Конструкция кирпичной кладки стены коксовой печи

Изобретение может быть использовано в коксохимической промышленности. Конструкция кладки стены коксовой печи включает в себя кирпичи ложковой стены 4, которая является стеной, разделяющей коксовую камеру 1 и топочную камеру и кирпичи тычковой стены 5, которая является стеной, разделяющей дымоходы 3 топочной камеры. Конструкция кладки стены коксовой печи также включает в себя кирпичи ложка «А» 11, представляющие собой Г-образные кирпичи, объединяющие в общую конструкцию часть ложковой стены 4 и часть тычковой стены 5, а также кирпичи ложка «В» 12, представляющие собой кирпичи, образующие часть ложковой стены 4. Г-образный угол кирпича ложка «А» 11 сформирован на участке кладки, соответствующем ложковой стене 4 с уступом 14, предназначенным для приема кирпича ложка «В» 12. Край участка ложковой стены 4 кирпича ложка «А» 11, расположенный напротив уступа 14, образует ложковый торец 15. Сопряжение ложковых торцов 15 двух кирпичей ложка «А» 11 образует ложковую стену 4, отделяющую первый дымоход топочной камеры 3а от коксовой камеры 1. Кирпич ложка «В» 12, противоположные торцы которого входят в уступы 14 двух кирпичей ложка «А» 11, расположенных таким образом, что их уступы 14 находятся друг напротив друга, образует ложковую стену 4, разделяющую второй дымоход 3b топочной камеры и коксовую камеру 1. Изобретение позволяет разработать конструкцию кирпичной кладки стены коксовой печи, не подверженную проседанию, вызываемому сквозными вертикальными трещинами в ложковой кирпичной стене. 16 з.п. ф-лы, 22 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к конструкции кирпичной кладки коксовой печи, в частности к части конструкции кирпичной кладки камерной коксовой печи, включающей в себя ложковые кирпичные стены, разделяющие коксовые камеры и топочные камеры, и тычковые кирпичные стены, разделяющие соседние дымоходы топочной камеры.

Уровень техники

В камерной коксовой печи коксовые камеры и топочные камеры чередуются друг с другом. Перегородки, разделяющие коксовые камеры и топочные камеры и перегородки, разделяющие дымоходы топочной камеры, представляют собой конструкции, образованные кирпичной кладкой. Как показано на фиг.9(а), коксовые камеры 1 и ряд дымоходов 3 топочной камеры разделены перегородками 4, называемыми ложковыми кирпичными стенами, а дымоходы 3 топочной камеры разделены один от другого перегородками 5, называемыми тычковыми кирпичными стенами. Как показано на фиг.9(b), ложковые кирпичные стены 4 дополнительно могут разделяться на участки, на которых дымоходы 3 топочной камеры и коксовые камеры 1 располагаются друг напротив друга (далее они иногда называются "участки 6 напротив дымоходов") и участки внутри зон 8 на продолжениях тычковых стен (в дальнейшем они иногда называются "участки 7 пересечения").

Стены коксовой печи должны иметь адекватную стойкость к термическим напряжениям, вызванным неравномерным нагревом при строительстве, различными температурами на поверхности при работе и тому подобными причинами, и стойкость к разнице давлений, например, между давлением расширения угля при коксовании и поперечным давлением, возникающем при извлечении кокса. К ним также применяются требования адекватного запаса устойчивости по изгибу. Кроме того, поскольку коксование в коксовой печи основано на непрямом нагреве через одиночную стену, воздухонепроницаемость необходима не только между дымоходами топочной камеры и камерами коксования, но также и между соседними дымоходами топочной камеры. В связи с этим, отдельные кирпичи, образующие стены коксовой печи, должны иметь форму, устойчивую к тепловым деформациям и внешним нагрузкам. Кроме того, после укладки они должны обеспечивать воздухонепроницаемость и хорошую теплопроводность.

На фигурах 10(а), 10(b), 10(с), 10(d), 10(е) показана типовая конструкция кладки стены печи. В конструкции применяются три типа кирпичей: консольный кирпич 41, расположенный в центре участка пересечения и проходящий через часть ложковой кирпичной стены 4 и часть тычковой кирпичной стены 5, ложковый кирпич 42, расположенный в ложковой кирпичной стене 4, и тычковый кирпич 43, расположенный в тычковой кирпичной стене 5. В ложковой кирпичной стене, расположенной напротив коксовой камеры, консольные кирпичи 41 установлены после каждой тычковой кирпичной стены. Как показано на фиг.10(b), консольные кирпичи 41 уложены расположенными уступами вертикальными рядами.

