Конструкции и проектирование электропечей
  4.3 Конструкция футеровки стен

Назначение стен – сформировать свободное пространство для размещения металлошихты и обеспечения схемы направленного теплообмена. Стены должны по возможности уменьшать тепловые потери печи.

Температурные условия работы внутренней поверхности стен весьма тяжелы, так как фактическая температура может превышать предел огнеупорности материала, кроме того, возможны резкие колебания температуры при открывании печи для загрузки. В момент открывания свода скорость охлаждения стен достигается 10000 град/час, что вдет высоким термическим напряжениям.

Таким образом, внутренний слой стен должен обладать высокой огнеупорностью, термостойкостью и низким коэффициентом теплового расширения.

Стены основной печи складывают из магнезитового кирпича всухую с пересыпкой швов магнезитовым порошком, так как ванна печи имеет круглую форму, то кроме нормальных кирпичей, применяют фасонные. Они более стойки по сравнению с тесаными, поэтому теску кирпичей желательно свести к минимуму. Через каждые 1200-1500 мм в стенах оставляют вертикальные температурные швы шириной 10-15 мм радиального направления, заполненные толем (см. рис. 4.3. а). Стены, имеющие небольшой уклон от вертикали, долговечнее. В малых печах такую форму придают стены при цилиндрическом кожухе за счет их утончения вверху. В более крупных печах кожух выполняется цилиндроконическим, расширяющимся кверху, или ступенчатым с доведением угла наклона нижней части стен до 25.

Температурные швы в кадке ДСП: а - стенка,  б и  в - подина

Рис. 4.3. Температурные швы в кадке ДСП: а - стенка, б и в - подина

Теплоизоляционный слой стен состоит из листа асбеста, толщиной 10-15 мм, слоя диатомитового или шамотного порошка, толщиной 30-40 мм и слоя шамотного кирпича в 63 мм. Слой порошка является не только теплоизолирующим, но и амортизирующим, воспринимающим давление стен при их расширении.

В настоящее время нашли применение так называемые армированные магнезитовые кирпичи, как бы упакованные с четырех сторон в тонкие стальные кассеты. Образующиеся при окислении кассет окислы железа заполняют швы и, компенсируя усадку кирпичей, связывают их. Иногда вместо кирпичей в горизонтальных швах укладывают жестяные прокладки.

Стойкость стен основных печей значительно ниже, чем подины. В крупных печах стены из магнезитовых кирпичей работают 80-100 плавок, в мелких 150-200 плавок. Стены из армированных кирпичей работают 150-200 плавок. Применение периклозошпинелидного кирпича со связкой из чугунной стружки увеличивает стойкость стен на 25-30 плавок.

Максимальный износ стен наблюдается в районе шлакового пояса и против электрода (та называемой "дикой") фазы. В этих местах к концу кампании рабочая футеровка стен изнашивается полностью.

Для увеличения стойкости стен перед началом каждой плавки их заправляют магнезитовым порошком. Печи, в которых выплавляют хромистые стали, заправляют смесью магнезитового (70%) и хромистого (30%) порошков.

При сильных размывах откосов заправку осуществляют магнезитовым порошком, увлажненным жидким стеклом или с добавкой пека.

Для экономии огнеупоров возможно выполнение стен из водоохлаждаемых панелей. Наружное водяное охлаждение не дает эффекта, так как пики температуры передаются на наружную стенку с запозданием в несколько часов.

Если же выполнить стены целиком из водоохлаждаемых панелей, то на них быстро образуется шлаковый гарнисаж, который служит защитным слоем. Применяют также специальные обмазки.

Использование водяного охлаждения позволяет уменьшить расход огнеупоров, сократить продолжительность ремонтов, упростить обслуживание печи. Однако при этом существенно возрастает расход воды и потери тепла с водой. При эксплуатации сверхмощных ДСП водяное охлаждение футеровки является необходимым условием. В результате сокращения длительности плавки при этом возможно сокращение расхода электроэнергии.

Рабочие окна печи (см. рис. 4.4.) обрамляют столбиками и перекрывают аркой из одного или двух рядов кирпича "в перевязку". Отношение стрелы арки к ее ширине (h/b) рекомендуется брать для магнезитовых кирпичей равным 1/7 – 1/8.

Срок службы арок должен соответствовать сроку службы стен. Для его увеличения иногда прибегают к охлаждению арки, помещая над ней водоохлаждаемые змеевики, замурованные в кладку.

Виды кладки арок над рабочими окнами электропечей

Рис. 4.4. Виды кладки арок над рабочими окнами электропечей

  4.3 Конструкция футеровки стен
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