RU2028364C1 - Refractory lining of industrial furnace - Google Patents

Abstract

FIELD: refractory lining of industrial furnace. SUBSTANCE: refractory lining of industrial furnace is made of refractory shaped silica bricks and has bricks with blind holes in form of truncated cone which accommodate carborundum rods. EFFECT: higher efficiency. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к промышленным печам с с огнеупорной футеровкой, в частности к конструкциям стен камер коксовых печей. The invention relates to industrial furnaces with refractory lining, in particular to wall structures of coke oven chambers.

Изобретение может быть использовано в коксохимическом, металлургическом, доменном и других производствах. The invention can be used in coke, metallurgical, blast furnace and other industries.

Известна печь, содержащая огнеупорные блоки, формирующие свод печи и выполненные с внутренней полостью шаровой формы, соединенной с рабочим пространством печи коническим каналом. (Авторское свидетельство СССР N 1227926, кл. F 27 D 1/04, 1986). Known furnace containing refractory blocks forming the arch of the furnace and made with an internal cavity of spherical shape connected to the working space of the furnace by a conical channel. (USSR Author's Certificate N 1227926, class F 27 D 1/04, 1986).

Наличие внутренней полости повышает эффективность использования огнеупора и усиливает конвекционный теплообмен. The presence of an internal cavity increases the efficiency of the use of refractory and enhances convection heat transfer.

Недостатком такой конструкции свода является снижение его прочностных характеристик. The disadvantage of this design of the arch is a decrease in its strength characteristics.

Известна коксовая печь, стенки камеры которой выполнены из огнеупорного фасонного динасового кирпича, взятая за прототип (см. Кайнарский И.С., Дегтярев Э.В., Шварцман И.Я. и Г.М.Вольфовский. Огнеупоры для коксовых печей. Металлургия, 1966, с. 47-71). A coke oven is known, the chamber walls of which are made of refractory shaped dinas brick, taken as a prototype (see Kaynarsky I.S., Degtyarev E.V., Shvartsman I.Ya. and G.M. Volfovsky. Refractories for coke ovens. Metallurgy , 1966, p. 47-71).

Коэффициент теплопроводности динаса составляет при 1000^оС λ = 1,8 ккал/м˙ ч ˙град.Coefficient of thermal conductivity is DINACYT at 1000 ^{° C} λ = 1,8 kcal / m˙ ˙grad h.

Относительно невысокая теплопроводность динаса ограничивает производительность коксовых печей. Длительность периода коксования составляет 14-16 ч. The relatively low thermal conductivity of dinas limits the performance of coke ovens. The duration of the coking period is 14-16 hours.

Имеется предложение по увеличению производительности коксовых печей путем замены динасовой кладки более теплопроводной, например корундовой, теплопроводностью λ= 3,8 кКал/м˙ ч˙ град. В опытном порядке такие печи были построены и опробованы. Было установлено, что производительность печей может быть существенно увеличена, однако прочность стен оказывается недостаточной. В стенах печи при эксплуатации образовались трещины, из-за чего печь была остановлена. There is a proposal to increase the productivity of coke ovens by replacing dinas masonry with more heat-conducting, for example corundum, thermal conductivity λ = 3.8 kcal / m˙h˙ deg. Experienced such furnaces were built and tested. It was found that the productivity of furnaces can be significantly increased, however, the strength of the walls is insufficient. Cracks formed in the walls of the furnace during operation, due to which the furnace was stopped.

Исследования коксовой печи с корундовыми стенками не завершены и, по-видимому, будут продолжены (см. там же стр. 175-185). Investigations of the coke oven with corundum walls have not been completed and are likely to continue (see ibid., Pp. 175-185).

Предлагаемое техническое решение позволяет устранить указанные недостатки, снизить тепловое сопротивление стенки камеры коксования, что приведет к снижению времени коксования и, соответственно, к увеличению производительности. The proposed technical solution allows to eliminate these disadvantages, to reduce the thermal resistance of the coking chamber wall, which will lead to a decrease in coking time and, consequently, to an increase in productivity.

