НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ С ШАГАЮЩИМ ПОДОМ

Полезная модель относится к устройствам для нагрева металлических заготовок перед обработкой давлением (прокаткой) и может быть использована в металлургической и других отраслях промышленности.
Известна нагревательная печь с шагающим подом конструкции "Стальпроекта" [Металлургические печи. Атлас. М., Металлургия, 1987]. Недостатком таких печей является низкая стойкость подины печи, определяющая стойкость всей печи. Межремонтный период для таких печей составляет 24 месяца.
Известна нагревательная печь с шагающим подом для нагрева заготовок, содержащая корпус, свод, футерованные сварочные и томильные зоны, оборудованные горелками, а также шагающий под с подвижными и стационарными балками [Тайц Н.Ю., Розенгард Ю.И. Методические нагревательные печи, 1964, с.257-265]. Недостатком таких нагревательных печей является повышенный расход топлива и невысокая стойкость пода.
Известна нагревательная печь с шагающими балками, у которой, с целью уменьшения механического повреждения подины печи и уменьшения провисания нагреваемой заготовки, рейтеры на балках размещены своей длинной стороной перпендикулярно оси балки [А.с.№1683383, F27B 9/30, опубл. 10.10.1996].
Данное решение частично уменьшает механическое воздействие на подину печи, однако общая стойкость подины печи не превышает 20-24 месяцев.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является нагревательная печь с шагающим подом для нагрева длинномерных металлических изделий, содержащая корпус, свод, шагающий под с подвижными и неподвижными балками. Подина печи выполнена из трехслойной футеровки: нижний изоляционный слой - шамот - легковес, анкерный слой - шамот, рабочий слой - блоки из набивных масс. С боковой стороны огнеупорная футеровка ограничивается жаропрочными облицовочными плитами [П-2114185, С21Д 9/00, F27B 13/00, опубл. 27.06.1998, БИ №18].
Недостатком пода такой нагревательной печи является низкая стойкость пода печи, а именно в процессе эксплуатации облицовочные плиты
выгорают на глубину до 250 мм, при этом начинает разрушаться рабочий слой футеровки, а общая стойкость такого пода не превышает 24 месяцев.
Техническим результатом полезной модели является увеличение стойкости подины нагревательной печи с шагающим подом.
3
3
3
3
3
Технический результат достигается тем, что огнеупорная футеровка пода выполнена многослойной, а именно, из послойно уложенных на подовый лист: нижнего изоляционного слоя из волокнистого огнеупорного материала в виде войлока или фетрового полотна с плотностью 0,4 г/см, первого среднего изоляционного огнеупорного слоя с плотностью материала 1,35 г/см, бокового изоляционного слоя с плотностью 1,95 г/см, второго среднего слоя из огнеупоров плотностью 2,50 г/см и рабочего слоя из высокоглиноземистого материала повышенной износостойкости с плотностью 2,85 г/см, причем, для создания повышенной износостойкости, в рабочую поверхность рабочего слоя футеровки внедряют металлические частицы из жаропрочного металла, например из никеля или хрома, кроме того, для жесткой фиксации бокового и рабочего слоев футеровки, на металлическом подовом листе закрепляют угольники из гематитового литья.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом - рис.1
На рис.1 показана предлагаемая футеровка подины нагревательной печи с шагающими балками.
Нагревательная печь с шагающим подом состоит из: корпуса, свода, шагающего пода, сводовых и торцевых горелок. Под печи выполнен из двух подвижных и трех стационарных балок, между балками по всей длине выполнены межбалочные зазоры. Уплотнение рабочего пространства выполнено гидрозатворами. В печи металл перемещается при помощи подвижных балок по схеме: назад-вверх-вперед-вниз (цикл).
В предлагаемой конструкции под печи состоит из металлического подового листа 1, закрепленного на балках. К листу крепятся угольники 2 гематитового литья, удерживающие огнеупорную футеровку в нижней части пода. Футеровка выполнена многослойной, а именно из: нижнего изоляционного слоя 3 выполненного из волокнистого огнеупорного листового материала в виде войлока или фетрового полотна, первого среднего изоляционного слоя 4 из легковесных огнеупоров, бокового изоляционного слоя 5 выполненного из
огнеупорных блоков. Далее на первый средний слой 4 укладывается второй средний слой 6 из огнеупорных блоков. Окончательный рабочий слой выполняют из блоков 7 с повышенной износостойкостью за счет внедрения частиц из жаропрочного металла.
Для жесткой фиксации бокового 5 изоляционного слоя и блоков рабочей 7 части футеровки на металлическом листе 1 закрепляют угольники 2 из гематитового литья.
Между уложенными боковыми блоками 5 устанавливают центральный блок, выполненный в виде двух средних слоев 4 и 6, боковые поверхности которых имеют сложную конструкцию, учитывающую тепловое расширение при нагреве.
Под нагревательной печи состоит из стационарных и шагающих частей, выполняющих перемещение металла в печи для обеспечения постепенного (методического) нагрева заготовок под прокат.
