Вертикальный охлаждающий элемент

Область техники
Полезная модель относится к металлургической печи, имеющей стенку, ограничивающую вертикальную секцию пространства металлургической печи, и к вертикальному элементу охлаждения для применения в конструкции стенки.
В WO 2006/040393 описана металлургическая печь, включающая стенку, содержащую внешнюю стальную конструкцию, охлаждающие элементы и блок огнеупорной облицовки внутри стальной конструкции. Металлургические печи, включающие стенку такой конструкции, обладают некоторыми недостатками. Во-первых, сборку стенки металлургической печи осуществляют так, что сначала устанавливают кожух, а охлаждающие элементы и огнеупорные блоки устанавливают из пространства металлургической печи. Это требует затрат времени поскольку материал и специалистов по монтажу необходимо размещать в пространстве печи. Во-вторых, для входа внутрь пространства печи для облуживания необходимо вырезать отверстие, проходящее сквозь внешнюю стальную конструкцию и охлаждающие элементы, и необходимо удалить огнеупорные кирпичи. Это также означает, что необходимо закрывать отверстие во внешней стальной конструкции пластиной после завершения обслуживания. В-третьих, целостность конструкции печи сильно зависит от того, сколько внешняя стальная конструкция может выдержать до разрушения. Допустимое расширение внешней стальной конструкции в основном представляет собой количество деформации, которое можно допустить до пластической деформации и разрушения.
Целью полезной модели является обеспечение стенки, ограничивающей вертикальную секцию пространства металлургической печи, и вертикального охлаждающего элемента для применения в конструкции стенки, который позволяет обеспечить устранение вышеуказанных недостатков.
Краткое описание полезной модели
Вертикальный охлаждающий элемент для применения в металлургической печи заявлен в п. 1.
Предпочтительные воплощения конструкции определены в п. 2-6.
Полезная модель обеспечивает несколько преимуществ. Сборку металлургической печи осуществляют быстрее, поскольку вертикальные охлаждающие элементы конструкции стенки могут быть установлены снаружи и соединены с помощью вертикальных фланцев вертикальных охлаждающих элементов снаружи печи. Это позволяет производить операции внутри пространства металлургической печи без дальнейших помех. Отверстие для технического обслуживания легко можно образовать путем разъема внешних средств крепления, соединяющих вертикальные охлаждающие элементы, и последующего удаления по меньше мере одного вертикального охлаждающего элемента. Соответственно, повторную сборку можно легко осуществить, выполняя указанные операции в обратном порядке. При возможности закладывать допуск на расширение слоя вертикальных охлаждающих элементов, может быть предусмотрен подходящий допуск на расширение слоя охлаждающих вертикальных элементов. Данный допуск можно легко изменить до или в ходе работы, в отличие от конструкции, представленной в WO 2006/040394.
Краткое описание чертежей Далее полезная модель описана более подробно со ссылками на чертежи, где:
на Фиг. 1 представлена металлургическая печь, представляющая собой электрическую печь,
на Фиг. 2 представлена конструкция стенки металлургической печи, показанной на Фиг. 1,
на Фиг. 3 представлен слой вертикальных охлаждающих элементов стенки металлургической печи, показанной на Фиг. 1,
на Фиг. 4 представлен вертикальный охлаждающий элемент в соответствии с первым воплощением,
на Фиг. 5 представлен другой вид вертикального охлаждающего элемента, показанного на Фиг. 4.
на Фиг. 6 представлен вертикальный охлаждающий элемент в соответствии со вторым воплощением и
на Фиг. 7 представлен другой вид вертикального охлаждающего элемента, показанного на Фиг. 6.
Подробное описание полезной модели
Далее более подробно описана металлургическая печь, такая как электрическая печь, печь для плавки во взвешенном состоянии, печь с продувкой кислородом методом погружения сверху или печь для плавки в жидкой ванне, содержащая стенку 1, ограничивающую вертикальную секцию 2 пространства металлургической печи 3 и некоторые воплощения и варианты металлургической печи.
Стенка 1 включает вертикальную огнеупорную кирпичную облицовку 4, ограничивающую вертикальную секцию 2 пространства металлургической печи 3.
Стенка 1 включает первый слой 5а вертикальных охлаждающих элементов 6, по меньшей мере частично окружающих вертикальную огнеупорную кирпичную облицовку 4.
Вертикальные охлаждающие элементы 6 могут быть снабжены средствами крепления кирпичей (не показаны на чертежах) для удерживания огнеупорных кирпичей относительно вертикальных охлаждающих элементов 6.
