СИСТЕМА ХОЛОДИЛЬНОЙ ПЛИТЫ И СПОСОБ УСТАНОВКИ ХОЛОДИЛЬНЫХ ПЛИТ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ
SYSTEM OF REFRIGERATOR PLATE AND METHOD OF INSTALLING REFRIGERATOR PLATES IN METALLURGICAL FURNACE

Область техники
В общем, данное изобретение относится к системе холодильной плиты для металлургической печи. Также, данное изобретение относится к способу установки системы холодильной плиты в металлургической печи.
Уровень техники
Холодильные плиты для металлургической печи, также называемые холодильниками, из уровня техники известны. Они используются для облицовки внутренней стенки наружного корпуса металлургической печи, такой как, например, доменной печи или дуговой электропечи, для обеспечения: (1) теплоотводящего защитного экрана между внутренним пространством печи и наружным корпусом печи, и (2) фиксирующего средства для облицовки огнеупорным кирпичом, огнеупорного торкретирования или создания защитного гарнисажа внутри печи. Первоначально холодильные плиты являлись чугунными плитами с отлитыми в них охлаждающими трубами. В качестве альтернативы чугунным холодильникам были разработаны медные холодильники. В настоящее время большинство холодильных труб для металлургической печи изготавливаются из меди, медного сплава или, в последнее время, из стали.
Медная охладительная плита для доменной печи раскрыта, например, в немецком патенте DE 2907511 С2. Она содержит выполненный в виде панели корпус, имеющий горячую лицевую сторону (то есть сторону, обращенную к внутреннему пространству печи), которая подразделена параллельными канавками на пластинчатые ребра. Целью этих канавок и ребер, которые предпочтительно имеют сечение в виде ласточкиного хвоста (или раздвоенного хвоста) и расположены горизонтально, когда холодильная плита установлена на стенке печи, является фиксация облицовки огнеупорным кирпичом материала для огнеупорного торкретирования или создание защитного гарнисажа к горячей лицевой стороне холодильной плиты. Просверленные охлаждающие каналы простираются через выполненный в виде панели корпус рядом с задней стороной, то есть холодной стороной холодильной плиты, перпендикулярно горизонтальным канавкам и ребрам.
Такие холодильные плиты установлены во множестве колец вплотную к стенке печи, при этом задние стороны холодильных плит направлены к стенке печи. Вследствие того, что стенка печи в целом закруглена, а холодильные плиты в принципе являются плоскими, между стенками печи и холодильными плитами существует пространство. Это пространство обычно заполнено заполняющим бетоном. Между торцевыми сторонами соседних холодильных плит также присутствуют зазоры. Обычно, эти зазоры заполнены заполняющим бетоном.
Обычно, затем вплотную к лицевой стороны холодильной плиты для образования защитного слоя предусматривается облицовка огнеупорным кирпичом, материал для огнеупорного торкретирования или создание защитного гарнисажа. Этот защитный слой используется для защиты холодильной плиты от износа, вызываемого агрессивной средой внутри печи. В то же самое время, этот защитный слой также защищает заполняющий бетон в зазорах между холодильными плитами от износа. Однако на практике печь время от времени эксплуатируется без этого защитного слоя, что приводит, прежде всего, к эрозии заполняющего бетона в зазорах. Затем, эти зазоры способствуют особо неравномерной эрозии холодильных плит.
Техническая проблема
Целью данного изобретения является разработка системы холодильной плиты, в которой холодильные плиты защищены от неравномерной эрозии. Эта цель достигнута посредством системы холодильной плиты согласно п.1 формулы изобретения. Другой целью данного изобретения является разработка способа установки системы холодильной плиты в металлургической печи, при этом холодильные плиты защищены от неравномерной эрозии. Эта цель достигнута посредством способа согласно п.20 формулы изобретения.
Общее описание изобретения
Данное изобретение предлагает систему холодильной плиты, установленную на стенке металлургической печи, при этом система содержит первую холодильную плиту и соседнюю вторую холодильную плиту, при этом каждая холодильная плита имеет лицевую сторону, обращенную к внутреннему пространству печи, противоположную заднюю сторону, обращенную к стенке печи, и четыре торцевые стороны. В соответствие с одним аспектом данного изобретения, заполняющий зазор вкладыш расположен между двумя соседними холодильными плитами, при этом заполняющий зазор вкладыш содержит металлическую переднюю пластину с обращенной к внутреннему пространству печи передней стороной и фиксирующее средство для монтажа передней панели между двумя соседними холодильными плитами таким образом, что передняя пластина простирается между торцевыми сторонами обеих холодильных плит и что передняя сторона передней панели установлена заподлицо с лицевыми сторонами обеих холодильных плит.
