SU1009166A1

SU1009166A1 - Industrial furnace arch

Info

Publication number: SU1009166A1
Application number: SU813339048A
Authority: SU
Inventors: А.Д. Пилипчатин
Original assignee: Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности
Priority date: 1981-08-25
Filing date: 1981-08-25
Publication date: 1988-02-15

Abstract

СВОД ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЕЧИ, включающий огнеупорную кладку периферийной части из сводовых изделий и швы между ними, заполненные огнеупорным раствором, толщиной 0,15 0 ,25 толщины сводовых изделий и футеровку центральной части свода, отличающийс тем, что, с целью увеличени срока службы и повышени прочности футеровки в центральной его части, огнеупорна кладка последней на участке диаметром 0,25-0,5 диаметра свода выполнена с толщиной швов 0,04-0,08 толщины сводовых изделий, при этом сводовые издели , уложенные плашкой в р ду кладки, смещены по ширине р да относительно друг друга на 0,15-0,4 ширины сводового издели , а пространS ства-, образованные между ними, за (Л полнены огнеупорной массой.THE CODE OF INDUSTRIAL FURNACES, including refractory masonry of the peripheral part of the arched products and seams between them, filled with a refractory mortar, 0.15 0.25 thick, the thickness of the arched products and the lining of the central part of the arch, in order to increase service life and increase strength the lining in its central part, the refractory masonry of the latter in the area with a diameter of 0.25-0.5 of the diameter of the arch is made with a thickness of the seams 0.04-0.08 of the thickness of the arch products, while the arch products laid with a plate in the row of the wall are shifted alongthe width of the row relative to each other is 0.15-0.4 the width of the dome product, and the spaces formed between them are beyond (L are filled with a refractory mass.

Description

соwith

ОдOd

аbut

Изобретение относитс к области черной металлургии, конкретнее к устройству футеровки сводов плазменных или электродуговых печей.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, and more specifically to the device for lining vaults of plasma or electric arc furnaces.

Известен свод электродуговой печи , включающий огнеупорную йладку из сводовых изделий и швы между ними , заполненные огнеупорным раствором на основе магнезиального мертел , Q при этом известно, что толщина швов между издели ми при заполнении мертел ми не превьшает 3 мм. Недостатком этой конструкции свода вл етс низка стойкость футеровки , поскольку тонкий материальный шов далеко не в, полной мере компенси рует термическое расширение кирпичей в процессе эксплуатации и прочностные свойства его оказываютс недостаточными дл механического удержани скалывающихс кусков кирпича. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс свод плавильной электропечи включающий огнеупорную кладку периферийной части из сводовых изделий и швы между ними, заполненные огйеупорным раствором, толщиной 0,150 ,25 толщины сводовых изделий и футеровку центральной части свода. Зерновой состав отощител идентичен зерновому составу шихты, используемой дл изготовлени этих изделий Наличие толстых швов в центрально части свода предопредел ет сравнительно невысокую строительную прочность этого участка кладки в св зи со снижением расклинивающих усилий, которые создают путем забивани замковых кирпичей по окончанию наборки свода. Низка строительна прочность центральной части футеровки под воздействием условий эксплуатации .обуславливает заметное разупрочнение это го участка кладки, в св зи с нем свод снимают при остаточной толщине несколько большей, чем допустима , что сокращает срок его эксплуатации.Этому же способствует и низка прочност сцеплени между кирпичом и огнеупорной массой (бетоном) в случае бетонировани футеровки отверстий под электроды (плазматроны). Целью изобретени вл етс увеличение срока службы свода и повышение прочности футеровки в центральной его части.The arch of the electric-arc furnace is known, which includes a refractory cup made of arch products and seams between them, filled with a refractory solution based on magnesian mortar, Q. It is known that the thickness of the seams between the products when filled with deadlings does not exceed 3 mm. The disadvantage of this arch design is the low resistance of the lining, since the thin material seam is far from fully compensating for the thermal expansion of bricks during operation and its strength properties are insufficient to mechanically hold the chipping pieces of brick. The closest in technical essence and the achieved result is the arch of the smelting electric furnace including refractory masonry of the peripheral part of the vaulted products and seams between them, filled with a refractory mortar, 0.150, 25 thick, of the vaulted products and the lining of the central part of the vault. The grain composition of the ejector is identical to the grain composition of the mixture used to manufacture these products. The presence of thick seams in the central part of the roof determines the relatively low building strength of this section of masonry due to the reduction of the wedging efforts that are created by blocking the lock bricks at the end of the roof set. The low building strength of the central part of the lining under the influence of the operating conditions causes a noticeable weakening of this section of the masonry, in connection with which the vault is removed at a residual thickness slightly greater than acceptable, which shortens its service life. The low adhesion strength between the bricks also contributes to this. and refractory mass (concrete) in the case of concreting the lining of the holes for electrodes (plasmatrons). The aim of the invention is to increase the service life of the roof and increase the strength of the lining in its central part.

