Устройство шахты доменной печи

 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к конструкции доменных печей, и может быть использовано при их строительстве. Сущность изобретения заключается в том, что в шахте используют крупноблочные панели с охлаждаемыми трубами, причем для уменьшения количества отверстий в кожухе трубы расположены по типу "труба в трубе" на всю высоту шахты, при этом ввод опускной трубы осуществлен на резьбовом соединении, а низ подъемной трубы опущен в пустотелый стальной стакан высотой 2 диаметра трубы. Использование изобретения позволяет обеспечить высокую газоплотность кожуха и полную компенсацию температурных напряжении в охлаждаемых трубах. 1 ил.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству.

В настоящее время шахты доменных печей вместо традиционных плитовых чугунных холодильников оборудую крупноблочными панелями или холодильниками из стальных толстостенных труб с межтрубным пространством, заполненным огнеупорной массой.

Известна конструкция, в которой между кожухом и кладкой устанавливаются скобы из стальных труб. Эти скобы верхним и нижним концами выводятся через кожух печи и привариваются прочным, плотным швом. Отверстия труб в кожухе располагаются в "разбежку" для уменьшения ослабления кожуха [1].

Известен также патент [2], где авторы предлагают шахту доменной печи собирать из крупноблочных панелей с охлаждаемыми трубами на всю высоту охлаждаемой части шахты, в которой опускная труба проходит внутри подъемной, зафиксированной скользящими опорами, допускающими вертикальное перемещение этой трубы.

Последняя конструкция принята за прототип.

Известное решение обладает следующими недостатками.

В охлаждаемых трубах за счет термического расширения могут образовываться разрывы и появиться течь. Вода, попадая в шахту, грозит остановкой печи на ремонт.

С целью устранения этих недостатков предложена конструкция крупноблочной панели, представленная на чертеже. Эта панель включает часть кожуха шахты. Ширина крупноблочной панели от 1/6 до 1/8 длины окружности кожуха печи. Высота панели равна высоте охлаждаемой шахты и колеблется в пределах от 10 до 12 м. Вдоль крупноблочной панели устанавливаются стальные трубы, выполненные по типу "труба в трубе". Таким образом, длина этих труб 10 - 12 м. Трубы вводятся через отверстия в кожухе в верхней части до самого низа шахты (до моратора).

Система охлаждения собирается следующим образом. Вдоль кожуха печи 1 устанавливается подъемная труба 2 с введенной внутрь ее опускной трубой 3. Вывод подъемной трубы через кожух произведен через патрубок 4, внутри которого расположен патрубок 5, подсоединяющий к циркуляционному контуру опускную трубу 3. Крутой изгиб опускной трубы 3 при совмещении с патрубком 5 выполнен при помощи угольника 6 на винтовой резьбе. Размеры угольника таковы, что он размещается внутри подъемной трубы. Сверху подъемная труба заварена заглушкой 7, а снизу заглушкой 8. Опускная труба не доведена до упора (заглушки 8) на величину 1 - 1,5 диаметра. До низа шахты (моратора) подъемная труба не доведена на 1,5 - 2,0 диаметра для свободы теплового перемещения и фиксирована внизу стаканом 9, высотой 2 диаметра трубы. Для фиксации трубы по ее длине (высоте шахты) установлено несколько скользящих опор, разрешающих перемещение только вдоль оси. Такие трубы установлены вдоль всего кожуха на расстоянии (между осями) 250 - 350 мм.

Пространство между кожухом и трубами заполняется огнеупорной массой. Технология ее нанесения зависит от технологии сборки кожуха. При блочном изготовлении кожуха масса наносится на отдельные блоки в стороне от печи на специальной рабочей площадке, уплотняется вибраторами. Между кожухом и бетоном можно проложить для лучшей термоизоляции кожуха слой малотеплопроводной массы.

Система охлаждаемых труб образует экран, защищающий кожух от нагрева. Трубы экрана подсоединены к системе охлаждения (испарительного или водяного).

Данная система работает следующим образом. По мере разгара кладки, а затем слоя огнеупорной массы (бетона) тепловая нагрузка на охлаждаемые трубы увеличивается и, наконец, достигает максимума на 3-й год эксплуатации. Как показал опыт работы печей с бетонированными холодильниками, после разрушения огнеупорной массы до формата охлаждаемых труб дальнейшее разрушение приостанавливается до конца кампании печи. Сами охлаждаемые трубы при работе печи не изнашиваются и сохраняют первоначальную структуру и толщину стенки.

Таким образом обеспечивается надежный режим работы шахты доменной печи. Тепловые деформации труб происходят только в осевом направлении. В месте ввода имеет место жесткое крепление; другой конец "висит" в стакане 9, и никаких напряжений возникнуть не может.

Из приведенных данных видно, что предлагаемая конструкция: 1. Обеспечивает минимальное количество отверстий в кожухе и, следовательно, его повышенную прочность.

2. Гарантирует высокую газоплотность кожуха, что способствует улучшению условий труда и некоторое снижение удельного расхода кокса.

3. Способствует улучшению циркуляции при испарительном охлаждении, так как в обогреваемой части подъемного тракта отсутствуют местные сопротивления.

4. Обеспечивает полную компенсацию температурных напряжений в трубах.

Литература 1. RU 2010543A, C 21 B 7/10, 25.07.95.

2. RU 2064504A, C 21 B 7/10, 27.07.96.

Формула изобретения

Устройство шахты доменной печи, включающее крупноблочные панели с охлаждаемыми трубами, сплошными по всей высоте охлаждаемой части шахты, в которой опускная труба проходит внутри подъемной, зафиксированной скользящими опорами, допускающими вертикальное перемещение этой трубы, отличающееся тем, что ввод опускной трубы осуществлен на резьбовом соединении, а низ подъемной трубы опущен в пустотелый стальной стакан высотой 2 диаметра трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1