3
3
3
3
3
На металлическом листе подины устанавливаются угольники 2 из гематитового литья, удерживающих футеровку в нижней части пода, где температура не превышает 400°С. Угольники ограничивают от смещения многослойную футерованную подину, Многослойная подина уложена на подовый лист послойно, а именно из: нижнего 3 изоляционного слоя из волокнистого огнеупорного материала в виде войлока или фетрового полотна плотностью 0,4 г/см, первого среднего слоя 4 из огнеупорных материалов плотностью 1,35 г/см, бокового изоляционного слоя 5 из огнеупорных блоков плотностью 1,95 г/см, второго среднего изоляционного слоя плотностью 2,50 г/см, рабочего слоя из блоков из высокопрочного высокоглиноземистого материала с плотностью 2,85 г/см, причем, для создания повышенной износостойкости, в рабочую поверхность верхнего слоя 6 футеровки внедряют металлические частицы из жаропрочного металла, например из никеля или хрома.
Предлагаемые параметры плотности слоев огнеупорной футеровки были получены опытно- экспериментальным путем. Именно при таком сочетании параметров плотности слоев были достигнуты наилучшие показатели износостойкости подины
Пример
Подовый лист железа выполнен из стали Ст.20 толщиной 10 мм, края подового листа толщиной 20 мм, лист закрепляется к балкам на болты. На кромках подового листа крепятся на болтовое соединение угольники из гематитового литья. Сначала на подовый лист
укладывается высокоглиноземистый волокнистый огнеупорный материал из фетрового полотна толщиной 40 мм. Затем укладывают первый средний изоляционный слой толщиной 200 мм из пористого огнеупорного материала, на него укладывают второй средний слой с толщиной 180 мм. Далее укладывают боковой изоляционный слой из блоков толщиной 200 мм, и окончательно укладывают верхний рабочий слой из высокоглиноземистого материала с повышенной износостойкостью толщиной 240 мм (у центрального блока) и 420 мм с боков подины. Для повышения механической прочности и износостойкости в поверхность рабочего слоя были внедрены металлические частицы из хрома с фракционным составом частиц 0-5 мм.
Общая толщина огнеупорной футеровки пода печи составляет 620 мм.
Преимуществами предлагаемой футеровки подины является:
- сокращение затрат времени на капитальном ремонте за счет использования блочной конструкции футеровки;
- отсутствие объемной и линейной деформации огнеупоров в процессе эксплуатации;
- высокая стойкость к ударным термическим и динамическим нагрузкам;
- отсутствие химического взаимодействия между огнеупором и образующейся окалиной;
- отсутствие наварки окалины на рабочей поверхности огнеупора;
- увеличение межремонтного цикла работы печи.
Характеристика нагревательной методической печи с шагающим подом:
1. Длина печи по кладке, мм
35500
2. Ширина в свету, мм
12644
3. Площадь пода, полезная, м<sup>2</sup>
440
4. Тепловая мощность, ккал/час.
8×10<sup>6</sup>
5. Производительность, т/час.
160
6. Топливо: природно-доменный газ, ккал/м<sup>3</sup>
4500
7. Количество зон регулирования, шт.
4
8. Заготовка: длина, м
3,6-11,4
9. Сечение: прямоугольное и фасонное
16 типоразмеров
10. Рекуператор: металлический, двухпетлевой- S, м<sup>2</sup>
1142
11. Температура подогрева воздуха, С°
до 400
12. Горелочные устройства
ДВБ 225/75
13. Температура в зонах печи,°С
1100-1280
Благодаря использования полезной модели в условиях цеха ЦПШБ ОАО " Нижнетагильский металлургический комбинат " удалось получить:
- высокопрочное износостойкое покрытие рабочего слоя, обладающего прочностью 130 МПа;
- износостойкость рабочей поверхности обеспечивается внедрением в рабочую поверхность металлических частиц из жаропрочного металла;
- снизить расходы на эксплуатацию печи и ремонтные нужды;
- гарантийная стойкость пода не менее 3-х лет.
Положительный эффект предлагаемой полезной модели заключается в использовании измененной конструкции подины печи.
Сравнение предлагаемого технического решения с другими известными решениями показывает, что указанные элементы известны, однако при введении их в указанной связи с остальными элементами ведет к получению технического эффекта, сформулированного в техническом результате полезной модели.
Технический результат достигается за счет использования многослойной футеровки с использованием огнеупорных материалов с разной плотностью, кроме того в рабочую поверхность верхнего слоя внедрены металлические частицы, обеспечивающие повышенную износостойкость пода за счет уменьшения истирания огнеупорной футеровки, а для жесткой фиксации боковых слоев футеровки на металлическом листе закрепляют угольники из гематитового литья.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно - технической информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого технического решения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источников, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемой полезной модели.
Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует критерию "новизна".
Заявляемая полезная модель может быть реализована промышленным способом и отвечает требованиям критерия "промышленная применимость".