С помощью заполняющего зазор вкладыша система холодильной плиты согласно изобретению предотвращает износ заполняющего бетона в зазорах между холодильными плитами. Переход от одной холодильной плиты к другой остается как можно более плавным даже когда, как это иногда бывает, печь эксплуатируется без защитного слоя (облицовка огнеупорным кирпичом, торкретирование или защитный гарнисаж), покрывающего холодильные плиты и зазоры между ними. Заполняющий зазор вкладыш в значительной степени предотвращает удаление заполняющего бетона вследствие агрессивных условий в печи. Следовательно, благодаря заполняющему зазор вкладышу можно избежать неравномерной эрозии холодильной плиты, продлевая тем самым срок службы холодильной плиты.
Передняя пластина заполняющего зазор вкладыша может быть изготовлена из стали, предпочтительно из высокоизносостойкой стали. Примерами такой высоко износостойкой стали являются Creusabro или Hardox.
Согласно первому предпочтительному варианту осуществления фиксирующее средство содержит две боковые опоры, при этом каждая боковая опора соединена с одной гранью передней пластины, которая прилегает к одной торцевой стороне одной холодильной плиты, и боковые опоры расположены вдоль соответствующей торцевой стороны холодильных плит. Боковые опоры могут содержать удлинение такой формы, чтобы прилегать к задним сторонам холодильных плит.
Предпочтительно, передняя пластина заполняющего зазор вкладыша и боковые опоры образованы цельно из листового металла для того, чтобы легко соответствовать точной форме зазора между холодильными плитами. Альтернативно, боковые опоры могут быть приварены к передней пластине заполняющего зазор вкладыша.
Обычно стенка печи закруглена и холодильные плиты являются плоскими, поэтому зазор между двумя соседними холодильными плитами может быть выполнен в форме клина. Предпочтительно, боковые опоры заполняющего зазор вкладыша расположены под углом для того, чтобы легко (удобно) входить в выполненный в форме клина зазор.
Согласно второму предпочтительному варианту фиксирующее средство содержит по меньшей мере одно соединительное плечо, соединенное с передней пластиной и с задней пластиной, при этом задняя пластина прилегает к задними сторонам холодильных плит.
Предпочтительно, передняя пластина и задняя пластина заполняющего зазор вкладыша изготовлены из листового металла, и соединительное плечо приварено как к передней, так и к задней пластинам.
Для поддержания заполняющего зазор вкладыша в правильном положении, заполняющий зазор вкладыш может быть соединен с холодильными плитами посредством соответствия формы или с помощью болтов или винтов. Такие болты или винты могут, например, проходить через отверстие в боковой опоре для того, чтобы соединять последнюю с боковой стороной холодильной плиты, или болты или винты могут проходить через отверстие в удлинении боковой опоры или задней плиты для того, чтобы соединять последнюю с задней стороной холодильной плиты. Другой способ поддержания заполняющего зазор вкладыша в правильном положении мог бы заключаться в заполнении пространства между холодильными плитами и стенкой печи заполняющим материалом, обычно заполняющим бетоном.
Согласно одному аспекту изобретения заполняющий зазор вкладыш расположен между вертикальными гранями соседних холодильных плит. Однако заполняющий зазор вкладыш также может располагаться между горизонтальными гранями соседних холодильных плит. Обычно холодильные плиты расположены в шахматном порядке, в котором вертикальный зазор между двумя соседними плитами верхнего ряда расположен соосно центральному участку холодильной плиты нижнего ряда. Тогда, расположенный между горизонтальными гранями холодильных плит заполняющий зазор вкладыш простирается, предпочтительно, между двумя гранями холодильной плиты нижнего ряда.
Предпочтительно, передняя пластина заполняющего зазор вкладыша простирается по всей длине зазора между двумя соседними плитами. При некоторых обстоятельствах может быть предпочтительно предусмотреть более короткие заполняющие зазор вкладыши, при этом множество таких более коротких заполняющих зазор вкладышей можно затем использовать для закрытия всей длины или только части длины зазора между холодильными плитами.