Сопрягаемые торцы 44 кирпичей называются стыками. Как показано на фигурах 10(с) и 10(d), каждый стык 44 включает в себя шпунтовое соединение 45, которое помогает повысить прочность и улучшить уплотняющие характеристики конструкции кладки. В примере, показанном на фиг.10(b), за счет шахматного расположения вертикальных столбцов консольных кирпичей 41 вертикальные стыки не являются непрерывными, а выполнены со смещением в каждом верстовом ряду. Обычно кирпичи укладывают таким образом, чтобы их грубые стыки были непрерывными в горизонтальном направлении.

На участках ложковых кирпичных стен 4, расположенных в зонах 6 напротив дымоходов кладки стены печи, показанной на фигурах 10(а), 10(b), 10(с), 10(d), 10(е), стыки присутствуют в двух вертикальных радах у каждого дымохода. Вертикальные стыки не являются непрерывными. Вместо этого стыки и ложковые кирпичи чередуются в вертикальном направлении. При появлении повреждений в конструкции кирпичной кладки трещины 51 появляются в ложковых кирпичах, расположенных между стыками находящихся напротив зон, а в стыках участков напротив дымоходов появляются зазоры 52, соединяющиеся с трещинами. Из-за связанности трещин в кирпичах и зазоров стыков часто имеет место ситуация, показанная на фигуре 10(е), когда по высоте ложковых стен образуются сквозные вертикальные трещины 53. При приложении вертикальной нагрузки к стене коксовой камеры, в которой возникла сквозная вертикальная трещина 53, она может не выдержать нагрузку, и может произойти проседание треснувших кирпичей ложковой кирпичной стены.

В патенте Японии 2005-307003 описывается использование углового П-образного кирпича, который расположен напротив коксовой камеры и охватывает дымоход топочной камеры, образуя единую конструкцию из двух тычковых кирпичных стен и ложковой кирпичной стены в продольном направлении печи. В каждой ложковой стене П-образный кирпич располагается у каждого дымохода топочной камеры, при этом соседние П-образные кирпичи соединены с прямоугольным сплошным кирпичом, образуя ложковую кирпичную стену печи. В результате ложковая кирпичная стена не имеет стыков, благодаря этому удается избежать возникновения термических трещин, вызванных зазорами в стыках. Кроме того, поскольку тычковые кирпичные стены и ложковые кирпичные стены образуют единую конструкцию, такая компоновка характеризуется чрезвычайно высокой жесткостью, относительно прикладываемой к боковой стене сосредоточенной нагрузки.

Раскрытие изобретения

В конструкции по патенту Японии 2005-307003 используются угловые П-образные кирпичи, объединяющие в общую конструкцию две тычковых кирпичных стены и ложковую кирпичную стену, обладает недостатком, заключающимся в том, что П-образный кирпич имеет большой вес. Для облегчения работы при строительстве печи обычно требуется, чтобы вес кирпича не превышал 25 кг. Вес П-образного кирпича, описанного в ′003, можно сохранить в пределах 25 кг за счет уменьшения высоты примерно на 2/3 от обычного размера. Однако использование кирпичей, высота которых составляет 2/3 от обычной высоты, скорее всего, повысит трудоемкость изготовления кладки, поскольку при этом потребуется увеличение в 1,5 раза числа рядов кирпичей по высоте коксовой камеры. Кроме того, более тонкий профиль кирпича может вызвать дополнительные проблемы. Например, кирпич может стать более подверженным деформированию при работе с ним во время изготовления и обжига. Невозможность получения кирпичной конструкции с прямыми углами может затруднить строительство печи.

Целью настоящего изобретения является разработка конструкции кирпичной кладки стены печи для коксовой печи камерного типа, включающей в себя ложковые кирпичные стены, разделяющие коксовые камеры и топочные камеры, а также тычковые кирпичные стены, разделяющие соседние дымоходы топочной камеры, данная конструкция кладки стены печи не подвержена проседанию, вызываемому сквозными вертикальными трещинами в ложковой кирпичной стене, и является простой в изготовлении.

Существо изобретения излагается ниже.

(1) Конструкция кладки стены коксовой печи, включающая в себя кирпичи ложковой стены 4, которая является стеной, разделяющей коксовую камеру 1 и топочную камеру I и кирпичи тычковой стены 5, которая является стеной, разделяющей дымоходы 3 топочной камеры, содержащая кирпич 11 ложка «А», представляющий собой Г-образный кирпич, объединяющий в общую конструкцию часть ложковой стены 4 и часть тычковой стены 5; а также

кирпич 12 ложка «В», представляющий собой кирпич, образующий часть ложковой стены 4; в которой Г-образный угол кирпича 11 ложка «А» находится на участке кладки, соответствующем ложковой стене с уступом 14, предназначенным для приема кирпича 12 ложка «В», край участка ложковой стены кирпича 11 ложка «А», расположенный напротив уступа образует ложковый торец 15, и сопряжение ложковых торцов 15 ложка двух кирпичей 11 ложка «А» образует ложковую стену, отделяющую первый дымоход 3а топочной камеры от коксовой камеры 1, кирпич 12 ложка «В», противоположные торцы которого входят в уступы 14 двух кирпичей 11 ложка «А», расположенных таким образом, что их уступы 14 находятся друг напротив друга, образует ложковую стену, разделяющую второй дымоход 3b топочной камеры и коксовую камеру 1, первый дымоход 3а топочной камеры и второй дымоход 3b топочной камеры расположены с чередованием.

