ПЕЧЬ ДЛЯ ПЛАВКИ МЕТАЛЛА

Печь для плавки металла.
Предлагаемый обьект относится к области металлургии в частности к промышленным печам для плавки металлов, преимущественно меди и ее сплавов.
Известны печи (шахтные, мартеновские и т.д.) в которых свод выполнен подвесным и крепится на стенках корпуса При этом, по всей площади свода закрепляются фермы , а на них вплотную друг к другу навешиваются огнеупорные кирпичи и закрепляются по бокам. При этом в каждом из кирпичей выполнены фигурные полости дпя их устанопки на фермах свода. После набора кирпичей по всей площади свода сверху их засыпают песком.( см. книгу А.И.Ващенко, М.А.Глинков и др. Металлургические печи., М, «Металлургия, 1964г., стр. 197-208 , рис. 101.
Недостатком этих печей является сложность кладки свода и сложный узел крепления в кирпичах. Кроме того практически невозможна герметизация свода в процессе плавки, что приводит к большому подсосу воздуха в зону плавки и значительный расход топлива на единицу выплавленного металла.
Так же известны печи для плавки металла , преимущественно меди, содержащие поворотный под с огнеупорной кладкой по внутренней поверхности и сьемный свод в виде нескольких секции, размещенных по всей площади свода вплотную друг к другу. В каждой секции свода огнеупорные кирпичи имеют сквозное отверстие, в которое установлено жесткое тело, например длинный металлический стержень, концы которого жестко закреплены на стенках пода При этом, кирпичи в каждой секции набираются снизу вверх, а затем вместе со стержнем устанавливаются на печь. После того, как весь свод будет закрыт секциями, сверху его засыпают песком для теплоизоляции.( чертеж № А-6294, печи MAERZ, фирмы WENMEC, 1994г.)
Недостатком этих печей является сложность футеровки свода печи изза невозможности переворота секции при футеровки значительно больший расход топлива в процессе плавки из-за подсоса воздуха внутрь печи в процессе плавки. Кроме того теплоизоляция попадает внутрь печи в процессе плавки и загрязняет ее из-за образования щелей в кладке свода при температурном расширении. Еще одним недостатком этих печей
МКИВ21 с 47/04
является ненадежный узел крепления в кладке в виде сквозного отверстия, который в процессе работы разрушается металлическим стержнем из-за невозможности свободной деформации штыря в теле кладки под действием высоких температур и значительных перепадов температуры в процессе работы.
Целью предлагаемого решения является - снижение расхода топлива на единицу плавки металла из-за исключения подсоса воздуха внутрь печи в процессе плавки и упрощение сборки футеровки свода вне печи в перевернутом состоянии секции.
Указанная цель достигается тем, что печь для плавки металла, содержащая корпус с подом и стенками, внутренняя поверхность которого армирована высокотемпературной кладкой и сьемный подвесной свод, в виде одной или нескольких секций закрепленных на стенках корпуса с противоположной поду стороны, с набором по всей площади кирпичей, а каждый из кирпичей снабжен узлом крепления к секции, при этом каждая из секций, противоположной стороны кирпичей снабжена экраном, с которым соединены узлы крепления кирпичей и выполнены разьемными и состоят не менее чем из двух деталей, одна из которых установлена в секции неподвижно , а другая съемной.
На фиг. 1 - изображена схематично конструкция предлагаемой печи, вид в разрезе.
На фиг.2 - узел А фиг. 1 ( увеличение).
На фигЗ - вид Б фиг.2
На фиг. 4 - сечение А-А фиг.З.
Как показано на чертежах, предлагаемая печь содержит поворотный под 1 с футеровкой 2 . К поду 1 жестко прикреплены стенки 3 с футеровкой 4. На стенках 3 устанавливается сьемный свод 5, выполненный из одной или нескольких секций . Каждая из секций содержит экран 6 , (например металлический лист), к которому через узел закрепления присоединяются кирпичи 7. Узел закрепления кирпичей 7 выполнен в виде пластины 8 со сквозным отверстием 9 и пальца 10, которые размещаются в полостях 11 и 12 кирпичей 7. Под 1 вместе со стенками 3 и сводом 5 имеют возможность поворота относительно основания 13. В стенках 3 выполнены загрузочное окно(не показано) и сливное отверстие 14 под расплавленный металл 15. С экраном 6 секций свода 5 жестко соединены опоры 16и 17.Стыки между секциями закрытыизоляционным слоем ( песком) 18. При этом всегда выполняется условие, длина (L )пластин 8 выполнена меньше длины( L, ) кирпичей 7 т.е.( L  Ц) , диаметр(с1 ) отверстия 9 пластин 8 выполнен равным наружному диаметру(О ) пальцев 10, а длина(Ь) пальцев 10 выполнена меньше ширины ( Н ) кирпичей 7 и установлены в полостях ) 1 иг 2 на величину меньше половины (Н), (), ().
Сборка предлагаемой печи осуществляется следующим образом. Нал основании 13 монтируются под 1 и стенки 3 и футеруются огнеупорной кладкой(футеровкой )4. Одновременно вне печи осуществляется сборка секций свода 5, которая заключается в следующем: Экран : вместе с опорами 16 и 17 размещается на плоской поверхности в перевернутом виде. Затем поочередно к внутренней поверхности экрана 6 приваривается пластина 8 , в отверстие 9 вставляется палец 10 и один из кирпичей 7 полостью 11 прижимается к ней. Затем в полость 12 этого же кирпича 7 устанавливается другая пластина 8 и закрепляется на экране 6. После в отверстие 9 вставляется палец 10 и укладывается полостью 11 следующий из кирпичей 7. Эта операция повторяется до тех пор пока не заполнится вся площадь секций. Последние из кирпичей в каждой из секций фиксируется от перемещения и процесс сборки самих секций заканчивается. Затем собранные секции переворачивают грузоподъемным механизмом , устанавливают и закрепляют на стенках 3 печи. После перекрытия всей площади свода 5 печи стыки между секциями герме газируют подвижной изоляцией( например песок) и сборка печи на этом заканчивается.
Работа предлагаемой печи осуществляется следующим образом. Через завалочное окно внутрь печи загружают шихту и производят ее нагрев до плавления и превращения в металл 15. Расплавленный металл 15 удаляют из печи через отверстие 14, а в печь загружают новую порцию шихты и процесс плавки повторяется. После каждой плавки высота кирпичей 7 уменьшается и при достижении минимального размера секции заменяют на новые. Замена кирпичей осуществляется по выше описанному порядку Вне печи, а замену секций производят без остановки печи.
Использование предлагаемого решения в конструкции печей позволяет получить футеровку сьемных сводов без зазоров по площади секций и тем самым исключить подсос воздуха внутрь полости печи во время плавки. Кроме того, при наборе футеровки появляется возможность установки секции в перевернутом положении и не удерживать каждый из кирпичей при закреплении снизу вверх, ( а вес одного кирпича более 28 кг.) Еще одним преимуществом является то, что отпадает необходимость засыпать всю площадь свода печи изоляционным слоем, а только стыки между секциями Кроме того, установка секций без соединения между собой по длине позволяет им смещаться друг относительно друга при различной нагреваемости в процессе плавки, т. к температура в различных точках внутри печи в процессе плавки не одинаковая HQ разрушая стыки между секциями.
вышедших из строя секций, проводить сборку вне печи и исключить удерживание каждого из кирпичей при сборке секций свода по сравнению с известными конструкциями печей аналогичного назначения.
Инженер ПТС
И.Д.Плеханов