Предпочтительно, холодильная плита изготовлена по меньшей мере из одного из следующих материалов: меди, медного сплава или стали.
Также данное изобретение предлагает способ установки холодильных плит к стенке металлургической печи. Такой способ включает в себя подготовку первой холодильной плиты и соседней второй холодильной плиты, при этом каждая холодильная плита имеет лицевую сторону, направленную к внутреннему пространству печи, противоположную заднюю сторону, направленную к стенке печи, и четыре торцевые стороны. В соответствие с одним аспектом данного изобретения, способ содержит также подготовку заполняющего зазор вкладыша, содержащего металлическую переднюю пластину с обращенной к внутреннему пространству печи передней стороной и фиксирующим средством, и установку заполняющего зазор вкладыша между двумя соседними холодильными плитами таким образом, что передняя пластина простирается между торцевыми сторонами обеих холодильных плит, и что передняя сторона передней пластины установлена заподлицо с лицевыми сторонами обеих холодильных плит.
Используемый в данном способе заполняющий зазор вкладыш является, предпочтительно, заполняющим зазор вкладышем, как описано здесь выше.
Краткое описание чертежей
Теперь будут описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения с помощью примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 схематический вид в поперечном разрезе через участок стенки печи, на котором показана система холодильной плиты согласно первому варианту осуществления изобретения, и
Фиг.2 схематический вид в поперечном разрезе через участок стенки печи, на котором показана система холодильной плиты согласно второму варианту осуществления изобретения.
Описание предпочтительных вариантов осуществления
Холодильные плиты используются для облицовки внутренней стенки наружного корпуса металлургической печи, такой как, например, доменной печи или дуговой электропечи. Предназначением таких холодильных плит является образование: (1) теплоотводящего защитного экрана между внутренним пространством печи и наружным корпусом печи, и (2) фиксирующего средства для облицовки огнеупорным кирпичом, огнеупорного торкретирования или создания защитного гарнисажа внутри печи.
Как понятно из вышесказанного, на фигурах показан участок такой внутренней стенки 10 в поперечном разрезе. Напротив внутренней стенки 10 установлена система холодильной плиты, содержащая множество холодильных плит 12, 12'. На фигурах частично показаны первая холодильная плита 12 и вторая холодильная плита 12'. Каждая холодильная плита 12, 12' имеет выполненный в виде панели корпус, который выполнен, например, из литого или кованого корпуса из меди, медного сплава или стали. Выполненный в виде панели корпус имеет лицевую сторону 14, 14', именуемую также горячей стороной, которая обращена к внутреннему пространству печи, и заднюю сторону 16, 16', именуемую также холодной стороной, которая будет обращена к внутренней поверхности внутренней стенки 10. Выполненный в виде панели корпус обычно имеет форму четырехугольника с парой длинных торцевых сторон, которые обычно расположены вертикально, и парой коротких торцевых сторон, которые обычно расположены горизонтально. На фигурах можно видеть только одну из длинных торцевых сторон 18, 18'. Большинство современных холодильных плит имеют ширину в диапазоне от 600 до 1300 мм и высоту в диапазоне от 1000 до 4200 мм. Однако следует понимать, что высота и ширина холодильной плиты, среди всего прочего, может быть подогнана к структурным условиям металлургической печи и к проистекающим из производственного процесса ограничениям.
Также холодильные плиты 12, 12' содержат соединительные трубы (не показаны) на задней стороне 16, 16' для циркуляции охлаждающей жидкости, обычно воды, через расположенные в холодильных плитах 12, 12' охлаждающие каналы (не показаны). Охлаждающие плиты 12, 12' обычно установлены к внутренней стенке 10 с помощью скоб (не показаны).
Следует отметить, что лицевая сторона 14, 14' обычно подразделена с помощью канавок (не показаны) на пластинчатые ребра (не показаны). Канавки и пластинчатые ребра образуют фиксирующее средство для фиксации облицовки огнеупорным кирпичом, огнеупорного торкретирования или защитного гарнисажа к лицевой стороне 14.
Согласно данному изобретению, в зазоре 22 между первой и второй холодильными плитами 12, 12' предусмотрен заполняющий зазор вкладыш 20.
