ОГНЕУПОРНОЕ БЛОЧНОЕ ИЗДЕЛИЕ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО КЕРНА

Полезная модель относится к огнеупорной промышленности, в частности к огнеупорным изделиям, используемым в конструкциях газораспределительных кернов шахтных печей.
Из уровня техники известно огнеупорное изделие, представляющее собой прямоугольный параллелепипед, на поверхности одной из его вертикальных стенок, вдоль всей центральной оси выполнен канал в форме желоба (полукруга) (RU 70974, F27D 1/00, 2008).
Известное решение не может использоваться в конструкции газораспределительного керна шахтной печи из-за конструктивных особенностей газораспределительных (жаровых) каналов.
Традиционно газораспределительный керн, содержащий жаровые каналы с отверстиями для выхода газов, выполняется из обычных штучных огнеупорных кирпичей (или блоков) с использованием специальной связки СВС-мертеля (RU 123507, RU 132172 F27B 1/00, 2012, 2013).
Эксплуатация газораспределительного керна происходит в крайне сложных условиях, при разрушающем воздействии агрессивных газовых потоков и обжигаемого материала (например, известняка), несмотря на то что, используется дорогостоящее керамическое связующее для увеличения прочности кладки огнеупорными изделиями (блоками), известное техническое решение не обеспечивает необходимую строительную прочность конструкции жаровых каналов газораспределительного керна. При этом, в известных решениях отсутствует описание конструктивных особенностей огнеупорных изделий или блоков, а выполнение указанного газораспределительного керна обычными штучными изделиями (блоками) нетехнологично. В процессе работы печи, за счет расширения огнеупорного материала при нагреве, происходит его естественное смещение в сторону меньших физических и химических нагрузок, в результате этого возможно скалывание огнеупорных изделий в зоне жаровых каналов. При контакте обжигаемого материала (например, извести) с огнеупорными изделиями, на последних образуются спеки (свары), при устранении которых выпадают участки огнеупорных изделий, закрывая пространство жаровых каналов. Это приводит к потере части тепла в зоне обжига печи. Следует также отметить сложность выполнения футеровки штучными изделиями (обычными блоками), поскольку существует необходимость спиливания и подгонки изделий для выкладывания жаровых каналов.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в увеличении строительной прочности конструкции жаровых каналов газораспределительного керна шахтной печи, а также в снижении затрат времени на футеровку при монтаже и ремонте газораспределительного керна шахтной печи.
Технический результат достигается тем, что предлагается огнеупорное блочное изделие газораспределительного керна, выполненное в форме прямого параллелепипеда, у которого две смежные стенки - передняя и верхняя - имеют общий канал вдоль оси симметрии, согласно полезной модели, на передней и верхней стенке канал имеет прямоугольную форму, ширина которого составляет 1/3-1/2 ширины изделия, при этом, канал расположен под углом 60-65° к нижней стенке изделия, а наклонная плоскость канала находится на расстоянии от кромок передней и верхней стенок и образует на них полки, ширина каждой из которых составляет не менее 50 мм.
Предлагаемое огнеупорное блочное изделие используется для выполнения газораспределительного керна шахтной печи. Геометрия заявляемого огнеупорного блочного изделия обусловлена условиями эксплуатации газораспределительного керна шахтной печи. В процессе эксплуатации огнеупорное блочное изделие подвергается разрушающему воздействию поступающего газового потока, который может содержать пыль обжигаемого материала.
Канал, расположенный вдоль оси симметрии блочного изделия, являющийся общим для двух смежных передней и верхней стенок, служит для образования поперечного жарового канала газораспределительного керна.
Значения диапазона ширины канала, расположенного вдоль оси симметрии огнеупорного блочного изделия являются оптимальными. Ширина А указанного канала менее 1/3 ширины В огнеупорного блочного изделия приведет к зауженному пространству поперечного жарового канала для распределения газов в печном пространстве, что отрицательно скажется на температурном режиме печи. При ширине А канала более 1/2 ширины В огнеупорного блочного изделия уменьшится конструктивная прочность самого изделия, что приведет к снижению строительной прочности конструкции жаровых каналов газораспределительного керна.
Канал, расположенный вдоль оси симметрии огнеупорного блочного изделия, находится под углом α к нижней стенке изделия и составляет 60-65°. Выбор данного угла обусловлен следующими параметрами: оптимальные размеры канала для контакта горячих газов на выходе с обжигаемым материалом, незначительное сопротивление движению материалов, предотвращение пересыпанию материала в центральный канал.
Наклонная плоскость канала, расположенного вдоль оси симметрии огнеупорного блочного изделия, находится на расстоянии от кромок передней и верхней стенок и образует на них полки, ширина каждой из которых составляет не менее 50 мм. Уменьшение ширины полок приведет к разрушению жаровых каналов газораспределительного керна и скоплению обжигаемого материала внутри канала.
Полезная модель поясняется чертежами. На фиг.1 приведено заявляемое огнеупорное блочное изделие (общий вид), на фиг.2 - поперечный разрез изделия. На фиг.3 показан пример конкретного применения заявляемого изделия.
Огнеупорное блочное изделие газораспределительного керна представляет собой параллелепипед, на оси симметрии которого имеется канал 4, проходящий по двум смежным между собой стенкам - передней 2 и верхней 3. В поперечном разрезе (фиг.2) этот канал 4 расположен под углом α=60-65° и наклонная плоскость канала находится на расстоянии от кромок передней и верхней стенок и образует на них полки h, ширина каждой из которых составляет не менее 50 мм. На фиг.1 обозначены: ширина А канала, ширина В огнеупорного блочного изделия, ширина h полки.
2
3
Огнеупорное блочное изделие газораспределительного керна изготавливается из огнеупорного бетона, например, периклазошпинельного состава (75-85% MgO), (5-15% AlO). Важно, чтобы материал, используемый для изготовления указанных изделий, был устойчив к воздействию высоких температур, имел достаточную прочность, обладал высокой термостойкостью.
На фиг.3 показан пример конкретного применения заявляемого изделия. Огнеупорные блочные изделия устанавливаются в конструкцию, называемую газораспределительным керном крестообразной формы шахтной печи (на фиг.3 показан не полностью, а только участок газораспределительного керна). Газораспределительный керн предназначен для распределения нагретого до 1200-1500°C газа в печном пространстве. Заявляемое огнеупорное блочное изделие 1 устанавливается в нижнем ряду, образуя совместно с другим блочным изделием 5 конструкцию с общими жаровыми каналами 4. При эксплуатации огнеупорного блочного изделия, выполненного в соответствии с предлагаемой полезной моделью, газовый поток, беспрепятственно поступает по жаровым каналам газораспределительного керна во внутренние зоны шахтной печи.
Разработанная конструкция огнеупорных блочных изделий учитывает возможные термические напряжения, связанные с перепадами температур и другие возможные нагрузки, связанные с крайне сложными условиями эксплуатации огнеупорных блочных изделий газораспределительного керна, увеличивая строительную прочность жаровых каналов керна. Кроме того, при использовании огнеупорных блочных изделий предлагаемой конструкции требуется значительно меньше времени на футеровку при монтаже и ремонте газораспределительного керна шахтной печи, сокращается время дополнительных простоев.
Таким образом, технический результат, заявленный в полезной модели, достигается за счет выполнения огнеупорных блочных изделий предлагаемой конструкции, увеличивается строительная прочность конструкции каналов газораспределительного керна шахтной печи, снижаются затраты времени на выполнение футеровки, сокращение сроков локальных ремонтов, связанных с заменой блоков.