Это достигается тем, что в стенке коксовой печи, выполненной из огнеупорного фасонного динасового кирпича, огнеупорные фасонные динасовые кирпичи выполнены с глухим отверстием в форме усеченного конуса и снабжены размещенными в отверстиях стержнями, при этом стержни размещены перпендикулярно стенке печи. This is achieved by the fact that in the wall of the coke oven made of refractory shaped dinas bricks, refractory shaped dinas bricks are made with a blind hole in the shape of a truncated cone and equipped with rods placed in the holes, while the rods are placed perpendicular to the wall of the furnace.

Целесообразно стенки отверстий в динасовых кирпичах выполнить с наклоном к горизонтальной оси от 1:100 до 1:30, между стенкой отверстия и теплопроводным стержнем разместить раствор огнеупорной глины, а теплопроводные стержни выполнить круглого сечения, при этом площадь каждого стержня составляет 5-15% от площади динасового кирпича. It is advisable to make the walls of the holes in the dinas bricks with an inclination from 1: 100 to 1:30 to the horizontal axis, place a solution of refractory clay between the wall of the hole and the heat-conducting core, and perform the heat-conducting rods of circular cross section, with the area of each core being 5-15% of square dinas brick.

На чертеже изображен огнеупорный динасовый кирпич с теплопроводным корундовым стержнем. Огнеупорный кирпич 1 выполнен с отверстием 2, стенки которого 3 выполнены с уклоном к горизонту, а глухое дно 4 размещено перпендикулярно стороне 5 кирпича, составляющей сторону отопительного простенка. Теплопроводный карборундовый стержень 6 посажен в отверстии 2 на огнеупорной глине 7. The drawing shows a refractory dinas brick with a heat-conducting corundum core. Refractory brick 1 is made with a hole 2, the walls of which 3 are made with a slope to the horizon, and a blind bottom 4 is placed perpendicular to the side 5 of the brick, which makes up the side of the heating wall. A heat-conducting carborundum rod 6 is planted in the hole 2 on refractory clay 7.

Работа устройства. The operation of the device.

Для армирования огнеупорных стенок коксовых печей применены динасовые кирпичи с теплопроводными вставками (арматурой), которые могут при термических деформациях кирпичей кладки перемещаться перпендикулярно кладке, не увеличивая термические напряжения в кирпиче. To reinforce the refractory walls of coke ovens, dinas bricks with heat-conducting inserts (reinforcement) are used, which can move perpendicular to the masonry during thermal deformation of masonry bricks without increasing thermal stresses in the brick.

Для того, чтобы обеспечить свободное перемещение теплопроводных стержней перпендикулярно стенке печи, эти стержни должны быть расположены перпендикулярно стенке и размещаться в специальных отверстиях в кирпичах. Отверстия должны иметь коническую форму для удобства установки теплопроводных стержней. Стержни устанавливаются на огнеупорной пасте. In order to ensure the free movement of the heat-conducting rods perpendicular to the furnace wall, these rods must be located perpendicular to the wall and placed in special holes in the bricks. The holes should have a conical shape for ease of installation of heat-conducting rods. The rods are mounted on a refractory paste.

Конусность отверстия для стержня обеспечивает перемещение его в кирпиче при изменении температуры стенки. The taper of the hole for the rod ensures its movement in the brick when the wall temperature changes.

Рекомендуется теплопроводные стержни выполнять из карборунда, теплопроводность которого изменяется в пределах 10-13 Вт/м˙ град/. Карборунд имеет высокую жаростойкость (1500^оС), термостойкость (выдерживает 100-300 теплосмен) и высокую температуру деформации под нагрузкой (1530^оС). Карборунд хорошо работает в восстановительной атмосфере, поэтому со стороны рабочего пространства печи, заполненного коксующейся шахтой, обеспечивается высокая стойкость стержней. Со стороны отопительных простенков атмосфера слабо окислительная, так как топливо сжигается с избытком воздуха. Стойкость карборунда в этих условиях может оказать- ся недостаточной. Поэтому целесообразно отверстия в динасовых кирпичах для установки в них карборундовых стержней выполнять не сквозными, а оставлять с одной стороны "донышко" толщиной 20-40 мм и кладку производить таким образом, чтобы сплошная поверхность кирпичей была обращена к отопительным простенкам, а поверхность с отверстиями обращена к камере коксования (см. чертеж).It is recommended that the heat-conducting rods be made of carborundum, whose thermal conductivity varies within 10–13 W / m˙ deg /. Silicon carbide has high heat resistance (1500 ° ^C), heat resistance (withstand thermal cycles 100-300) and a high deflection temperature under load ^(about 1530 C). Carborundum works well in a reducing atmosphere, therefore, from the side of the working space of the furnace filled with a coking shaft, high resistance of the rods is provided. From the side of the heating walls, the atmosphere is slightly oxidizing, since the fuel is burned with excess air. The resistance of carborundum under these conditions may turn out to be insufficient. Therefore, it is advisable to make holes in dinas bricks for installing carborundum rods not through, but leave a “bottom” of 20-40 mm thickness on one side and make the masonry so that the solid surface of the bricks faces the heating walls and the surface with holes faces to the coking chamber (see drawing).

