Способ замены футеровки на своде печи и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в устройствах для замены огнеупорной футеровки на своде промышленных печей, предназначенных для плавки в них металла, преимущественно со съемным сводом. Технический результат - сокращение времени на замену футеровки, улучшение условий набора и установки новой футеровки, полное исключение образования зазоров в футеровке в процессе набора и упрощение конструкции устройства. Перед съемом и удалением разрушенной футеровки секцию вместе с футеровкой переворачивают относительно опор таким образом, что после установки секции на опоры ее огнеупорная кладка оказалась сверху, а металлический каркас - снизу, при этом укладкуновой футеровки осуществляют сверху по отношению к секции, а после укладки новой футеровки производят повторный переворот секции в исходное положение. Устройство для замены футеровки на своде печи содержит две неподвижные опоры, закрепленные на основании и расположенные на одной линии, на расстоянии меньше длины секции свода, имеющей металлический каркас с выступами на его наружной стороне. На его внутренней стороне закреплена футеровка из огнеупорной кладки. Дополнительная опора расположена соосно и на противоположной стороне по отношению к одной из опор таким образом, что одна из опор оказалась в середине. Высота опор выполнена различной по отношению к плоскости основания. Средняя опора снабжена узлом закрепления на ней секции с возможностью поворота последней таким образом, чтобы футеровка была расположена сверху металлического каркаса. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Предлагаемое техническое решение относится к области металлургии, в частности к способам замены огнеупорной футеровки на своде промышленных печей, предназначенных для плавки в них металла, преимущественно для плавки меди и ее сплавов, со съемным сводом.

Известен способ замены огнеупорной футеровки, заключающийся в том, что разбор вышедшей из строя футеровки и установки на нее новой футеровки производится без снятия свода непосредственно внутри печи. Для этого печь останавливают, охлаждают, устанавливают леса и производят демонтаж старой футеровки. Затем подготавливают поверхность и производят установку новой огнеупорной футеровки (см. книгу А.И.Ващенко, М.А.Глинков и др. Металлургические печи. 1964 г. стр.197-208).

Недостатком этого способа является то, что при замене требуется полная остановка печи, необходимо много подготовительного времени на охлаждение печи, установку и демонтаж вспомогательного оборудования и невозможность применения механизации при замене футеровки. Поэтому требуется длительная остановка печей и дополнительных затрат на нагрев печи после восстановления футеровки.

Также известен способ для замены футеровки, заключающийся в том, что свод печи снимается с боковых стен печи, транспортируется в другое место и устанавливается на две неподвижные опоры. На место печи устанавливается другой свод с замененной футеровкой. Снятый свод охлаждают и производят съем старой футеровки. Затем на свод снизу устанавливается новая футеровка и устанавливается на хранение до следующей замены футеровки (см., например, свидетельство на полезную модель РФ №11789, кл. В 21 С 47/04, 1998 г.)

Недостатком данного способа является то, что хотя и можно в нем использовать частично механизацию и не требуется остановки печи при замене футеровки, но все равно новую футеровку устанавливают снизу вверх, что делает неудобным ее монтаж и невозможно получить плотную футеровку без зазоров между кирпичами.

Технической задачей изобретения является улучшение условий набора новой футеровки и полное исключение образования зазоров в футеровке при ее наборе.

Указанная задача достигается тем, что в способе для замены футеровки на своде печи, включающем съем секции свода вместе с металлическим каркасом и футеровкой из огнеупорной кладки, установку ее на неподвижные опоры, съем и удаление разрушенной футеровки, укладку новой футеровки на место снятой и установку секции на печь, перед съемом и удалением разрушенной футеровки секцию вместе с футеровкой переворачивают относительно опор таким образом, что после установки секции на опоры ее огнеупорная кладка оказалась сверху, а металлический каркас - снизу, при этом укладку новой футеровки осуществляют сверху по отношению к каркасу секции, а после укладки новой футеровки производят повторный переворот секции в исходное положение.

Предлагаемый способ поясняется чертежом.

