Подина кольцевой нагревательной печи

Полезная модель относится к металлургии и может быть использована в конструкции кольцевой нагревательной печи с вращающимся подом, имеющей наружный диаметр 32 м, которая предназначена для нагрева под последующую обработку трубных заготовок диаметром от 290 до 360 мм, длиной от 1500 до 4200 мм.
Известно, что в кольцевых нагревательных печах используются подины, футерованные слоями огнеупорного материала, включая верхний рабочий слой, на котором располагают нагреваемые заготовки. Использование плоской поверхности рабочего слоя пода печи для укладки нагреваемых заготовок приводит к увеличению неравномерности прогрева заготовки по ее объему, что затрудняет дальнейшую технологическую обработку заготовки на прошивочном стане.
Для предотвращения этого явления на рабочем слое вращающегося пода печи монтируют опоры для укладки нагреваемых заготовок (RU 846968, опубл. 15.07.1981) [1]. Для возможности нагрева заготовок различной длины с определенным шагом монтируют ряды кольцевых опор из огнеупорного материала. Количество рядов кольцевых опор выбирают в зависимости от номенклатуры обрабатываемых заготовок. Так, например, в кольцевой печи по RU 2087815, опубл. 20.08.1997 [2], может быть выполнено два или три ряда кольцевых опор. Использование двух или трех рядов кольцевых опор в кольцевой нагревательной печи, имеющей наружный диаметр 32 м, может привести к деформации нагреваемых заготовок, а именно к прогибам либо средней части заготовок, либо их свисающих концов под действием силы тяжести. Кроме того, это может привести к нарушению цилиндричности нагреваемых заготовок.
Наиболее близкой к заявляемой конструкции является подина, предназначенная для кольцевой нагревательной печи, имеющей наружный диаметр 32 м (RU 128301, опубл. 20.05.2013) [3]. Данная подина содержит рабочий слой, футерованный огнеупорным материалом, на котором смонтировано от двух до четырех рядов кольцевых опор из огнеупорного материала. Сечение кольцевых опор представляет собой прямоугольный выступ, высота выступа над поверхностью рабочего слоя подины составляет h=45÷120 мм, выступ углублен в массив пода на величину Z=(7,6÷3,0) h, ширина выступа и расстояние между выступами находятся в пределах (22,2÷8,3) h.
Высота выступа над поверхностью рабочего слоя подины обусловлена облегчением процесса загрузки/выгрузки заготовок из рабочего пространства печи, а также предотвращением механических разрушений опорных элементов вследствие возможных ударных нагрузок в процессе укладки заготовок на опоры. Ширина выступов и шаг между рядами опор выбраны из условий обеспечения устойчивого положения заготовок при укладке на опоры. Так как выступы выполнены в виде огнеупорного кирпича или блока, для их устойчивого расположения кирпич или блок заглублены в тело рабочего слоя подины не менее, чем на величину Z=(8÷3) h.
В верхнем слое подины выступы обеспечивают повышение стойкости всей подины в целом, а также ремонтопригодность всего вращающегося пода, поскольку существенно облегчается замена рабочих изнашивающихся элементов. Наличие зазора между нижней частью заготовки и поверхностью рабочего слоя подины обеспечивает более равномерный прогрев по сечению заготовки, что приводит к сокращению времени нахождения заготовки в печи, времени нагрева в целом, а также увеличению производительности и сокращению удельного расхода топлива.
Количество рядов кольцевых опор от двух до четырех в данной известной подине обеспечивает выполнение задачи по повышению равномерности прогрева заготовок и увеличению производительности нагревательной печи, имеющей наружный диаметр 32 м, однако допускает обработку заготовок только с определенным соотношением длина/диаметр, что не обеспечивает возможность нагрева всей номенклатуры нагреваемых трубных заготовок, для которой эта печь предназначена.
Задача заявленной подины заключается в повышении качества нагреваемых трубных заготовок всей номенклатуры нагреваемых трубных заготовок, для которой предназначена кольцевая нагревательная печь, имеющая наружный диаметр 32 м.