(2) Конструкция кирпичной кладки стены печи, в которой тычковая стена 5 образована двумя кирпичами 11 ложка «А» и тычковым кирпичом 13, расположенным между двумя кирпичами 11 ложка «А».

(3) Конструкция кирпичной кладки стены печи, в которой конструкция кирпичной кладки в районе ложковой кирпичной стены 4, разделяющей дымоход 3 топочной камеры и коксовую камеру 1, образована кирпичами 11 ложка «А», контактирующими друг с другом, и конструкция образована из кирпича 12 ложка «В».

(4) Конструкция кирпичной кладки стены печи, в которой расстояние между тычковыми стенами дымохода 3 топочной камеры определено как L₀ и стык 15 между ложковыми торцами 15 кирпичей ложка «А» находится на расстоянии ±0.05 L₀ от центра дымохода 3, и для которой выполняются следующие соотношения:

где W - толщина ложковой зоны кирпича 11 ложка «А», В - расстояние от уступа 14 кирпича 11 ложка «А» до поверхности тычковой стены, противоположной уступу 14 (тычковой поверхности S), a L - длина ложка, определяемая как расстояние от тычковой поверхности S торца 15 ложка,

при условии, что Р - сосредоточенная нагрузка, действующая на стык между ложковыми торцами кирпичей ложка «А», лежащая в диапазоне 2000-5000 кг, a σb -допускаемое изгибное напряжение кирпича ложка «А».

(5) Конструкция кирпичной кладки стены печи, в которой длина L₀ дымохода топочной камеры между тычковыми стенами составляет 200-500 мм, толщина W ложковой зоны кирпича ложка «А» составляет 90-130 мм, высота Н кирпича ложка «А» составляет 100-150 мм, а расстояние В от уступа кирпича ложка «А» до поверхности тычковой стены со стороны, противоположной уступу (тычковой поверхности S), составляет 100-250 мм.

(6) Конструкция кирпичной кладки стены печи, в которой угловая зона 18, в которой сходятся ложковая зона кирпича 11 ложка «А», расположенного напротив дымохода 3 топочной камеры, и тычковая кирпичная стена 5 имеет скругленный участок R.

(7) Конструкция кирпичной кладки стены печи, в которой одна или обе тычковые зоны кирпича И ложка «А» и тычкового кирпича 13 имеют сквозное отверстие 19 для формирования канала в тычковой стене.

Краткое описание чертежей

Фиг.1(а) - виды в плане конструкции кирпичной кладки в соответствии с изобретением.

Фиг.1(b) - вид в плане кирпича, являющегося элементом конструкции кирпичной кладки изобретения.

Фиг.1(с) - вид в плане кирпича, являющегося элементом конструкции кирпичной кладки изобретения.

Фиг.l(d) - вид в плане кирпича, являющегося элементом конструкции кирпичной кладки изобретения.

Фиг.1(е) - вид сбоку конструкции кирпичной кладки в соответствии с изобретением.

Фиг.2 - вид сверху конструкции кирпичной кладки в соответствии с изобретением.

Фиг.3(а) - вид сверху конструкции кирпичной кладки в соответствии с изобретением.

Фиг.3(b) - вид сверху конструкции кирпичной кладки в соответствии с изобретением.

Фиг.4 - вид сверху конструкции кирпичной кладки в соответствии с изобретением.

Фиг.5 - пространственный вид в разрезе конструкции кирпичной кладки в соответствии с изобретением.

Фиг.6 - поперечный разрез конструкции кирпичной кладки в соответствии с изобретением.

Фиг.7(а) - вид сверху конструкции кирпичной кладки в соответствии с изобретением.

Фиг.7(b) - вид сверху конструкции кирпичной кладки в соответствии с изобретением.

Фиг.8 - поперечный разрез конструкции кирпичной кладки в соответствии с изобретением.

Фиг.9(а) - схема, поясняющая отдельные детали кирпичной кладки.

Фиг.9(b) - схема, поясняющая отдельные детали кирпичной кладки.

Фиг.10(а) - вид сверху кирпичной кладки стандартной конструкции.

Фиг.10(b) - вид сбоку кирпичной кладки стандартной конструкции.

