Конструкции и проектирование электропечей
  4.4 Конструкции футеровки свода

Свод имеет такое же назначение, как и стены, но работает в более тяжелых условиях. Конструкция свода осложняется необходимостью иметь отверстия для электродов с электроизоляцией, газоотсоса, кислородной фурмы, топливных горелок и т.д.

В зависимости от величины тепловой мощности ДСП свод может быть кирпичным сферической формы или металлическим водоохлаждаемым плоской формы (на сверхмощных ДСП).

Огнеупорная кладка сферического свода, помимо отмеченных особенностей тепловой работы, испытывает постоянную сжимающую механическую нагрузку от распора.

Механические напряжения в своде:

  • возрастают пропорционально его диаметру;
  • резко увеличиваются при hстр/Dсв0,1;
  • заметно снижаются при hстр/Dсв0,1, а при дальнейшем увеличении этого отношения изменяются незначительно.

Здесь Dсв – диаметр свода, hстр – стрела выпуклости. Из соображения минимального расхода огнеупоров и снижения веса свода принимают:hстр/Dсв0,1...1,5

Своды отечественных ДСП набирают преимущественно из термостойкого магнезитохромитового кирпича марки МХС. Магнезитовый кирпич применять нельзя, т.к. он при нагреве сжимается, и свод может провалиться. На малых печах применяют диносовые своды.

Магнезитохромитовые кирпичи создают недостаточную электроизоляцию электродов разных фаз, что приводит к электрическим пробоям между уплотнителями электродных отверстий и механическим повреждениям центральной части свода. Поэтому рекомендуется отверстия под электроды футеровать высокоглиноземистым кирпичом с содержанием Al2O3>70%. Такой кирпич обладает более высоким электросопротивлением.

Своды дуговых печей выкладывают вне печи на специальном шаблоне, имеющем форму внутренних очертаний свода. Шаблон делают из чугуна или из дерева обитого стальными листами.

На шаблоне устанавливают в местах, где должны находиться отверстия для электродов, три цилиндрические болванки для соблюдения правильности расположения сводовых отверстий. Так же фиксируют отверстия для газоотвода и кислородной фурмы, если они располагаются на своде. Затем на шаблон кладут сводовое кольцо и приступают к укладке кирпичей.

Сводовое кольцо проверяют под давлением на гидравлическую плотность. Между кладкой свода и сводовым кольцом выполняют тепловую изоляцию из листового асбеста на шамотном растворе. Существуют различные способы наборки сводов. На рис. 4.5. показаны схемы кладки свода с центральной аркой и кольцевого.

Схемы кладки сводов с центральной аркой (а) и кольцевого (б)

Рис. 4.5. Схемы кладки сводов с центральной аркой (а) и кольцевого (б)

При наборке свода по первой схеме центральная арка проходит между отверстиями для электрода второй фазы с одной стороны и первой и третей фаз – с другой. Для печей малой емкости своды набирают по второй схеме – кирпичи укладываются концентрическими рядами всухую.

Центральная часть свода изнашивается быстрее, чем периферийная, поэтому ее целесообразно выполнять увеличенной толщины. Для электропечей большой емкости разработана конструкция свода со съемной центральной частью. В этой конструкции, кроме основного сводового, предусмотрено водоохлаждаемое кольцо для центральной части свода.

Своды выкладываются из фасонных кирпичей и нормальных, часть которых приходится подтесывать. Одна из схем наборки свода с обозначением марок фасонного кирпича показана на рис. 4.6.

Выкладка свода дуговой печи из нормального кирпича и фасонов с обозначением марок фасонного кирпича

Рис. 4.6. Выкладка свода дуговой печи из нормального кирпича и фасонов с обозначением марок фасонного кирпича

Своды из фасонных кирпичей служат дольше, так как подтеска кирпичей ослабляет их, кроме того, сборка сводов из фасонных кирпичей требует значительно меньше времени. При применении фасонов можно среднюю часть свода делать более толстой и тем самым увеличить срок ее службы.

Увеличить срок службы футеровки свода можно снизив механическую нагрузку на кирпичи кладки, в частности давление от распора. С этой целью для крупных печей целесообразно применять распорно-подвесные своды. В этом случае при кладке свода между кирпичами закладывают стальные пластины, которые крепят к уголкам. Уголки крепятся к несущему каркасу. Благодаря каркасу часть веса кирпичной кладки передается на сводовое кольцо. Стойкость распорно-подвесного свода примерно на 20% выше стойкости обычного распорного.

Водоохлаждаемый свод обычно состоит из центральной части, футерованной огнеупорным кирпичом, и охлаждаемой внешней. Водоохлаждаемые сегменты подвешивают к несущей конструкции.

Охлаждаемая поверхность составляет до 85% площади свода, а расход сводовых огнеупоров на 1 т стали уменьшается почти в 10 раз.

Стойкость магнезитохромитовых сводов составляет для крупных печей 50-100 плавок, а для малых 200-250 плавок.

Известен опыт применения полностью водоохлаждаемого свода, представляющего собой плоскую коробку с рабочей поверхностью из огнеупорной набивки. стойкость такого свода превышает 6000 плавок.

  4.4 Конструкции футеровки свода
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