Вертикальные охлаждающие элементы 6 первого слоя 5а снабжены вертикальными фланцами 7.
Вертикальные фланцы 7 соседних вертикальных охлаждающих элементов 6 первого слоя 5а соединены с образованием первой несущей конструкции 8а, которая окружает вертикальную огнеупорную кирпичную облицовку 4 и удерживает вертикальные охлаждающие элементы 6 первого слоя 5а относительно вертикальной секции 2 пространства металлургической печи 3.
Вертикальные фланцы 7 могут включать отверстия 13 для внешних средств крепления для разъемного соединения вертикальных охлаждающих элементов 6 первого слоя 5а. Внешние средства крепления могут представлять собой болты и гайки, и дополнительно во внешних средствах крепления могут быть использованы тарельчатые пружины или дисковые пружины, допускающие тепловое расширение первого слоя 5а вертикальных охлаждающих элементов посредством обеспечения возможности перемещения вертикальных охлаждающих элементов 6 первого слоя 5а относительно друг друга. Альтернативно, вертикальные фланцы 7 соседних вертикальных охлаждающих элементов 6, например, могут быть соединены посредством скрепления вертикальных фланцев 7 соседних вертикальных охлаждающих элементов 6 с использованием зажимных приспособлений (не показаны на чертежах), которые не проникают внутрь вертикальных фланцев 7.
Вертикальные фланцы 7 могут быть выполнены из металлических пластин, таких как стальные металлические пластин.
Первый слой 5а вертикальных охлаждающих элементов может включать вертикальные охлаждающие элементы 6, каждый из которых содержит верхний край 9, нижний край 10, параллельный верхнему краю 9, первый боковой край 11 между верхним краем 9 и нижним краем 10 и второй боковой край 12 между верхним краем 9 и нижним краем 10, который может быть параллельным первому боковому краю 11. В таком случае, каждый охлаждающий элемент 6 из указанных вертикальных охлаждающих элементов 6 в первом слое 5а может включать вертикальный фланец 7 на первом боковом крае 11 и вертикальный фланец 7 на втором боковом крае 12, и указанные вертикальные охлаждающие элементы 6 могут быть расположены в первом слое 5а бок о бок относительно друг друга, так что указанные охлаждающие элементы 6 по меньшей мере частично окружают вертикальную огнеупорную кирпичную облицовку 4 и вертикальные фланцы 7 соседних вертикальных охлаждающих элементов 6 расположены параллельно и находятся в контакте друг с другом.
Вертикальные фланцы 7 могут проходить в поперечном направлении относительно поверхности 18 вертикального охлаждающего элемента.
Вертикальные фланцы 7 могут быть выполнены из металлических пластин, таких как пластины из сплава на основе железа, например, из стали или нержавеющей стали.
Вертикальные фланцы 7 соседних вертикальных охлаждающих элементов 6 первого слоя 5а могут быть соединены не внахлестку.
Первый слой 5а вертикальных охлаждающих элементов может включать вертикальные охлаждающие элементы 6, каждый из которых содержит верхний край 9, нижний край 10, параллельный верхнему краю 9, первый боковой край 11 между верхним краем 9 и нижним краем 10 и второй боковой край 12 между верхним краем 9 и нижним краем 10, который может быть параллельным первому боковому краю 11, причем каждый вертикальный охлаждающий элемент 6 из указанных вертикальных охлаждающих элементов 6 в первом слое 5а включает горизонтальный фланец 14 на верхнем краю 9 и горизонтальный фланец 14 на нижнем краю 10.
В металлургической печи вертикальные охлаждающие элементы 6 первого слоя 5а могут быть снабжены горизонтальными фланцами 14, так что горизонтальный фланец 14 каждого вертикального охлаждающего элемента 6 первого слоя 5а соединен с первой конструкцией металлургической печи 3, которая расположена по меньшей мере частично над первым слоем 5а вертикальных охлаждающих элементов, и горизонтальный фланец 14 каждого вертикального охлаждающего элемента 6 первого слоя 5а соединен со второй конструкцией металлургической печи 3, которая расположена по меньшей мере частично под первым слоем 5а вертикальных охлаждающих элементов.