Фиг.10(с) - вид сверху кирпичей кирпичной кладки стандартной конструкции.

Фиг.10(d) - вид в разрезе по D-D фигуры 10(с).

Фиг.10(е) - вид сбоку кирпичной кладки стандартной конструкции.

Осуществление изобретения

В соответствии с фигурами 9(а) и 9(b) в данном изобретении стены перегородок, которые разделяют коксовые камеры 1 и ряд топочных камер, называются "ложковыми кирпичными стенами 4", разделительные стены, отделяющие дымоходы 3 топочной камеры один от другого, называются "тычковыми кирпичными стенами 5". Ложковые кирпичные стены могут дополнительно делится на участки, на которых дымоходы 3 и коксовые камеры 1 расположены друг напротив друга (участки 6 напротив дымоходов) и участки в пределах зон 8 на продолжениях тычковых стен (пересекающиеся участки 7).

Как показано на фигуре 1, конструкция кирпичной кладки стены коксовой печи в соответствии с настоящим изобретением требует наличия кирпичей 11 ложка «А» и кирпичей 12 ложка «В». Как показано на фигуре 1(b), кирпич 11 ложка «А» является Г-образным кирпичом, объединяющим часть ложковой стены 4 и часть тычковой кирпичной стены 5. Кирпич 11 ложка «А» включает в себя участок 7 пересечения и дополнительно включает в себя часть ложковой стены, контактирующей с одной стороной участка 7 пересечения и часть тычковой стены, контактирующей с участком пересечения 7. Г-образный угол кирпича 11 ложка «А» имеет на своем участке, соответствующем ложковой стене (соответствующем участку 7 пересечения), уступ 14 для вставки кирпича 12 ложка «В». Край участка ложковой стены кирпича 11 ложка «А» со стороны, противоположной уступу, далее иногда будем называть "ложковый торец 15". Кирпич 12 ложка «В» является кирпичом, который образует часть ложковой стены. Как показано на фигуре 1(с), он имеет форму по существу прямоугольного твердого тела (прямоугольного параллелепипеда).

Для удобства описание сначала будет приведено в предположении того, что первые дымоходы 3а топочной камеры и вторые дымоходы 3b топочной камеры расположены как показано на фигуре 1(а). Первые дымоходы 3a топочной камеры и вторые дымоходы 3b топочной камеры попеременно размещены в последовательно расположенных топочных камерах параллельно коксовым камерам. Ложковая стена, разделяющая первый дымоход 3а от коксовой камеры 1, образована ложковыми торцами 15 и двумя кирпичами (11a, 11b) ложка «А», находящихся в контакте друг с другом. С другой стороны, ложковая стена, разделяющая второй дымоход 3b топочной камеры и коксовую камеру 1, образована между двумя противоположными торцами двух кирпичей (11а, 11с) ложка «А» кирпичом 12 ложка «В», противоположные торцы которого входят в уступы 14 двух кирпичей (11а, 11с) ложка «А».

Как показано на фигуре 1(b), уступ 14 кирпича 11 ложка «А» образован на участке 7 пересечения. В результате сопрягаемые поверхности (стык 17) между уступом 14 кирпича 11 ложка «А» и торцом кирпича 12 ложка «В» расположены на участке 7 пересечения, т.е. в ложковой стене внутри участка 8 на продолжении тычковой стены.

Последовательно расположенные топочные камеры образованы с обеих сторон ложковыми стенами, примыкающими к коксовым камерам. И обе стороны образуют конструкции кладки, составленной из кирпичей ложка «А» и кирпичей ложка «В» вышеописанным образом. В настоящем изобретении тычковая кирпичная стена 5 может быть сформирована, как показано на фигуре 2, путем стыковки торцов тычковой стены кирпичей 11 ложка «А», но также это может быть выполнено, как показано на фигурах 1(а), 1(b), 1(c), 1(d), 1(e), когда отдельный тычковый кирпич 13 вставляется между кирпичами 11 ложка «А» с противоположных сторон. Применение отдельного тычкового кирпича 13 является предпочтительным, поскольку это позволяет снизить вес отдельных кирпичей ложка «А». В этом случае тычковая стена образуется двумя кирпичами ложка «А» и тычковым кирпичом, вставленным между двумя кирпичами ложка «А».