Поставленна цель достигаетс тем, что в своде промьшшенной печи, включающем огнеупорную кладку периферийной части из сводовых изделий и швы между ними, заполненные огнеупорным раствором, толщиной 0,15-0,25 сводовых изделий и футеровку центральной части свода, согласно изобретению , огнеупорна кладка центральной части свода на участке диаметром 0,25-0,5 диаметра свода выполнена с толщиной швов 0,04-0,08 толщины сводовых изделий, при этом сводовые издели , уложенные плашкой в р ду кладки, смещены по ширине р да относительно друг друга на 0,15-0,4 ширины сводового издели , а пространства , образованные между ними, заполнены огнеупорной массой. Сущность изобретени состоит в том, что наличие в кладке центральной части свода швов более тонких, чем в периферийной, обеспечивает достаточно высокую строительную прочность на этом участке кладки после расклинивани ее замковыми кирпичами и, кроме того, толщина таких швов достаточна дл компенсации термомеханических напр жений, возникающих в футеровке в процессе ее эксплуатации , поскольку величина этих напр жений в центральной части кладки футеровки свода значительно ниже, чем в периферийной. В то же врем прочность швов такой толщины оказываетс недостаточной дл механического удержани скалывающихс кусков кирпича (изделий), размер которых бывает 25-50 мм, иногда до 70 мм. Поэтому в за вл емой конструкции свода роль механического удержани скалывающихс кусков кирпича выполн ет огнеупорна масса (бетон), которой заполнены пространства, образованные в результате смещени кирпичей в р ду кладки. Кроме того, при смещении кирпичей огнеупорна кладка, формирующа отверсти , имеет площадь (поверхность) соприкосновени с огнеупорной массой, которзто заливают либо набивают по радиусу электрода, в 2-3 раза больше, чем по прототипу, что существенно повышает точность сцеплени между издели ми и массой. Повышение прочности футеровки в центральной части свода в целом позвол ет эксплуатировать футеровку до меньшей остаточной толщины, что увеличивает срок его . Экспериментально установлено, что дл обеспечени достаточно высокой строительной прочности кладки в цент ральной части свода толщина швов меж ду издели ми на этом участке должна составл ть 0,04-0,08 толщины своДовых изделий. При такой толщине швов чтобы достичь механического удержани скалывающихс кусков кирпича сло ем огнеупорной массы, величина смеще ни изделий в р ду кладки должна быт 0,15-0,4 ширины сводового издели . Уменьшение величины указанного нижнего предела толщины швов недопустимо , так как. более тонкие швы оказываютс недостаточными дл компенсации термомеханических напр жеНИИ в кладке, а уменьшение нижнего предела величины смещени изделий в р ду кладки заметно снижает способность массы удерживать скалывающиес куски кирпича. Превьш1ение указанного верхнего предела толищны шва нецелесообразно в св зи со снижением расклинивающих усилий в кладке после забивани замковых кирпичей, а превьш1ение верхнего предела в.еличйны смещени изделий в р ду кладки при указанной толщине швов приводит к перекосу (завалу) кирпичей в р ду кладки во врем расклинивани его замковыми кирпичами, что также как превьш1ение верхнего предела толщины шва снижает строительную прочность кладки. При этом эффект от применени за вл емой швов и величины сме щени изделий в кладке центральной части свода достигаетс , когда размеры этого участка кладки ограничены диаметром, равным 0,25-0,5 диаметра свода, Превьш1ение верхнего предела приводит к локальной концентрации термомеханических напр жений в кладке , что вызывает деформацию (короб- ление) футеровки свода, а уменьшение нижнего предела - к существенному снижению положительного эффекта от использовани огнеупорной массы в футеровке центральной части свода, В последнем случае участок, ограниченный диаметром менее 0,25 диаметра свода, приближаетс либо становитс равньш по площади участку, ограничен ному диаметром распада электродов, и соответственно часть огнеупорной кладки, формирующей отверсти , будет выходить за пределы границ данного участка и должна будет выполн тьс без смещени изделий по ширине р да (т,е. по прототипу), что заметно снизит прочность сцеплени кирпича и огнеупорной массы. На фиг. 1 представлен свод поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху. Свод содержит огнеупорную кладку 1 периферийной части из сводовых изделий , уложенных -на- растворе с толщиной швов 0,15-0,25 от толщины изделий , футеровку 2 центральной части свода диаметром (d) 0,25-0,5 диаметра свода (D), огнеупорную кладку 3 футеровки центральной части из сводовых изделий, уложенных на растворе с швов 0,04-0,08 толщины изделий и смещенных по ширине р да на 0,15-0,4 своей ширины, пространства 4, заполненные огнеупорной массой, перев зочный р д 5 кладки без смещени кирпичей. Возможны другие варианты выполнени перев зочного р да от диаметра распада электродов. Свод собираетс следующим образом. Раствор дл наборки свода приготавливают на месте кладки в растворомешалках с вращающимис лопаст ми любого типа. При этом порошок (отощатель ), близкий по химическому составу к сводовым издели м, должен содержать 55-65% крупной фракции (30 ,5 мм) и 35-45% фракции 0,5 мм. Загруженный в растворомешалку порошок по мере перемешивани увлажн ют жидким стеклом плотностью 1,28 1 ,35 г/см до получени раствора густой консистенции. Наборку свода- выполн ют , использу общеприн тые приемы кладки с применением раствора. Пр этом слой раствора, наносимый на плашку и боковую грань каждого кирпича, должен обеспечивать толш;ину швов в кладке периферийной части 0,15-0,25, а в центральной - 0,040 ,08 толщины примен емых дл кладки изделий.