На фиг.1 изображено устройство для установки и переворота секции свода, выполненное в соответствии с изобретением.

Как показано на фиг.1 предлагаемое устройство для способа содержит неподвижные опоры 1 и 2, расположенные на одной оси и жестко закрепленные на основании 3, поверхность 4 которого выполнена ровной. По другую сторону опоры 2 соосно установлена дополнительная опора 5 с плоской рабочей поверхностью. В верхней части опоры 2 выполнено сквозное отверстие 6 под съемную ось 7, а в средней ее части выполнен продольный паз 8. Ось 7 закрепляется от смещения, например, клином 9. Секция свода имеет металлический каркас 10, с внутренней стороны которого закреплена огнеупорная кладка 11 в виде множества кирпичей из огнеупорного материала, а с наружной стороны он снабжен Г-образными выступами 12 и 13 с отверстиями 14 и 15. Со стороны центра каркаса 10 выступы 12 и 13 снабжены опорой 16 со сквозным отверстием 17 под ось 7.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Каркас 10 секции свода печи за отверстия 14 и 15 выступов 12 и 13 краном снимается с печи и транспортируется на предлагаемое устройство. Снятая секция свода выступом 13 укладывается на опору 1, а отверстие 17 опоры 16 совмещается с отверстием 6 опоры 2. После совмещения отверстий 6 и 17 в них устанавливается ось 7 и закрепляется от осевого перемещения, например, клином 9. После этого из отверстия 14 выступа 12 снимается захватный механизм крана, а за выступ 13 каркас 10 поднимают вверх, поворачивают вокруг оси 7 и укладывают выступ 13 на опору 5. После этого захватный механизм крана удаляют из отверстия 15 выступа 13 и установка секции на устройстве заканчивается. После установки секции огнеупорная кладка 11 оказывается сверху, а каркас 10 внизу. Затем производится разрушение старой кладки 11 и удаление ее с каркаса 10. После удаления разрушенной кладки на ее место по всей площади устанавливается новая кладка 11 и закрепляется одним из известных способов, например с помощью выступов и жестких пластин. При этом установка и перемещение элементов кладки 11 осуществляется сверху и ее вес и объем не влияет на укладку и перемещение их по площади каркаса. После окончания закреплении кладки 11 на всей площади каркаса 10 осуществляется переворот секции в транспортное положение. Для этого в отверстие 15 выступа 13 закрепляется захват грузоподъемного механизма и производится поворот каркаса 10 вместе с кладкой 11. Поворот каркаса осуществляется до тех пор, пока выступ 13 не коснется опоры 1. После этого в отверстие 14 выступа 12 также устанавливается другой захват грузоподъемного механизма, натягивается и освобождает ось 7. Выбивается клин 9 и ось 7 вынимается из отверстий опоры 2. После этого производится подъем всей секции и установка ее на печь. На устройство устанавливается новая секция свода и процесс замены изношенной кладки повторяется.

Предлагаемый способ замены футеровки позволяет снизить время на замену вышедшей из строя огнеупорной кладки и улучшить условия установки новой кладки на секцию свода за счет ее расположения в момент укладки над корпусом и тем самым полностью исключить образования зазоров между элементами кладки.

Устройство для замены футеровки свода печи.

Предлагаемый объект относится к области металлургии, в частности к устройствам для замены огнеупорной футеровки на своде промышленных печей, предназначенных для плавки в них металла, преимущественно поворотных печей для плавки меди и ее сплавов, со съемным сводом.

Известны печи для плавки металлов, в которых свод выполнен подвесным и крепится на боковых стенках. Вся внутренняя поверхность свода состоит из ферм, на которых вплотную друг к другу навешиваются огнеупорные кирпичи и закрепляются по бокам. Каждый кирпич снабжен фигурной полостью, в которой располагается часть фермы свода. В данной конструкции замена футеровки ведется непосредственно в полости печи при полной ее остановке, при этом каждый кирпич в отдельности устанавливается непосредственно снизу вверх с последующим его перемещением вдоль фермы до упора с предыдущим кирпичем (см. книгу А.И.Ващенко, М.А.Глинков и др. Металлургические печи. М., «Металлургия», 1964 г., стр.197-208, рис.101).

