КЕССОН МЕДНЫЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ
METALLURGICAL FURNACE COPPER WATER JACKET

Изобретение относится к охлаждающим элементам металлургических печей цветной и черной металлургии, в частности к конструкции каналов охлаждения и обеспечению надежности их уплотнения.
Известна конструкция кессона из меди или его сплава, содержащая охлаждаемую плиту с каналами охлаждения в виде сверленых отверстий, технологические отверстия, закрывающиеся пробками с резьбой с последующей обваркой пробок (Сборочный черт. № ТВ 2959.00.00.00.СБ «Кессон вертикальный отстойника 2, ООО «Институт Гипроникель» Норильский филиал «Институт Норильскпроект» ПКЦ).
Однако резьбовое соединение, как правило, без дополнительных уплотняющих материалов, не может обеспечить надежную (стабильную) гидравлическую плотность, а сварка, в зависимости от качества и условий выполнения также не может гарантировать гидравлическую плотность, особенно при относительно высоких давлениях. Это зачастую является причиной брака, выявляемого при испытаниях перед монтажом оборудования после транспортировки при температуре со значительными перепадами температур.
Задача изобретения - повышение надежности и увеличение ресурса работы кессонов, как ответственных элементов печей.
Согласно изобретению поставленная задача решена за счет того, что в медном кессоне отверстия в местах установки пробок и сами пробки, закрывающие отверстия, а также патрубки и отверстия в местах соединения с плитой кессона выполнены коническими с конусностью отверстий, пробок и патрубков в пределах от 1:10 до 1:20, посадка пробок и патрубков выполнена на «горячую» по отверстию или на «холодную» по пробке и патрубку. Приварка пробок и патрубков выполнена с подогревом плиты кессона до 400-450°С с одновременной подачей защитного (инертного) газа во внутренние полости кессона. Кессон может быть изготовлен из медного сплава с температурой рекристаллизации не ниже 300-350°С.
Выполнение отверстий в местах установки пробок и самих пробок, а также патрубков коническими позволяет обеспечить герметичность соединения даже без сварки и других дополнительных мероприятий, благодаря возникновению соответствующих усилий трения при малой конусности от 1:10 до 1:20. Посадка пробок и патрубков на «горячую» по отверстию или на «холодную» по пробке и патрубку позволяет дополнительное обжатие соединения при выравнивании температур, за счет чего герметичность и надежность соединения становится еще выше. Сварка пробок и патрубков при нагретой до 400-450°С плите гарантирует высокое качество сварочного шва, а подача защитного газа во внутренние полости при сварке с подогревом до 400-450°С обеспечивает безокислительный режим нагрева, что, в свою очередь, гарантирует высокий коэффициент теплоотдачи в каналах кессона охлаждающей воде. Изготовление кессонов из медных сплавов с температурой рекристаллизации ниже 300-350°С обеспечивает конструктивную прочность и сохранность кессонов при случайных перегревах стенок от механического разрушения из-за разупрочнения металла, например сплава меди марки МО и МСр 0,1 отвечают этим требованиям. Это увеличивает рабочий ресурс кессонов в разы. Новый технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в повышении гидравлической плотности сварных соединений охлаждающих каналов кессона.
Изобретение иллюстрируется рисунками, где на фиг.1 изображен общий вид кессона в разрезе; на фиг.2 - вид А на концевую пробку; на фиг.3 - вид Б на поперечную пробку; на фиг.4 - вид В на соединение патрубка с каналом плиты.
Кессон содержит охлаждаемую плиту 1, каналы 2 охлаждения плиты, пробки 3, закрывающие технологические отверстия, патрубки 4, Соединенные с каналами охлаждения плиты.
Предлагаемые кессоны, установленные в печь, работают следующим Образом. Через входной патрубок подается охлаждающая вода в сверленые каналы, образующие змеевик внутри плиты кессона, и, последовательно Проходя с одинаковой скоростью, вода отводится через выходной патрубок в систему охлаждения или может поступить во вход следующего кессона в зависимости от степени нагрева. При этом конические пробки кессона, обжатые при сборке и приваренные к плите сохраняют герметичность соединения благодаря сохранению предварительной напряженности, которая со временем приобретает прочность диффузионного соединения.
Медный сплав с температурой рекристаллизации не ниже 300-350°С гарантирует надежность работы кессона без аварий при значительно больших перегревах наружных слоев металла, что продлевает ресурс работы оборудования как в частности, так и печи в целом.