Первая конструкция, как показано на Фиг. 1, может представлять собой верхнюю конструкцию 21 металлургической печи. Первая конструкция может представлять собой второй слой 5b вертикальных охлаждающих элементов, который сформирован из вертикальных охлаждающих элементов 6, по меньшей мере частично окружающих вертикальную огнеупорную кирпичную облицовку 4, причем вертикальные охлаждающие элементы второго слоя 5b снабжены вертикальными фланцами 7. В таком случае, вертикальные фланцы 7 соседних охлаждающих элементов 6 второго слоя 5b соединены с образованием второй несущей конструкции 8b, которая окружает вертикальную огнеупорную кирпичную облицовку 4 и удерживает вертикальные охлаждающие элементы 6 второго слоя 5b относительно вертикальной секции 2 пространства металлургической печи, и при этом вертикальные охлаждающие элементы 6 второго слоя 5b снабжены горизонтальными фланцами 14, и горизонтальные фланцы 14 вертикальных охлаждающих элементов 6 первого слоя 5а соединены с горизонтальными фланцами 14 вертикальных охлаждающих элементов 6 второго слоя 5b, соединяя первый слой 5а вертикальных охлаждающих элементов и второй слой 5b вертикальных охлаждающих элементов.
Вторая конструкция может представлять собой нижнюю конструкцию 20 металлургической печи.
Вертикальные фланцы 7 и горизонтальные фланцы 14 могут образовывать металлическую раму, проходящую от задней поверхности 19 вертикального охлаждающего элемента 6.
Горизонтальные фланцы 14 могут проходить в поперечном направлении относительно поверхности 18 нагрева вертикального охлаждающего элемента 6.
Горизонтальные фланцы 14 могут быть выполнены из металлических пластин, таких как пластины из сплава на основе железа, например, стали или нержавеющей стали.
Горизонтальные фланцы 14 соседних вертикальных охлаждающих элементов 6 второго слоя 5b могут быть соединены не внахлестку.
Вторая конструкция, как показано на Фиг. 1, может представлять собой второй слой 5b вертикальных охлаждающих элементов, который сформирован из вертикальных охлаждающих элементов 6, по меньшей мере частично окружающих вертикальную огнеупорную кирпичную облицовку 4, при этом вертикальные охлаждающие элементы 6 второго слоя 5b снабжены вертикальными фланцами 7. В таком случае, вертикальные фланцы 7 соседних охлаждающих элементов 6 второго слоя 5b соединены с образованием второй несущей конструкции 8b, которая окружает вертикальную огнеупорную кирпичную облицовку 4 и удерживает вертикальные охлаждающие элементы 6 второго слоя 5b относительно вертикальной секции 2 пространства металлургической печи, и при этом вертикальные охлаждающие элементы 6 второго слоя 5b снабжены горизонтальными фланцами 14, и горизонтальные фланцы 14 вертикальных охлаждающих элементов 6 первого слоя 5а соединены с горизонтальными фланцами 14 вертикальных охлаждающих элементов второго слоя 5b, соединяя первый слой 5а вертикальных охлаждающих элементов и второй слой 5b вертикальных охлаждающих элементов.
Если металлургическая печь снабжена вторым слоем 5b вертикальных охлаждающих элементов, включающим вертикальные фланцы 7, вертикальные фланцы могут содержать отверстия 13 для внешних средств крепления для разъемного соединения вертикальных охлаждающих элементов 6 второго слоя 5b. Внешние средства крепления могут представлять собой болты и гайки, и дополнительно во внешних средствах крепления могут быть использованы тарельчатые пружины или дисковые пружины, допускающие тепловое расширение второго слоя 5b вертикальных охлаждающих элементов, посредством обеспечения возможности перемещения вертикальных охлаждающих элементов 6 второго слоя 5b относительно друг друга. Альтернативно, вертикальные фланцы 7 соседних вертикальных охлаждающих элементов 6, например, могут быть соединены посредством скрепления вертикальных фланцев 7 соседних вертикальных охлаждающих элементов 6 посредством зажимных приспособлений (не показаны на чертежах), которые не проникают внутрь вертикальных фланцев 7.
Возможные горизонтальные фланцы 14 в металлургической печи могут содержать отверстия 13 для внешних средств крепления для разъемного соединения вертикальных охлаждающих элементов 6 первого слоя 5а с первой конструкцией металлургической печи и со второй конструкцией металлургической печи.
Возможные горизонтальные фланцы 14 в металлургической печи могут быть выполнены из металлических пластин, таких как стальные металлические пластины.