Заполняющий зазор вкладыш 20 согласно первому варианту осуществления показан на фиг.1. Этот заполняющий зазор вкладыш 20 содержит металлическую переднюю пластину 24 с обращенной к внутреннему пространству печи передней стороной 26. Такая передняя пластина 24 предпочтительно изготовлена из высокоизносостойкой стали, такой как Creusabro или Hardox. Передняя пластина 24 расположена так, что она простирается между длинными торцевыми сторонами 18, 18' обеих холодильных плит 12, 12' и так, что передняя сторона 26 передней пластины 24 установлена заподлицо с лицевыми сторонами 14, 14' обеих холодильных плит 12, 12'. За счет такой передней пластины 24 герметизируется зазор 22 между холодильными плитами 12, 12'. Любой расположенный в этом зазоре 22 заполняющий бетон защищен от износа посредством передней пластины 24. Даже когда печь эксплуатируется без защитного слоя (облицовка огнеупорным кирпичом, торкретирование или защитный гарнисаж), то есть, когда холодильные плиты 12, 12' непосредственно подвергаются воздействию агрессивных условий внутри печи, переход от одной холодильной плиты 12 к другой 12' остается как можно более плавным. Передняя пластина 24 предотвращает удаление заполняющего бетона и поэтому неравномерная эрозия может быть предотвращена.
Для того чтобы удержать переднюю пластину 24 в ее желаемом положении, заполняющий зазор вкладыш 20 содержит также фиксирующее средство, которое в случае первого варианта осуществления состоит из двух боковых опор 28, 28'. Каждая боковая опора 28, 28' соединена с одной гранью передней пластины 24 и простирается вдоль длинной торцевой стороны 18, 18' к задней стороне 16, 16' холодильной плиты 12, 12', где образовано удлинение 30, 30' боковой опоры 28, 28' так, чтобы прилегать вплотную к задней стороны 16, 16'.
Передняя пластина 24 заполняющего зазор вкладыша 20 и боковые опоры 28, 28' с их удлинениями 30, 30' образованы цельно из листового металла с тем, чтобы легко соответствовать точной форме зазора 22 между холодильными плитами 12, 12'.
Так как стенка 10 печи обычно закруглена, а холодильные плиты обычно являются плоскими, зазор между двумя соседними холодильными плитами зачастую имеет форму клина. Боковые опоры 28, 28' заполняющего зазор вкладыша 20 расположены под углом с тем, чтобы удобно входить в зазор 22 в форме клина, как показано на фиг.1.
Для того чтобы обеспечить, что заполняющий зазор вкладыш 20 остается в правильном положении, заполняющий зазор вкладыш 20 может быть соединен с холодильными плитами 12, 12' за счет соответствия формы или с помощью болтов или винтов (не показаны). Другим способом удержания заполняющего зазор вкладыша 20 в правильном положении является заполнение пространства 31 между холодильными плитами 12, 12' и стенкой 10 печи заполняющим бетоном. Заполняющий бетон затем заливается также и в зазор 32 между холодильными плитами 12, 12'. Благодаря плотности заполняющего бетона предотвращается перемещение заполняющего зазор вкладыша 20 в направлении от стенки 10 печи, и заполняющий зазор вкладыш 20 надежно расположен в его желаемом положении.
Заполняющий зазор вкладыш 20 согласно второму варианту осуществления показан на фиг.2. Этот заполняющий зазор вкладыш 20 содержит металлическую переднюю пластину 24, такую, как показано на фиг.1. Согласно данному изобретению фиксирующее средство состоит из соединительного плеча 32, которое одним концом соединено с задней стороной передней пластины 24. Соединительное плечо 32 простирается через зазор 22 к задней стороне холодильных плит 12, 12', где оно соединено с задней пластиной 34. Задняя пластина 34 простирается так, чтобы прилегать к задним сторонам 16, 16' холодильных плит 12, 12', предотвращая тем самым любое перемещение заполняющего зазор вкладыша 20 в направлении от стенки 10 печи. Передняя и задняя пластины 24, 34 изготовлены из листового материала и соединительное плечо 32 приварено между ними.
Список ссылочных обозначений:
10
Внутренняя стенка
12, 12'
Холодильная плита
14, 14'
Лицевая сторона
16, 16'
Задняя сторона
18, 18'
Длинная торцевая сторона
20
Заполняющий зазор вкладыш
22
Зазор
24
Передняя пластина
26
Передняя сторона
28, 28'
Боковая опора
30,30'
Удлинение
31
Пространство
32
Соединительное плечо
34
Задняя пластина