В центральной части кладки дл смещени изделий по ширине р да относительно друг друга в процессе кладки через каждое изделие в этом р ду устанавливают шаблон (дерев нный брусок) к плашке издели перев зочного р да. Шаблон должен иметь квадратное сечение со стороной, рав- 51 ной величине смещений кирпичей, т.е О,15-0,4 Ширины кирпича и высотой на 150-200 мм больше длины кирпича. По ходу кладки центральной части оставл ют 4-7 замковых кирпичей, которые должны выступать над поверхностью свода на 50-70 мм. После окончани наборки их забивают пневмомолотком с утолщенным наконечником или молотом, предварительно подложив резиновую прокладку толщиной 15-20 мм, а затем из расклиненных р дов кладки извлекают дерев нные шаблоны за выступающие (на 150-200 мм) концы. Огнеупорную массу дл заполнени образованных пространств между смещенными кирпичами в кладке приготавливают на месте наборок свода в раст 6 воро-либо бетономешалках любого типа. ГГаиболее предпочтительной вл етс лита воздушнотвердеюща огнеупорна масса, обладающа посто нством объема при нагревании и максимально возможной термостойкостью. После заливки пространств между смещенными издели ми в кладке и по радиусу электрода на всю глубину и Последующего схватывани свод готов к эксплуатации . Применение на практике такой огнеупорной футеровки свода позволит увеличить кампанию печи по своду, что увеличит ее производительность, что вместе вз тое может дать значительный экономический эффект.The goal is achieved by the fact that in the roof of the industrial furnace, which includes refractory masonry of the peripheral part of the arched products and joints between them, filled with refractory mortar, 0.15-0.25 of the articulated products and the lining of the central part of the arch, according to the invention, the refractory masonry of the central portions of the vault in the area of 0.25-0.5 diameter of the vault are made with seams 0.04-0.08 in thickness of the vaulted products; 0.15-0.4 sh arched article widths, and the spaces formed therebetween are filled with refractory mass. The essence of the invention is that the presence in the masonry of the central part of the arch of the seams is thinner than in the peripheral one, provides a sufficiently high building strength in this section of the masonry after wedging it with lock bricks and, moreover, the thickness of such seams is sufficient to compensate for thermomechanical stresses, arising in the lining during its operation, since the magnitude of these stresses in the central part of the masonry lining of the roof is much lower than in the peripheral one. At the same time, the strength of seams of such thickness is insufficient to mechanically hold cleaving pieces of brick (products), the size of which is 25-50 mm, sometimes up to 70 mm. Therefore, in the proposed arch design, the role of mechanically retaining the chipping brick pieces is played by the refractory mass (concrete), with which the spaces formed as a result of the displacement of the bricks in the row of the brick are filled. In addition, when bricks are displaced, the refractory masonry forming the apertures has an area (surface) in contact with the refractory mass that is poured in or is filled along the radius of the electrode, 2–3 times larger than in the prototype, which significantly improves the adhesion accuracy between the products and by weight. Increasing the strength of the lining in the central part of the roof as a whole allows the lining to be used to a lesser residual thickness, which increases its life. It was established experimentally that, in order to ensure a sufficiently high structural strength of the masonry in the central part of the arch, the thickness of the seams between the products in this area should be 0.04-0.08 in thickness of their own products. With such thickness of the seams, in order to achieve the mechanical retention of the cleaving pieces of brick with a layer of refractory mass, the amount of displacement of products in the laying row should be 0.15-0.4 of the width of the ceiling product. Reducing the value of the specified lower limit of the thickness of the seams is unacceptable, since. thinner seams are not sufficient to compensate for thermomechanical stress in the masonry, and reducing the lower limit of the amount of displacement of products in the row of the laying significantly reduces the mass's ability to hold splitting pieces of brick. Exceeding the specified upper limit of the seam thickness is impractical due to the reduction of the wedging efforts in the masonry after blocking of the locking bricks, and exceeding the upper limit of the maximum displacement of products into the row of the laying at the specified thickness of the seams leads to bias (blockage) of bricks in the range of