальной лист 6, приваренный к скобе. На этот лист опирается кладка неохлаждаемой части шахты. Охлаждаемые скобы панелей шахты подключены (при испарительном охлаждении) к своему опускному и подъемному коллекторам. При водяном охлаждении охлаждаемая скоба 5 имеет свой подвод и отвод технической воды не связанный с вертикальным рядом последовательно соединенных скоб 2.

Длина опорных труб равна удвоенному шагу между рядами вертикальных охлаждаемых скоб. Эта длина выбрана исходя из того, что:

опорная труба должна обеспечить прочность опорного устройства, так как она несет на себе вес кладки неохлаждаемой части шахты;

ввод и вывод опорной трубы через кожух (через отверстия в кожухе) должны по возможности меньше ослаблять кожух. Этого можно достичь путем прорезания отверстий в кожухе по линии проходящей посредине между вертикальными рядами скоб, т.е. длины равной двойному шагу между охлаждаемыми скобами (фиг.1).

Устройство работает следующим образом.

На границе охлаждаемой и неохлаждаемой частей шахты устанавливаются опорные устройства для опирания кладки верхней неохлаждаемой части шахты. Эти устройства состоят из горизонтально расположенной скобы 5, приваренной к кожуху печи, горизонтального стального листа 6, который служит опорой для кладки. Охлаждающая среда (при водяном и испарительном охлаждении) подводятся к горизонтальным скобам 5 индивидуально (независимо от подсоединений вертикальных скоб к системе водоснабжения).

Согласно накопленному опыту работы доменных печей кладка в районе охлаждаемой части шахты в течение 1-1,5 лет работы печи в средней части разрушается полностью.

В нижней части шахты (распара) при наличии горизонтальных холодильников маратора часть кладки остается целой и работает до конца кампании печи.

В верхней охлаждаемой части шахты кладка частично задерживается. Высота оставшейся кладки 1-1,5 м. Однако она к концу кампании печи также обрушивается.

Неохлаждаемая часть кладки над устройством для опирания кладки работает до конца кампании печи.

Таким образом, наиболее тяжелые условия службы охлаждаемых скоб создаются в средней охлаждаемой части шахты. Именно в этой части шахты можно ожидать выход из строя скоб (холодильников при традиционной конструкции шахты).

При отключении скоб (холодильников), при их прогаре без охлаждающей среды остаться вертикальная цепочка охлаждаемых элементов.

Поэтому в данном устройстве подвод воды к опорным трубам выполнен самостоятельно (независимо от коммуникаций системы охлаждения вертикальных скоб).

Так как опорные трубы находятся в зоне не опасной для кладки и сами трубы надежно охлаждаются (индивидуальный подвод охлаждающего агента) обеспечивается надежная служба кладки в течение всей кампании доменной печи. Стойкость этой части кладки не будет зависить от состояния охлаждаемой части шахты (наличия кладки, целости охлаждаемых элементов, состояния кожуха).

Таким образом данное устройство обеспечивает надежную службу кладки неохлаждаемой части шахты.