Возможный второй слой 5b вертикальных охлаждающих элементов может включать вертикальные охлаждающие элементы 6, каждый из которых содержит верхний край 9, нижний край 10, параллельный верхнему краю 9, первый боковой край 11 между верхним краем 9 и нижним краем 10 и второй боковой край 12 между верхним краем 9 и нижним краем 10, который может быть параллельным первому боковому краю 11. В таком случае, каждый вертикальный охлаждающий элемент 6 из указанных вертикальных охлаждающих элементов 6 во втором слое 5b может включать вертикальный фланец 7 на первом боковом крае 11 и вертикальный фланец 7 на втором боковом крае 12, и указанные вертикальные охлаждающие элементы 6 могут быть расположены во втором слое 5b бок о бок относительно друг друга, так что указанные вертикальные охлаждающие элементы 6 по меньшей мере частично окружают вертикальную огнеупорную кирпичную облицовку 4, и вертикальные фланцы 7 соседних вертикальных охлаждающих элементов 6 расположены параллельно и находятся в контакте друг с другом.
Опорные горизонтальные фланцы 17 могут быть обеспечены между вертикальными фланцами 7. Горизонтальный фланец 14 каждого вертикального охлаждающего элемента 6 первого слоя 5а может быть соединен с горизонтальным фланцем 14 вертикального охлаждающего элемента 6 возможного второго слоя 5b не внахлестку, соединяя первый слой 5а вертикальных охлаждающих элементов и второй слой 5b вертикальных охлаждающих элементов.
Вертикальные охлаждающие элементы 6 предпочтительно, но не обязательно выполнены из материала, содержащего медь, и вертикальные охлаждающие элементы 6 предпочтительно, но не обязательно содержат каналы 15 для циркуляции охлаждающей жидкости в вертикальных охлаждающих элементах 6.
Далее более подробно описан вертикальный охлаждающий элемент для применения в металлургической печи и некоторые его воплощения и варианты.
Вертикальный охлаждающий элемент 6 выполнен из материала, содержащего медь.
Вертикальный охлаждающий элемент 6 содержит верхний край 9, нижний край 10, параллельный верхнему краю 9, первый боковой край 11 между верхним краем 9 и нижним краем 10 и второй боковой край 12 между верхним краем 9 и нижним краем 10, который может быть параллельным первому боковому краю 11. Вертикальный охлаждающий элемент 6, помимо этого, включает поверхность 18 нагрева, обращенную в пространство печи металлургической печи 3 и покрытую огнеупорной облицовкой, и заднюю поверхность 19.
Вертикальный охлаждающий элемент 6 содержит каналы 15 для циркуляции охлаждающей жидкости в вертикальном охлаждающем элементе 6.
Вертикальный фланец 7 обеспечен на первом боковом крае 11 вертикального охлаждающего элемента 6, и вертикальный фланец 7 обеспечен на втором боковом крае 12 вертикального охлаждающего элемента 6.
Вертикальные фланцы 7 могут включать отверстия 13 для внешних средств крепления.
Вертикальные фланцы 7 могут быть выполнены из металлических пластин, таких как металлические пластин из нержавеющей стали.
Верхний край 9 может быть снабжен горизонтальным фланцем 14, и нижний край 10 может быть снабжен горизонтальным фланцем 14. Горизонтальный фланец 14 может включать отверстия 13 для внешних средств крепления.
Поверхность 18 нагрева вертикального охлаждающего элемента 6 может быть снабжена средствами крепления кирпичей (не показаны на чертежах) для удерживания огнеупорных кирпичей относительно вертикального охлаждающего элемента 6.
Вертикальные фланцы 7 могут проходить в поперечном направлении относительно поверхности 18 нагрева вертикального охлаждающего элемента 6.
Вертикальные фланцы 7 могут быть изготовлены из металлических пластин, таких как пластины из сплава на основе железа, например, из стали или нержавеющей стали.
Вертикальные фланцы 7 и горизонтальные фланцы 14 могут образовывать металлическую раму, проходящую от задней поверхности 19 вертикального охлаждающего элемента 6. Горизонтальные фланцы 14 могут проходить в поперечном направлении относительно поверхности 18 нагрева вертикального охлаждающего элемента.
Горизонтальные фланцы 14 могут быть получены из металлических пластин, таких как пластины из сплава на основе железа, например, из стали или нержавеющей стали.
Специалисту в данной области техники, очевидно, что по мере развития технологии, основная идея полезной модели может быть реализована различными путями. Таким образом, настоящая полезная модель и ее воплощения не ограничены приведенными выше примерами, а могут варьироваться в пределах объема формулы полезной модели.