При укладке следующего ряда кирпичей на уже уложенный ряд предполагается, что, как показано на фигурах 3(а), 3(b), 3(с), первые дымоходы 3а топочной камеры и вторые дымоходы 3b топочной камеры поменяны местами друг с другом по отношению к вышеприведенному предположению. Более конкретно, дымоход 3а топочной камеры, сформированный как первый дымоход 3а топочной камеры в первом ряду (см. фигуру 3(а)) путем стыковки ложковых торцов кирпичей ложка «А», находится во втором ряду (см. фигуру 3(b)), образованном как второй дымоход 3b топочной камеры путем установки кирпича ложка «В». Другими словами, при укладке кирпичей ложковой стены конструкция кирпичной кладки, разделяющая дымоходы и коксовые камеры формируется, как показано на фигуре 3(с), путем укладки кирпичей таким образом, что структуры, образуемые соприкасающимися кирпичами 11 ложка «А» и структуры, образуемые соприкасающимися кирпичами 12 ложка «В», чередуются друг с другом. Благодаря этому исключается непрерывность стыков в вертикальном направлении.

Что касается ложковых стен на противоположных сторонах дымоходов топочной камеры при укладке заданного ряда, то, как показано на фигуре 4, с одной стороны кирпичи можно укладывать, рассматривая дымоход в качестве дымохода 3а топочной камеры, а с другой стороны кирпичи можно укладывать, рассматривая тот же дымоход в качестве второго дымохода 3b топочной камеры.

Как показано на фигуре 5, в конструкции кладки в соответствии с настоящим изобретением каждый Г-образный кирпич ложка «А» соединяется у своего ложкового торца 15 с соседним кирпичом 11 ложка «А» и также вставляется в соседнюю тычковую кирпичную стену 5. В результате нагрузку Р, действующую перпендикулярно ложковому торцу 15 со стороны коксовой камеры, может воспринимать один ряд кирпичей независимо от жесткости соседнего ряда или рядов. Кирпичи 12 ложка «В» соседних рядов контактируют с зоной стыка ложковых торцов 15. Поскольку ложковые торцы Г-образных кирпичей 11 ложка «А» соединены друг с другом, сжимающая нагрузка, действующая на стык 16 между ложковыми торцами, вызывает возникновение силы в направлении смыкания стыка 16. Поэтому в направлении создания трещины в кирпичах 12 ложка «В» соседних рядов не действует никакой силы. В результате возникают препятствия для растрескивания кирпичей 12 ложка «В», примыкающих к стыку 16 между ложковыми торцами. Даже в случае появления трещины в одном из прилегающих кирпичей 12 ложка «В» и ее развития через стык, связывающий ложковые торцы кирпичей ложка «А» (стык 16) в вертикальную сквозную трещину, то, что кирпичи ложка «А» обладают самоподдерживающей жесткостью гарантирует от проседания кладки в дымоход топочной камеры.

Кроме того, как было упомянуто выше, при воздействии перпендикулярной нагрузки Р на ложковые торцы 15 со стороны коксовой камеры, возникающая сила действует в направлении смыкания стыка 16 между ложковыми торцами, так что в стыке ложковых торцов не возникает зазора. Таким образом, на любую вертикальную сквозная трещину, которая может возникнуть, действует сила в направлении, препятствующем увеличению трещины. Таким образом, обеспечивается свойство сопротивляемости развития трещин.

Вертикальные стыки, сформированные в ложковой стене, включают не только стыки 16 между ложковыми торцами 15 кирпичей 11 ложка «А», но также стыки в местах соприкосновения торцов кирпичей 12 ложка «В» и уступов 14 кирпичей 11 ложка «А» (стыки 17). Последние расположены на участках 7 пересечения, т.е. внутри зон 8 на продолжениях тычковых стен (см. фигуры 1(а), 1(b), 1(c), 1(d), 1(e,)). Расположенные таким образом стыки отличаются стойкостью к образованию сквозных вертикальных трещин.

Таким образом, как понятно из вышеприведенного, конструкция кладки стены печи в соответствии с настоящим изобретением даже в случае возникновения сквозной вертикальной трещины в стыке между ложковыми торцами кирпичей 11 ложка «А» (стыке 16, образованном на участке 6 напротив дымохода), рост этой трещины затруднен, благодаря чему стена печи застрахована от проседания. Кроме того, вероятность возникновения сквозной вертикальной трещины в стыке между кирпичом 11 ложка «А» и кирпичом 12 ложка «В» (стыке 17) (сформированном на участке 17 пересечения) является изначально малой. Конструкция кладки стены печи в соответствии с настоящим изобретением может в связи с этим предотвратить проседание кирпичей, треснувших в результате сквозного вертикального растрескивания.

Размеры ложковой стены, сформированной в месте стыка ложковых торцов двух кирпичей 11 ложка «А» будут описаны со ссылкой на фигуру 6. Длина L_a ложковой стены кирпича 11а ложка «А» (расстояние от поверхности тычковой стены на стороне, противоположной уступу (тычковой поверхности S) до внешней крайней точки ложкового торца) может быть равна или отличаться от длины L_b ложковой стены кирпича 11b ложка «А». В случае равенства длин L_a и L_b ложковой стены стык 16 между ложковыми торцами располагается в центре С ложковой стены. В случае разных длин L_a и L_b ложковой стены стык располагается в стороне от центра С ложковой стены.

