Свод дуговой печи

(57) Сущность изобретения свод дуговой печи содержит сводовое кольцо, огнеупорную кладку,обрамления электродных отверстий 4 свода. Между наружной поверхностью обрамления и поверхностью электродных отверсгий 4 имеется зазор 5 в виде клина, вершина которого направлена в сторону внешней поверхности свода. При этом величина зазора 5 между нижней частью обрамления и поверхностью электродных отверстий 4 свода составляет 0,017-0,07 высоты обрамления.Известная конструкция свода дуговой печи(а. с. 720275, МКИ Р 2713 1/02, СССР, 1980, БИ Не 9), в котором обрамления для отверстий свода набраны из огнеупорных кирпичей с наружной поверхностью, имеющей форму цилиндра.Недостатком такой конструкции является малый срок службы центральной части свода, а следовательно, малый срок службы в целом и всего свода, т. к. низка прочность соединения обрамления с отверстием свода печи из-за сил, вызванных разницей температур внутренней и внешней поверхностей свода.Известен свод дуговой печи (а. с. 1388688,МКИ Р 2713 1/02, СССР, 1988), в котором обрамления для отверстий свода набраны из огнеупорных кирпичей с наружной поверхностью, имеющей форму цилиндра.Недостатком такой конструкции является малый срок службы центральной части свода, а следовательно, малый срок службы в целом и всего свода, т.к. низка прочность соединения обрамления с отверстием свода печи из-за сил, вызванных разницей температур внутренней и верхней поверхностей свода.Наиболее близким по технической сущности и доститаемому результату к предлагаемому является свод дуговой печи (Огнеупоры и огнеупорные изделия, изд-во Стандарты, ГОСТ 156671, 1975, приложение Мг 2, с. 83), у которого наружная поверхность обрамлений электродных отверстий выполнена в виде усеченного конуса,установленного верщиной внутрь печи.Недостатком этого свода является малый срок службы свода отверстий свода печи вследствие недолговечности листа стыка внещней поверхности обрамления с внутренней поверхностью отверстия свода, т. к. складываются нижние части кирпичей в месте стыка указанных поверхностей, что вызвано локальным давлением из-за разницы температур внутренней и внещней поверхностей свода.Целью изобретения является увеличение срока службы свода дуговой печи за счет повыщения надежности соединения обрамлений с отверстиями свода.Для этого в известном своде, содержащем сводовое кольцо, огнеупорную кладку, обрамления приэлектродных отверстий, наружная поверхность которых выполнена в виде усеченного конуса, верщина которого обращена внутрь печи,а верхняя плоскость обрамлений выступает над внещней поверхностью свода, между наружной поверхностью обрамления и поверхностью отверстия свода выполнен зазор, имеющий форму клина, верщина которого направлена в сторону внещней поверхности свода, при этом величина зазора между нижней частью обрамления и по 191верхностью отверстия свода составляет 0,017-0,07 высоты обрамления.На фиг. 1 изображен предлагаемый свод дуговой печи в плане на фит. 2 - разрез А -А на фиг. 1 (центральная часть свода в месте расположении отверстий).Свод дуговой печи состоит из сводового кольца 1, огнеупорной кладки 2 и обрамлений 3 для отверстий 4 свода. Обрамления 3 по наружной поверхности имеют форму усеченного конуса, обращенного верщиной внутрь печи и установленного в цилиндрическое отверстие 4 свода. Между наружной поверхностью обрамления 3 и внутренней поверхностью отверстия 4 свода образуется зазор 5, имеющий форму клина.Свод печи работает следующим образом.Огнеупорная кладка 2 опирается на сводовое кольцо 1. Зазор 5 предохраняет обрамление 3 и кладку отверстия 4 от разрущений при высоких температурах, которые вызываются силами распора, появляющимися за счет аномального расщирения огнеупорной кладки 2, набранный из огнеупорного кирпича.Силы распора при высоких температурах в печи в диапазоне температура 1100-1300 С достигают троекратного увеличения по сравнению с холодным распором. Разрущения у обрамлений 3 и кладки отверстий 4 у обычных сводов, т. е. без зазоров, проявляются в виде сколов кирпича с внутренней стороны огнеупорной кладки 2 (см. Тихонов А.А. и Панарин А.П. Огнеупоры, технология строительства и ремонта печей). Перевод с яп., М., Металлургия, 1980, с. 82-89, рис. 80-86).Обрамления 3 приподняты относительно огнеупорной кладки 2 свода и за счет их собственного веса и конусной поверхности обеспечивается надежность соединения с отверстиями 4 свода,т.