ОГНЕУПОРНАЯ ПЛИТА ДЛЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ СВОДА ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ

Полезная модель относится к металлургии, в частности, к конструкции центральной части сводов дуговых сталеплавильных печей (ДСП).
Известна огнеупорная плита для центральной части свода дуговой сталеплавильной печи, выполненная цельной или из огнеупорных сегментов размерами в 1/3 от размера центральной части свода. (RU 44805 от 12.11.2004 г, F27D 1/02).
Недостатком данной конструкции свода является то, что известная центральная часть свода выполнена одинаковой толщины, таким образом, происходит достаточно быстрое изнашивание его центральной части по сравнению с периферийной. Низкая эксплуатационная стойкость центральной огнеупорной части свода требует частой замены футеровки, приводит к дополнительным простоям и снижению производительности печи.
Целью настоящей полезной модели является увеличение производительности печи за счет повышения срока службы центральной огнеупорной части свода и сокращения времени простоя.
Технический результат, достигаемый в заявляемой полезной модели, заключается в увеличении стойкости центральной части свода ДСП.
Указанный технический результат достигается тем, что огнеупорная плита круглой или дельтовидной формы для центральной части свода дуговой сталеплавильной печи, выполненная цельной или из отдельных огнеупорных сегментов и с отверстиями для электродов, согласно полезной модели, плита в верхней части выполнена с утолщением, имеющим форму усеченного конуса.
Эксплуатация сводов дуговых сталеплавильных печей происходит в жестких условиях, при этом, наибольший износ испытывает футеровка центральной части свода печи. На стойкость оказывают влияние высокие тепловые нагрузки, резкие перепады температур при отведении свода для загрузки шихты, ослабляет стойкость также наличие отверстий для электродов, все это является причиной растрескивания, скалывания, оплавления и эрозии рабочей поверхности огнеупора и приводит к их разрушению. Практика показывает, что центральная часть свода изнашивается значительно быстрее (примерно в 2 раза), чем периферийная.
Огнеупорная плита для центральной части свода дуговой сталеплавильной печи для целей настоящей полезной модели может быть выполнена круглой или дельтовидной формы, цельной или из отдельных огнеупорных сегментов. В заявляемой огнеупорной плите расположены отверстия для электродов, центры которых лежат на радиусе воображаемой окружности, так называемый, радиус распада электродов (обозначен на фиг.1 как R). Радиус распада электродов может быть различным и зависит от емкости дуговой сталеплавильной печи. По периметру отверстий для электродов на одинаковом расстоянии друг от друга располагаются петли для захвата сегмента плиты подъемным краном. Такая конструкция облегчает и ускоряет замену огнеупорной плиты при ее износе. Учитывая, что огнеупорная плита в центре изнашивается быстрее, чем в периферийной части, особенностью данной полезной модели является то, что плита в верхней части выполнена в форме усеченного конуса. Данное техническое решение позволяет увеличить срок службы огнеупора, сбалансировать степень износа по всему объему огнеупорной плиты. Данная конструкция является наиболее эффективной по стойкости.
Полезная модель поясняется чертежами, где показан конкретный пример огнеупорной плиты для центральной части свода дуговой сталеплавильной печи, выполненной из трех сегментов с углом 120°:
На фиг.1 - вид сверху огнеупорной плиты для центральной части свода дуговой сталеплавильной печи.
На фиг.2 - поперечное сечение описываемой огнеупорной плиты (А-А фиг.1).
На фиг.3 - сегмент огнеупорной плиты для центральной части свода с углом 120° в аксонометрии. Сегменты в сборе образуют центральную огнеупорную плиту.
Огнеупорная плита для центральной части свода имеет отверстия 1 для электродов. По периметру отверстий 1 на одинаковом расстоянии располагаются петли 2. Огнеупорная плита в верхней части 3 выполнена в форме усеченного конуса. Центры отверстий 1 расположены на радиусе распада электродов 4. Огнеупорная плита для центральной части свода дуговой сталеплавильной печи изготавливается из огнеупорного бетона, например, высокоглиноземистого состава. Важно, чтобы материал, используемый для изготовления плиты, был устойчив к воздействию высоких температур, имел достаточную прочность, обладал высокой термостойкостью. Изготавливается плита следующим образом: исходные материалы засыпаются в смеситель интенсивного действия одновременно, бетонная смесь выгружается из смесителя в форму при работающем вибростоле для обеспечения равномерного формования. Затем плита выдерживается при комнатной температуре, далее производится сушка плиты в сушильной камере. При этом, огнеупорная плита для центральной части свода дуговой сталеплавильной печи может быть изготовлена цельной или из отдельных сегментов, количество сегментов может быть любым, но предпочтительнее два или три. Своды из указанных сегментов служат дольше, поскольку уменьшается количество кладочных швов, по сравнению с кирпичной кладкой, установка свода как цельного, так и выполненного из огнеупорных частей (сегментов) или из огнеупорных сегментов с углом 120°, требует значительно меньше времени на монтаж. Применение цельной плиты исключает наличие кладочных швов. При применении огнеупорной плиты указанной конструкции (с утолщенной верхней частью, выполненной в форме усеченного конуса) значительно увеличивается стойкость свода.
Огнеупорные плиты для центральной части свода дуговых сталеплавильных печей усовершенствованной конструкции оценили в промышленных условиях. Результаты использования указанных плит показали, что предлагаемая конструкция способствует значительному увеличению стойкости сводов дуговых сталеплавильных печей. В процессе промышленных испытаний огнеупорных плит для центральной части свода дуговой сталеплавильной печи достигнута стойкость 1650 плавок.
Таким образом, в данной полезной модели увеличение срока службы центральной части свода дуговой сталеплавильной печи, происходит за счет увеличения толщины центральной части свода в виде конуса повторяющего линию характерного износа плиты. Увеличение толщины верхней части именно в таком виде (усеченного конуса) позволяет огнеупорной плите в процессе эксплуатации более долгий срок сохранять механическую прочность, не обрушаясь (принцип арки). Усиление в виде конуса, а не по всему объему плиты, приводит к незначительному увеличению веса плиты, который, как правило, строго ограничивается производителем металлургического оборудования, в частности дуговых сталеплавильных печей.
Применение огнеупорной плиты для центральной части свода дуговой сталеплавильной печи заявляемой конструкции, а именно, выполненной цельной или из отдельных огнеупорных сегментов, образующих совместно, огнеупорную плиту круглой или дельтовидной формы, с усилением в форме усеченного конуса верхней части огнеупорной плиты позволяет достичь заявленный технический результат: увеличение стойкости центральной части свода.
Разработанная конструкция учитывает возможные термические напряжения, связанные с перепадами температур и другие возможные нагрузки, связанные с крайне сложными условиями эксплуатации огнеупорных плит для центральной части свода. Кроме того, обеспечивается увеличение производительности печи за счет повышения срока службы центральной огнеупорной части свода, и сокращения времени дополнительных простоев, связанных с заменой изношенной футеровки свода печи.