Недостатком этих печей является то, что нет никаких устройств для замены футеровки. При этом требуется полная остановка печи, ее охлаждение, установка временных лесов и подача на них футеровки, что делает процесс замены сгоревшей футеровки длительным по времени и трудоемким в процессе его проведения. Это снижает производительность труда, ухудшаются условия труда рабочих и требуется много времени на замену футеровки плавильных печей больших размеров.

Также известны печи для плавки металла, у которых свод выполнен съемным из нескольких секций из металлического основания, на внутренней поверхности которых по всей площади закреплена высокотемпературная кладка в виде огнеупорных кирпичей. Для этих сводов имеется устройство для замены футеровки, которое имеет две опоры одной высоты, закрепленные на жестком основании вне печи. Опоры расположены на одной оси, а расстояние между ними выполнено меньше длины секций свода печи (см., например, свидетельство на полезную модель РФ №11789, кл. В 21 С 47/04, 1998 г.)

Недостатком данного устройства является то, что замена футеровки производится вне печи, но все равно огнеупорная кладка устанавливается снизу вверх, а приспособление для установки и закрепления секций свода не имеет возможности поворота секций при замене футеровки. Это также увеличивает сроки замены футеровки и делает эту операцию трудоемкой и неудобной в процессе эксплуатации.

Технической задачей предлагаемого устройства является сокращение времени на замену футеровки, снижение срока простоя печи и возможность производить замену футеровки на своде печи с применением средств механизации и грузоподъемных механизмов.

Указанная задача достигается тем, что устройство для замены футеровки на своде печи, содержащее две неподвижные опоры, закрепленные на основании и расположенные на одной линии, на расстоянии меньше длины секции свода, имеющей металлический каркас с выступами на его наружной стороне, а на внутренней стороне закреплена футеровка из огнеупорной кладки, снабжено дополнительной опорой, расположенной соосно и на противоположной стороне по отношению к одной из опор таким образом, что одна из опор оказалась в середине, высота опор выполнена различной по отношению к плоскости основания, а средняя опора снабжена узлом закрепления на ней секции с возможностью поворота последней таким образом, чтобы футеровка была расположена сверху металлического каркаса.

На фиг.2 изображен общий вид предлагаемого устройства в транспортном положении секции свода.

На фиг.3 - положение секции свода в рабочем состоянии

На фиг.4 - сечение по А-А фиг.2.