е. удержания обрамлений 3 в заданном положении. Отнощение выступа верхней плоскости обрамлений над внещней поверхностью свода к высоте обрамлений составляет 0,1-0,27. Практически в процессе работы свода печи по линии контакта обрамления 3 с отверстием 4 из-за выкращивания кирпичей со стороны отверстия образуется площадка щириной от 0 до 27 мм. Так называемая плавильная пыль, присутствующая в печи,оседает естественным образом и на стенки зазора 5. Но только толщина нарастания пыли колеблется от долей до нескольких миллиметров и находится она в естественном, т. е. рыхлом состоянии,т. к. оседает на внутреннюю поверхность свода при пылении материала в момент загрузки его в печь. Количество пыли в зазоре 5 и ее плотность настолько незначительны, что на работу предлагаемого свода она практически влияния никакого не оказывает.Пример. Испытания свода дуговой печи проводились на промыщленной электротермической печи, имеющей температуру расплава 1250 С,купольный свод которой выполнен из огнеупорного кирпича высотой 300 мм, марки ПХСП, диа 191метр свода составлял 7670 мм. Диаметры отвер- новные показатели по результатам испытаний стий в своде дуговой печи, в которые устанавли- сведены в таблицу. вались обрамления, равны 900 мм. При проведении опытно-промышленных ис Обрамления, устанавливаемые в эти отвер- пытаний на электротермической печи в электростия, набирались также из кирпича высотой 300 термическом цехе Усть-Каменогорского свинцомм, марки ПХСП. Внутренний диаметр обрамле- во-цинкового комбината им. В.И. Ленина новая ния составлял 602 мм. конструкция свода дуговой печи прослужила 13Диаметры большего и меньшего оснований мес. Срок службы прототипа составляет 6-7 месяусеченного конуса наружного поверхности об- цев. При разборке свода печи во время проведерамлений соответственно составляли 902 и 890 ния капитального ремонта определили, что новая мм. При этом максимальный зазор, образованный конструкция свода дуговой печи находилась в между нижней частью обрамления и поверхно- хорошем состоянии без заметных повреждений и стью отверстия свода печи, имеющий форму кли- износов. на (в дальнейшем максимальный зазор клина) Срок службы новой конструкции свода дусоставлял 5 мм, а выступ верхней плоскости об- говой увеличивается примерно в 2 раза по сраврамлений над внешней поверхностью свода печи нению с прототипом.(в дальнейшем выступ) составлял 30 мм. Отно ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ шение размеров максимального зазора клина ивыступа к высоте обрамления составляли соот- Свод дуговой печи, содержащий сводовое ветственно 0,017 и 0,1. Ширина площадки, обра- кольцо, огнеупорную кладку, обрамления призованной по линии контакта обрамления с отвер- электродных-отверстий, наружная поверхность стием свода печей, составляло 0-7 мм. Толщина которых выполнена в виде усеченного конуса,нарастания плавильной пыли на поверхностях, вершина которого обращена внутрь печи, а верхобразующих клиновой зазор, осевшей естествен- няя плоскость обрамлений выступает над внешным образом, равна 0,5 -1 мм. ней поверхностью свода, отличающийся тем,В результате проведенных испытаний выяс- что, с целью увеличения срока службы, между нилось, что при данных отношениях и размерах наружной поверхностью обрамления и поверхнообрамления и отверстия свода печи обрамления стью электродного отверстия свода выполнен надежно фиксируются в отверстиях, при этом зазор, имеющий форму клина, вершина которого отсутствуют сколы и выпадания кирпичей из об- направлена в сторону внешней поверхности сворамлений. да, при этом величина зазора между нижней чаВ итоге срок службы свода дуговой печи стью обрамления и поверхностью электродного увеличивался и составил 10 мес. отверстия составляет 0,017-0,07 высоты обрамлеДля наглядности переменные данные и ос ния. Опыт Внутренний Диаметры оснований усе- Макси- отндшение Ширина пло- ОТНОШЭНИЭ Срок службыдиаметр ченного конуса наружной мальный размера макси. шадки, образо- размера Вы 1 упа нарастания, мм свода дугообрамления поверхности обрамления, зазор клина, мальнага заздра ванной по линии К ВЬЮШЭ обрам- вой печи,мм мм тина к высоте контакта мес.большего меньшего сшда печи мм ОСНОВЗНИЯ ОСНОВЗНИЯ4 Максимальный зазор клина - зазор между нижней частью обрамления и поверхностью отверстия свода.Толщина нарастания пыли - толщина нарастания плавильной пыли на поверхностях. образуюпшх клиновый зазор.