Когда говорится, что стык 16 ложковых торцов располагается в стороне от центра С, имеется в виду, что длина L_a ложковой стены меньше чем длина L_b ложковой стены, однако в случае слишком большой величины одной из этих длин ложковой стены прочность ложковых участков кирпичей 11 ложка «А» снижается. В настоящем изобретении, где длина дымохода топочной камеры между тычковыми стенами обозначена L₀, предпочтительно с точки зрения поддержания адекватной прочности кирпичей ложка «А», чтобы стык между ложковыми торцами кирпичей ложка «А» находился на расстоянии ±0.05 L₀ от центра С.

Кроме того, как показано на фигуре 5, толщина ложкового участка кирпича 11 ложка А определено как W (мм), высота кирпича 11 ложка «А» - как Н (мм), расстояние от уступа 14 кирпича 11 ложка «А» до поверхности тычковой стены на стороне, противоположной уступу (тычковая поверхность S) - как В (мм), а расстояние от тычковой поверхности S до ложкового торца - как длина L ложка. В настоящем изобретении желательно выполнение следующих условий:

.

Форма средних членов в формулах может быть выведена из теоретического выражения для изгибающего момента в районе наименьшей ширины в окрестности кирпича ложка «А». Р (кг) представляет собой сосредоточенную нагрузку, действующую на стык ложковых торцов кирпичей ложка «А», а σb (кг/мм²) является допускаемым изгибным напряжением кирпича ложка «А». В качестве сосредоточенной силы Р была принята величина 2000 кг. Прочность кирпича может быть дополнительно увеличена за счет увеличения диапазона 2000-5000 кг для Р. Обычные силикатные кирпичи имеют σb в районе 0.6-1.0 кг/мм².

Когда к ложковому торцу прикладывается сосредоточенная нагрузка, максимальное касательное напряжение действует на кирпич ложка «А» в окрестности основания ложка и основания уступа. Если размеры и форма кирпича ложка «А» удовлетворяют левой части формул [1] и [2], то максимальное касательное напряжение при сосредоточенной нагрузке не будет превышать допускаемое напряжение, возникновение сквозных трещин будет сдерживаться, и будет обеспечена прочность и жесткость кирпича ложка «А» по изгибному напряжению. Кроме того, при оптимальном подборе величин Н, W и В может быть получена сбалансированная конструкция с минимальным удельным весом кирпичей. Увеличение высоты Н кирпича при сохранении малого веса позволяет уменьшить число рядов и, следовательно, упростить изготовление кладки. Кроме того, также могут быть повышены характеристики кирпичей, получаемые при их изготовлении (могут быть исключены тепловые деформации по толщине и высоте), в результате чего может быть повышена безопасность за счет исключения утечек газа и тому подобных явлений. Также появляется возможность получения площади поперечного сечения, необходимой для эффективного теплообмена и упрощения изготовления кладки (уменьшения числа рядов).

Правые части в формулах [1] и [2] должны быть меньше либо равны 13000 мм² для того, чтобы избежать чрезмерного снижения жесткости, возникновения напряжения и связанных с формой производственных проблем за счет выполнения ширины, глубины и высоты кирпича, максимально близкими к одинаковым.

В данном изобретении при слишком малой длине L₀ дымохода между тычковыми стенами топочной камеры происходит ухудшение характеристик сгорания из-за недостаточного объема топочной камеры. Если эта длина слишком велика, то происходит увеличение длины ложковой стены и снижение жесткости ложкового кирпича, что в свою очередь снижает жесткость стены печи. Эти проблемы не возникают, если длина L₀ между тычковыми стенами находится в диапазоне 200-500 мм. Если толщина W ложкового участка кирпича ложка «А» слишком мала, это снижает жесткость ложкового кирпича и жесткость стены печи. Если она слишком велика, то снижается теплопередача от топочной камеры и уменьшается производительность коксовой печи. Эти проблемы не возникают, если толщина W ложкового участка находится в диапазоне 90-130 мм. Если высота Н кирпича ложка «А» слишком мала, появляется необходимость увеличения числа рядов кирпичей по высоте коксовой камеры, что повышает объем работ по изготовлению кладки. Кроме того, более тонкий кирпич более подвержен деформациям при работе с ним во время изготовления и обжига. В результате оказывается невозможным получение прямоугольных кирпичных конструкций, что может затруднить строительство печи. Если высота Н слишком велика, затрудняется работа с кирпичом из-за увеличения его веса. Эти проблемы не возникают, если высота Н находится в диапазоне 100-150 мм. При слишком маленьком расстоянии В от уступа кирпича ложка «А» до поверхности тычковой стены со стороны, противоположной уступу (тычковой поверхности S), снижается жесткость ложкового кирпича к проворачиванию. При этом расстояние слишком велико, то снижается теплопередача от топочной камеры, что уменьшает производительность коксовой печи. Эти проблемы не возникают, если расстояние В находится в диапазоне 100-250 мм.