2
Для решения поставленной задачи предложена подина кольцевой нагревательной печи, содержащая смонтированные на поверхности огнеупорного пода, концентрично расположенные по отношению друг к другу ряды кольцевых опор для укладки нагреваемых заготовок, опоры выполнены из огнеупорного материала, сечение опор представляет собой прямоугольный выступ над поверхностью огнеупорного пода, при этом на поверхности огнеупорного пода смонтированы шесть рядов кольцевых опор из огнеупорного материала с пределом прочности на сжатие до 83 Н/мм, а выступ над поверхностью огнеупорного пода имеет ширину 280±10 мм.
Сущность заявленного технического решения заключается в следующем.
Для рабочего пространства кольцевой нагревательной печи, имеющей наружный диаметр 32 м, шесть рядов кольцевых опор, сечение которых представляет собой прямоугольный выступ над поверхностью огнеупорного пода, имеющий ширину 280±10 мм, является оптимальным для рабочего слоя вращающегося пода этой печи. Такие опоры позволяют располагать на своей поверхности всю номенклатуру заготовок, для которой эта печь предназначена, причем без снижения качества нагрева заготовок, т.к. опоры выполнены из огнеупорного и высокопрочного материала. Большее количество рядов или увеличенная ширина выступов снизит равномерность прогрева заготовок, приближая конструкцию пода к плоской поверхности, меньшее количество рядов кольцевых опор приведет к нежелательной деформации заготовок при нагреве.
Новый технический результат, достигаемый заявленным решением, заключается в более полном использовании рабочего пространства кольцевой нагревательной печи, имеющей наружный диаметр 32 м.
Полезная модель иллюстрируется рисунками, где на фиг. 1 изображен фрагмент поверхности рабочего слоя пода кольцевой нагревательной печи; на фиг. 2 - поперечный разрез вращающегося пода.
2
Подина предназначена для кольцевой нагревательной печи, имеющей R, соответствующий наружному диаметру печи 32 м, и, соответственно R1 - радиус средней линии пода, равный 12 м. Подина содержит монолитный огнеупорный под 1, выполненный из огнеупорного бетона. На поверхности пода 1 смонтированы концентрично расположенные по отношению друг к другу и равномерно по отношению к средней линии пода шесть рядов кольцевых опор 2, сечение которых представляет собой прямоугольный выступ 3 над поверхностью огнеупорного пода. Ширина выступов 3 составляет 280±10 мм. В качестве выступов 3 использованы отдельные огнеупорные блоки 4, выполненные из материала марки ВГВИ-60 по стандарту организации СТО 1086672005144-003-2008 с пределом прочности на сжатие до 83 Н/мм. Для предотвращения сдвигов отдельных блоков и нарушения геометрии кольцевой опоры в целом промежутки между кольцевыми опорами 2 заполнены шамотным кирпичом 5. Высота заполнения промежутков шамотным кирпичом ниже высоты выступов над поверхностью пода 1. Это формирует пространство для накопления окалины и позволяет увеличить время непрерывной работы печи до возникновения необходимости очистки пода. При этом каждый блок по периметру отделен от соседнего блока огнеупорным волокнистым материалом, компенсирующим тепловое расширение материала блока. При работе печи на ряды кольцевых опор равномерно укладывают трубные заготовки с заданным соотношением длина/диаметр из номенклатуры заготовок диаметром от 290 до 360 мм, длиной от 1500 до 4200 мм. Расстояние между заготовками обеспечивают поворотом пода. Прогрев заготовок осуществляют по мере их прохождения по рабочим зонам печи за полный оборот подины. Нагретые заготовки заменяют на новые и т.д.
Расположение нагреваемых заготовок на шести рядах кольцевых опор заявленной подины обеспечивает равномерный прогрев материала трубных заготовок всей номенклатуры, для нагрева которой предназначена кольцевая нагревательная печь, имеющая наружный диаметр 32 м.