its wedging time with its locking bricks, which, just like exceeding the upper limit of the seam thickness, reduces the structural strength of the masonry. In this case, the effect of applying the claimed seams and the amount of product displacement in the masonry of the central part of the arch is achieved when the dimensions of this section of the masonry are limited to a diameter equal to 0.25-0.5 of the arch diameter. Exceeding the upper limit leads to a local concentration of thermomechanical stresses. in the masonry, which causes deformation (buckling) of the lining of the roof, and a decrease in the lower limit - to a significant reduction in the positive effect of the use of the refractory mass in the lining of the central part of the roof. In the latter case the current limited to a diameter of less than 0.25 for the vault diameter approaches or becomes equal to the area bounded by the diameter of the decay of the electrodes, and accordingly the part of the refractory masonry forming the hole will go beyond the boundaries of this area and will have to be performed without displacement of products the width of the row (m, e. according to the prototype), which markedly reduces the adhesion strength of the brick and the refractory mass. FIG. 1 shows the arch of the cross section; in fig. 2 - the same, top view. The arch contains refractory masonry 1 of the peripheral part of the arched products, laid-on-solution with seams thickness 0.15-0.25 of the thickness of the products, lining 2 of the central part of the arch with a diameter (d) of 0.25-0.5 diameter of the arch (D ), refractory masonry 3 linings of the central part of the arched products, laid on the solution from the seams 0.04-0.08 of the thickness of the products and displaced along the width of a row by 0.15-0.4 of its width, space 4, filled with a refractory mass, Dressing range of 5 bricks without displacing bricks. Other embodiments of the pegging range from the diameter of the decay of the electrodes are possible. The vault is compiled as follows. The solution for the roof set is prepared in place of the masonry in mortar mixers with rotating blades of any type. At the same time, the powder (ejector), which is similar in chemical composition to the product batch, should contain 55-65% of a large fraction (30, 5 mm) and 35-45% of a fraction of 0.5 mm. The powder loaded into the mortar mixer is moistened with liquid glass with a density of 1.28 1, 35 g / cm until the solution of a thick consistency is obtained. The arching is done using conventional masonry techniques using mortar. In addition, the layer of mortar applied to the plate and the side face of each brick must provide thickness, one-way seams in the masonry of the peripheral part 0.15-0.25, and in the central part 0.040, 08 thickness of the products used for masonry. In the central part of the masonry To displace the products across the width of the row relative to each other during the laying process, through each product in this row, install a template (wooden bar) to the die of the dressing row. The template should have a square cross-section with a side equal to the size of the displacements of the bricks, i.e. O, 15-0.4 Brick widths and a height of 150-200 mm more than the length of the brick. Along the course of laying the central part, 4-7 castle bricks are left, which should protrude 50-70 mm above the arch surface. After finishing the set, they are hammered with a pneumatic hammer with a thickened tip or with a hammer, preliminarily placing a rubber gasket 15–20 mm thick, and then removing wooden templates from the spreading rows of laying for 150–200 mm protruding ends. The refractory mass for filling the formed spaces between the displaced bricks in the masonry is prepared in place of a set of vault into plant 6 concrete mixers of any type. The most preferred is a cast air-hardening refractory mass, having a constant volume when heated and the highest possible heat resistance. After filling the spaces between the displaced products in the masonry and along the electrode radius to the full depth and the Subsequent setting, the arch is ready for operation. The practical application of such a refractory lining of the roof will increase the campaign of the furnace over the roof, which will increase its performance, which together can give a significant economic effect.

Claims

VALVE OF INDUSTRIAL FURNACE, including refractory masonry of the peripheral part of 'vaulted products and seams between them, filled with refractory mortar, 0.15 0.25 thickness of vaulted products and lining of the central part of the vault, characterized in that, in order to increase the service life and increasing the strength of the lining in its central part, the refractory masonry of the latter in a section with a diameter of 0.25-0.5 of the diameter of the arch is made with seam thickness 0.04-0.08 of the thickness of the arched products, while the arched products laid in a die in a row of masonry, offset in width a row relative to each other at 0.15-0.4 widths of the consolidated product, and the spaces formed between them are filled with a refractory mass.

SU, „, 1009166