Кирпич ложка «А» настоящего изобретения имеет по существу Г-образную форму и включает в себя ложковый участок, расположенный напротив дымохода топочной камеры и угловой участок, который контактирует с тычковой стеной (фигура 7(а)). В данном изобретении, как показано на фигуре 7(b), угловой участок 18 предпочтительно имеет скругленный участок. Наличие скругленного участка уменьшает концентрацию напряжений и повышает изгибную жесткость. Радиус кривизны скругленного участка желательно должен быть больше либо равен примерно 1/3-1/2 толщины W ложкового кирпича (примерно 50 мм).

Тычковые стены иногда снабжаются каналами для прохода воздуха для многоступенчатого сгорания, осуществляемого с целью снижение выделения NOx. В данном изобретении, как показано на фигуре 8, имеется возможность создания сквозных отверстий 19 либо в тычковых областях кирпичей 11 ложка «А», либо в тычковых кирпичах 13, либо на обоих этих участках, и сформировать каналы тычковых стен из сквозных отверстий 19. Это является предпочтительным, поскольку сквозные отверстия могут использоваться без модификации в качестве каналов при многоступенчатом сгорании.

Промышленная применимость

В конструкции кирпичной кладки стены печи в соответствии с изобретением применяются кирпичи ложка «А» для формирования стыков ложковой кирпичной стены. Кирпич ложка «А» выполнен в форме буквы Г, охватывающей ложковую стену и тычковую стену, благодаря чему он может выдерживать напряжение, действующее перпендикулярно ложковой кирпичной стене. Даже в случае возникновения сквозной вертикальной трещины вдоль стыков ложковой стены, кирпичи не оседают в дымоход.

Благодаря тому, что даже самый большой из кирпичей 11 ложка «А» просто занимает часть ложковой стены и часть тычковой стены, вес кирпича может быть снижен по сравнению с весом кирпича в соответствии с патентом Японии (А) 2005-307003, благодаря чему рабочая нагрузка при строительстве может сохраняться на низком уровне без необходимости снижения высоты кирпича.

1. Конструкция кладки стены коксовой печи, включающая в себя кирпичи ложковой стены, которая является стеной, разделяющей коксовую камеру и топочную камеру, и кирпичи тычковой стены, которая является стеной, разделяющей дымоходы топочной камеры, содержащая
кирпич ложка «А», представляющий собой Г-образный кирпич, объединяющий в общую конструкцию часть ложковой стены и часть тычковой стены; а также
кирпич ложка «В», представляющий собой кирпич, образующий часть ложковой стены;
в которой Г-образный угол кирпича ложка «А» сформирован на участке кладки, соответствующем ложковой стене с уступом, предназначенным для приема кирпича ложка «В», край участка ложковой стены кирпича ложка «А», расположенный напротив уступа, образует ложковый торец, а сопряжение ложковых торцов двух кирпичей ложка «А» образует ложковую стену, отделяющую первый дымоход топочной камеры от коксовой камеры, кирпич ложка «В», противоположные торцы которого входят в уступы двух кирпичей ложка «А», расположенных таким образом, что их уступы находятся напротив друг друга, образует ложковую стену, разделяющую второй дымоход топочной камеры и коксовую камеру, а первый дымоход топочной камеры и второй дымоход топочной камеры расположены с чередованием.

2. Конструкция кирпичной кладки стены печи по п.1, в которой тычковая стена образована двумя кирпичами ложка «А» и тычковым кирпичом, расположенным между двумя кирпичами ложка «А».

3. Конструкция кирпичной кладки стены печи по п.1 или 2, в которой конструкция кирпичной кладки в районе ложковой кирпичной стены, разделяющей дымоход топочной камеры и коксовую камеру, образована путем попеременного наложения конструкции, образованной кирпичами ложка «А», контактирующими друг с другом, и конструкции образованной из кирпича ложка «В».

4. Конструкция кирпичной кладки стены печи по любому из пп.1 или 2, в которой расстояние между тычковыми стенами дымохода топочной камеры определено как L₀ и стык между ложковыми торцами кирпичей ложка «А» находится на расстоянии ±0,05 L₀ от центра дымохода,
и для которой выполняются следующие соотношения:


где W - толщина ложковой зоны кирпича ложка «А», мм, В - расстояние от уступа кирпича ложка «А» до поверхности тычковой стены противоположной уступу (тычковой поверхности S), мм, а L - длина ложка, определяемая как расстояние от тычковой поверхности S торца ложка, мм, при условии, что Р - сосредоточенная нагрузка, действующая на стык между ложковыми торцами кирпичей ложка «А», лежащая в диапазоне 2000-5000 кг, а σb - допускаемое изгибное напряжение кирпича ложка «А», кг/мм².

