ОГНЕУПОРНЫЙ КАМЕНЬ

Огнеупорный камень.
Заявляемое устройство относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано в металлургических печах, преимущественно в сводах мартеновских и электропечей
Известны различные конструкции огнеупорных изделий, используемых в сводах и других элементах кладки металлургических агрегатов
Например, известен свод печи, включающий огнеупорную кладку из сводовых изделий и швы между ними, заполненные мертелем (огнеупорным раствором). При этом толщина швов между кирпичами при заполнении мертелем составляет 2-3 мм (Кайбичева МН. «Футеровка электропечей. М 1975, с.36)
Недостатком этой конструкции является низкая стойкость футеровки поскольку тонкий материальный шов далеко не в полной мере компенсирует термическое расширение кирпичей в процессе эксплуатации и прочностные свойства его оказываются недостаточными для механического удержания скалывающихся кусков кирпича.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является огнеупорный камень для футеровки металлургических агрегатов, преимущественно подвесных сводов металлургических печей, содержащий сопряженные основную и вспомогательную части и имеющий на смежных боковых гранях основной части выемки, а на противоположенных им гранях - выступы, повторяющие форму выемок (патент РФ №2082928, F 27D 1|04, бюл№18от27.06.97г).
Недостатком такого огнеупорного камня является невозможность полного использования основной части изделия в процессе эксплуатации и, как следствие, низкая стойкость футеровки, высокие внутренние температурные напряжения в его основной части, а также сложность и трудоемкость строительно - монтажных работ.
.Задачей заявляемой полезной модели является повышение сроков эксплуатации и степени надежности футеровки, снижение термодинамической напряженности, а также снижение трудоемкости монтажных работ.
F 27 D 1/04
Поставленная цель достигается тем, что предложен огнеупорный камень, состоящий из сочлененных основной и вспомогательной частей, у которого вспомогательная часть смещена относительно основной с образованием выступающего участка, а отношение площади торцевой поверхности вспомогательной части и примыкающей к ней торцевой поверхности основной части составляет 1: (1-1,1)
Основная часть огнеупора может быть выполнена клиновидной формы, при этом с вспомогательной частью сочленяется ее расширенный торец.
Смещение основной части огнеупора относительно вспомогательной способствует тому, что градиент температуры в основной части камня ограничивается размерами преимущественно этой части, вследствие чего и термонапряженное состояние основной части огнеупорного изделия является автономным и не будет распространяться на его вспомогательную часть. В этой связи внутренние температурные напряжения в основной части заявляемого огнеупорного камня будут значительно меньше, чем в прототипе.
Кроме того, при выполнении кладки, наличие выступа на боковой грани камня и выемки на противоположенной грани увеличивает герметичность кладки и обеспечивает надежное зацепление смежных огнеупоров, что приводит к повышению сроков эксплуатации и степени надежности футеровки.
В соответствии с заявляемым разница в размере площади торцевой поверхности вспомогательной части и площади примыкающей к ней торцевой поверхности основной части может достигать 10% и определяется тем, что в соответствии с ГОСТами при производстве камней допускаются некоторые отклонения в заданных размерах.
Однако увеличение этой величины нецелесообразно, так как уменьшается надежность взаимного зацепления изделий.
Форма камня (форма горизонтального среза) определяется производственной целесообразностью (м.б. квадратная, прямоугольная, с профилированными гранями и т.д.), а его высота (определяющая толщину футеровки) лимитируется внутренним рабочим объемом металлургического агрегата.
Величина площади выступающего участка вспомогательной части камня зависит от состава и свойств огнеупорного материала, использованного для
изготовления камня и, как правило, составляет 2-50% от площади торца основной части, сочлененного с вспомогательной.
Такая величина выступающего участка, с одной стороны, обеспечивает надежное зацепление смежных огнеупоров, а, с другой - имеет форму удобную для транспортировки и монтажа футеровки.
Высота вспомогательной части изделия определяется исходя из максимально допустимой остаточной толщины футеровки и, как правило, составляет (1/3 - 1/50) часть от высоты основной части.
При величине отношения более 1/3 срок эксплуатации футеровки очень мал, так как именно размер основной части огнеупорного изделия определяет время эксплуатации кладки.
При уменьшении отношения менее 1/50 строительная прочность свода становиться неудовлетворительной, термонапряженное состояние основной части достигает предельного значения, а также исключается возможность использования заявляемых огнеупоров в сводах с подвесной системой крепления.
Для подвесной конструкции свода используется огнеупорный камень, у которого на боковой грани вспомогательной части (перпендикулярной грани, по которой происходит смещение) выполнена выемка с несквозным отверстием в центре. В выемку закладывается пластина с приваренным штырем, являющаяся элементом подвески. При этом штырь входит в отверстие в центре огнеупора.
Для удобства прессования при производстве камня, места сочленения основной и вспомогательной частей выполняются скругленной формы. Это также дополнительно снижает напряжение в камне.
На фиг.1 представлен заявляемый огнеупорный камень (общий вид), на фиг.2 - часть футеровки свода мартеновской печи, выполненной из заявляемого камня (в разрезе).
Заявляемый огнеупорный камень (фиг.1) состоит из сочлененных основной (1) и вспомогательной (2) частей, смещенных относительно друг друга с образованием выступающего участка вспомогательной части (3). На противоположенной грани камня при этом образуется выемка (4). На боковой грани вспомогательной части выполнена выемка (5) с несквозным отверстием (6) в центре.
При выполнении футеровки из заявляемых изделий (фиг.2) выступающий участок вспомогательной части (3) входит в выемку (4) смежного камня, образуя, в ряде случаев, зазор (7), который, при необходимости, может быть заполнен огнеупорным связывающим раствором.
Зазор (7) образуется в том случае, когда площадь торцевой поверхности вспомогательной части меньше, чем площадь примыкающей к ней торцевой поверхности основной части.
Проведенные опытно-промышленные испытания показали, что сроки эксплуатации футеровки, выполненной из заявляемых камней увеличиваются в 1,5-2 раза, резко повышается герметичность кладки, значительно уменьшается скалывание огнеупоров.
1. Огнеупорный камень, состоящий из сочлененных основной и вспомогательной частей, отличающийся тем, что вспомогательная часть смещена относительно основной с образованием выступающего участка, а отношение площади торцевой поверхности вспомогательной части и примыкающей к ней торцевой поверхности основной части составляет 1 : (1-1,1)
2Огнеупорный камень по п.1 отличающийся тем, что площадь выступающего участка вспомогательной части составляет 2-50% от площади торца основной части, сочлененного с вспомогательной.
3Огнеупорный камень по любому из п.п.1-2, отличающийся тем, что основная часть выполнена клиновидной формы, при этом с вспомогательной частью сочленяется ее расширенный торец.
4.Огнеупорный камень по любому из п.п.1-3, отличающийся тем, что отношение высоты вспомогательной части камня к высоте основной части составляет 1: (3-50).
5.Огнеупорный камень по любому из п.п.1-4, отличающийся тем, что на боковой грани вспомогательной части перпендикулярной грани, по которой происходит смещение, выполнена выемка с несквозным отверстием в центре.
6.Огнеупорный камень по любому из п.п.1-5, отличающийся тем, что места сочленения основной и вспомогательной частей имеют скругленную форму.
ФОРМУЛА