Масса карборундовых стержней, потребных для оборудования одной коксовой печи, составляет примерно 6 т. The mass of carborundum rods required for equipping a single coke oven is approximately 6 tons.

Увеличение теплопроводности стен камеры коксования достигается выкладкой из специальных динасовых кирпичей с теплопроводными стержнями, которые размещаются в кирпичах. Уменьшение теплового сопротивления стен камеры коксования зависит от доли сечения кирпича, занятого теплопроводными стержнями. An increase in the thermal conductivity of the walls of the coking chamber is achieved by laying out special dinas bricks with heat-conducting rods that are placed in the bricks. The decrease in thermal resistance of the walls of the coking chamber depends on the proportion of the cross-section of the brick occupied by the heat-conducting rods.

Ниже приведено снижение теплового сопротивления стен при теплопроводности стержней λ= 13 Вт/м˙ град. The following is a decrease in the thermal resistance of the walls with thermal conductivity of the rods λ = 13 W / m˙ deg.

Таким образом, при выкладке стен камер коксовых печей армированным динасовым кирпичом время коксования существенно снижается. Thus, when laying the walls of the coke oven chambers with reinforced dinas bricks, the coking time is significantly reduced.

Даже при незначительном армировании (5% сечения занято теплопроводными стержнями) тепловое сопротивление стенки камеры коксования снижается на 30% , что приведет к снижению времени коксования на 18-25% и соответственно к тому же увеличению производительности. Even with insignificant reinforcement (5% of the cross-section is occupied by heat-conducting rods), the thermal resistance of the coking chamber wall decreases by 30%, which will lead to a reduction in coking time by 18-25% and, accordingly, an increase in productivity.

Claims (4)

1. ОГНЕУПОРНАЯ ФУТЕРОВКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЕЧИ, содержащая огнеупорный фасонный динасовый кирпич, отличающаяся тем, что огнеупорные фасонные динасовые кирпичи выполнены с глухими отверстиями в форме усеченного конуса и снабжены размещенными в отверстиях теплопроводными стержнями, при этом стержни расположены перпендикулярно к стенке печи. 1. FIRE-RESISTANT LINING OF THE INDUSTRIAL FURNACE, comprising a refractory shaped dinas brick, characterized in that the refractory shaped dinas bricks are made with blind holes in the shape of a truncated cone and equipped with heat-conducting rods placed in the holes, the rods being perpendicular to the furnace wall. 2. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что стенки глухих отверстий выполнены с наклоном к горизонтальной оси от 1 : 100 до 1 : 30. 2. The lining according to claim 1, characterized in that the walls of the blind holes are made with an inclination to the horizontal axis from 1: 100 to 1: 30. 3. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что огнеупорные фасонные динасовые кирпичи снабжены раствором огнеупорной глины, размещенным между стенкой отверстия и теплопроводным стержнем. 3. Lining according to claim 1, characterized in that the refractory shaped dinas bricks are equipped with a solution of refractory clay placed between the wall of the hole and the heat-conducting core. 4. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что теплопроводные стержни выполнены круглого сечения, при этом площадь каждого стержня составляет 5 - 15% от площади огнеупорного кирпича. 4. The lining according to claim 1, characterized in that the heat-conducting rods are made of circular cross-section, while the area of each rod is 5 - 15% of the area of the refractory brick.

Images