5. Конструкция кирпичной кладки стены печи по п.3, в которой расстояние между тычковыми стенами дымохода топочной камеры определено как L₀ и стык между ложковыми торцами кирпичей ложка «А» находится на расстоянии ±0,05 L₀ от центра дымохода, и для которой выполняются следующие соотношения:


где W - толщина ложковой зоны кирпича ложка «А», мм, В - расстояние от уступа кирпича ложка «А» до поверхности тычковой стены, противоположной уступу (тычковой поверхности S), мм, a L - длина ложка, определяемая как расстояние от тычковой поверхности S торца ложка, мм, при условии, что Р - сосредоточенная нагрузка, действующая на стык между ложковыми торцами кирпичей ложка «А», лежащая в диапазоне 2000-5000 кг, a σb - допускаемое изгибное напряжение кирпича ложка «А», кг/мм².

6. Конструкция кирпичной кладки стены печи по любому из пп.1, 2, 5, в которой длина L₀ дымохода топочной камеры между тычковыми стенами составляет 200-500 мм, толщина W ложковой зоны кирпича ложка «А» составляет 90-130 мм, высота Н кирпича ложка «А» составляет 100-150 мм, а расстояние В от уступа кирпича ложка «А» до поверхности тычковой стены со стороны, противоположной уступу (тычковой поверхности S), составляет 100-250 мм.

7. Конструкция кирпичной кладки стены печи по п.3, в которой длина L₀ дымохода топочной камеры между тычковыми стенами составляет 200-500 мм, толщина W ложковой зоны кирпича ложка «А» составляет 90-130 мм, высота Н кирпича ложка «А» составляет 100-150 мм, а расстояние В от уступа кирпича ложка «А» до поверхности тычковой стены со стороны, противоположной уступу (тычковой поверхности S), составляет 100-250 мм.

8. Конструкция кирпичной кладки стены печи по п.4, в которой длина L₀ дымохода топочной камеры между тычковыми стенами составляет 200-500 мм, толщина W ложковой зоны кирпича ложка «А» составляет 90-130 мм, высота Н кирпича ложка «А» составляет 100-150 мм, а расстояние В от уступа кирпича ложка «А» до поверхности тычковой стены со стороны, противоположной уступу (тычковой поверхности S), составляет 100-250 мм.

9. Конструкция кирпичной кладки стены печи по любому из пп.1, 2, 5, 7, 8, в которой угловая зона 18, где сходятся ложковая зона кирпича ложка «А», расположенного напротив дымохода топочной камеры, и тычковая кирпичная стена, имеет скругленный участок.

10. Конструкция кирпичной кладки стены печи по п.3, в которой угловая зона, где сходятся ложковая зона кирпича ложка «А», расположенного напротив дымохода топочной камеры, и тычковая кирпичная стена, имеет скругленный участок.

11. Конструкция кирпичной кладки стены печи по п.4, в которой угловая зона, где сходятся ложковая зона кирпича ложка «А», расположенного напротив дымохода топочной камеры, и тычковая кирпичная стена, имеет скругленный участок.

12. Конструкция кирпичной кладки стены печи по п.6, в которой угловая зона, где сходятся ложковая зона кирпича ложка «А», расположенного напротив дымохода топочной камеры, и тычковая кирпичная стена, имеет скругленный участок.

13. Конструкция кирпичной кладки стены печи по любому из пп.1, 2, 5, 7, 8, 10-12, в которой одна или обе тычковые зоны кирпича ложка «А» и тычкового кирпича имеют сквозное отверстие для формирования канала в тычковой стене.

14. Конструкция кирпичной кладки стены печи по п.3, в которой одна или обе тычковые зоны кирпича ложка «А» и тычкового кирпича имеют сквозное отверстие для формирования канала в тычковой стене.

15. Конструкция кирпичной кладки стены печи по п.4, в которой одна или обе тычковые зоны кирпича ложка «А» и тычкового кирпича имеют сквозное отверстие для формирования канала в тычковой стене.

16. Конструкция кирпичной кладки стены печи по п.6, в которой одна или обе тычковые зоны кирпича ложка «А» и тычкового кирпича имеют сквозное отверстие для формирования канала в тычковой стене.

17. Конструкция кирпичной кладки стены печи по п.9, в которой одна или обе тычковые зоны кирпича ложка «А» и тычкового кирпича имеют сквозное отверстие для формирования канала в тычковой стене.