Как показано на фигурах предлагаемое устройство содержит неподвижные опоры 18 и 19, расположенные на одной оси и жестко закрепленные на основании 20, поверхность 21 которого выполнена горизонтально. На основании 20, по другую сторону опоры 19, закреплена опора 22 с плоской рабочей поверхностью. В верхней части опоры 19 выполнено сквозное отверстие 23 под съемную ось 24, а в средней ее части выполнен продольный паз 25. Ось 24 закрепляется от смещения, например, клином 26. Секция свода имеет металлический каркас 27, с внутренней стороны которого закреплена огнеупорная футеровка 28 в виде множества кирпичей из огнеупорного материала, а с наружной стороны он снабжен Г-образными выступами 29 и 30 с отверстиями 31 и 32. Со стороны центра каркаса 27 выступы 29 и 30 снабжены опорами 33 со сквозным отверстием 34 под ось 24. Высота опор 18, 19, 22 выполнена таким образом, что всегда выполняется условие (h₁<h₀<h₂), расстояние между смежными опорами (t) выполнено одинаковым и меньше длины каркаса 27.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Каркас 27 секции свода печи за отверстия 31 и 32 выступов 29 и 30 краном снимается с печи и транспортируется на предлагаемое устройство. Снятая секция свода выступом 30 укладывается на опору 18, а отверстие 34 опоры 33 совмещается с отверстием 23 опоры 22. После совмещения отверстий 23 и 34 в них устанавливается ось 24 и закрепляется от осевого перемещения, например, клином 26. После этого из отверстия 31 выступа 29 снимается захватный механизм крана, а за выступ 32 каркаса 27 секцию поднимают вверх, поворачивают вокруг оси 24 и укладывают выступ 30 на опору 22. После этого захватный механизм крана удаляют из отверстия 32 выступа 30 и установка секции на устройстве заканчивается. После установки секции огнеупорная кладка 28 оказывается сверху, а каркас 27 внизу. Затем производится разрушение старой кладки 28 и удаление ее с каркаса 27. После удаления разрушенной кладки на ее место по всей площади устанавливается новая кладка 28 и закрепляется одним из известных способов, например с помощью выступов и жестких пластин. При этом установка и перемещение элементов кладки 28 осуществляется сверху и ее вес и объем не влияет на укладку и перемещение их по площади каркаса. После окончания закрепления кладки 28 на всей площади каркаса 27 осуществляется переворот секции в транспортное положение. Для этого в отверстие 32 выступа 30 закрепляется захват грузоподъемного механизма и производится поворот каркаса 27 вместе с кладкой 28. Поворот каркаса осуществляется до тех пор, пока выступ 30 не коснется опоры 18. После этого в отверстие 32 выступа 29 также устанавливается другой захват грузоподъемного механизма, натягивают трос и освобождают ось 24. Выбивается клин 26 и ось 24 вынимается из отверстий опоры 19. После этого производится подъем всей секции и установка ее на печь или на другое место хранения. На устройство устанавливается новая секция свода и процесс замены изношенной кладки повторяется.

Предлагаемое устройство позволяет снизить время на замену вышедшей из строя огнеупорной кладки и улучшить условия установки новой кладки на секцию свода за счет ее расположения в момент укладки над корпусом. Замена кладки производится вне печи, а после съема секции печь не останавливается, т.к. на ее место устанавливается другая секция с замененной кладкой. Установка и закрепление футеровки сверху улучшает условия ее установки и исключает образование неплотностей между отдельными элементами кладки. По сравнению с известными устройствами для замены футеровки на своде печи предлагаемое устройство в 10-15 раз снижает время на замену кладки, повышает качество самой кладки и увеличивает стойкость печи на 10-15%.

1. Способ замены футеровки на своде печи, включающий съем с печи секции свода вместе с металлическим каркасом и футеровкой из огнеупорной кладки, установку ее на неподвижные опоры, съем и удаление разрушенной футеровки, укладку новой футеровки на место снятой и установку секции на печь, отличающийся тем, что перед съемом и удалением разрушенной футеровки секцию вместе с футеровкой переворачивают относительно опор таким образом, что после установки секции на опоры ее огнеупорная кладка оказалась сверху, а металлический каркас - снизу, при этом укладкуновой футеровки осуществляют сверху по отношению к секции, а после укладки новой футеровки производят повторный переворот секции в исходное положение.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что переворот секции осуществляется путем поворота вокруг одного торца секции по ширине.

3. Устройство для замены футеровки на своде печи, содержащее две неподвижные опоры, закрепленные на основании и расположенные на одной линии на расстоянии меньше длины секции свода, имеющей металлический каркас с выступами на его наружной стороне, а на его внутренней стороне закреплена футеровка из огнеупорной кладки, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной опорой, расположенной соосно и на противоположной стороне по отношению к одной из опор таким образом, что одна из опор оказалась в середине, высота опор выполнена различной по отношению к плоскости основания, а средняя опора снабжена узлом закрепления на ней секции с возможностью поворота последней таким образом, чтобы футеровка была расположена сверху металлического каркаса.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что узел закрепления секции на средней опоре выполнен в виде съемной оси, закрепленной в отверстии, выполненном в верхней части опоры.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в средней опоре выполнен паз, длина которого по большей мере равна длине выступов свода.

6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что высота средней опоры выполнена больше высоты дополнительной опоры и меньше высоты опоры, расположенной на другой стороне по отношению к дополнительной опоре.