Печи цветной металлургии

Фундаменты и подины печей

Фундамент печи является основанием, на котором со­оружается металлургическая печь, и предназначен для передачи ее массы на грунт. Обычно при проектирова­нии печей давление на грунт допускается не более 250 кПа. Во избежание перекоса фундамента и его рас­трескивания нагрузка должна быть равномерной по всему периметру подошвы фундамента. В качестве ма­териала для сооружения фундаментов применяют буто­вый камень, бетон и строительный кирпич, слой которо­го кладется на бетонную подушку или бутовый камень. При кладке фундаментов отражательных печей часто применяют комбинирование бетона с жидким шлаком, при этом нижняя часть фундамента толщиной 0,6—0,9 м делается из бетона, а поверх него и между вертикаль­ными стенками заливают жидкий шлак. Затвердевшая масса шлака толщиной 1 , 2 — 1,8 м и является основной массой фундамента.

Глубина закладки фундамента и толщина его зави­сят от характера почвы, уровня грунтовых вод и массы печи. Для крупных печей (отражательных и других) фундаменты закладываются на глубину до 2 м. Если сооружение печи ведется вне отапливаемого помещения на промерзающем грунте, подошва фундамента должна находиться ниже глубины промерзания грунта. На влаж­ных грунтах для понижения уровня грунтовых вод перед закладкой фундамента на заданном участке следует провести дренажные работы или защищать фундамент от проникновения в него грунтовых вод применением гидроизоляционных материалов (рубероида и др.). Если некоторые элементы печей (регенераторы, борова) ока­зываются расположенными ниже уровня грунтовых вод, их возводят в специальных водонепроницаемых сварных кессонах из мягкой стали, которые устанавливаются на фундаменте. Фундамент следует защищать от воздей­ствия высоких температур. Температура на поверхности фундамента не должна превышать 250° С.

Под (подина, лещадь) печей в зависимости от кон­струкции и назначения печи сооружается или непосредственно на фундаменте без нижнего охлаждения, или с воздушным нижним охлаждением. В последнем случае он сооружается на стальных листах, чугунных плитах или в металлических кожухах (для плавильных печей), установленных на столбах фундамента или на попереч­ных балках, лежащих на фундаменте. Расстояние между балками 300—400 мм обеспечивает достаточную для ох­лаждения пода циркуляцию воздуха. На фундаменте или соответствующих листах выкладывается несколько слоев кирпичей сначала теплоизоляционных, затем огнеупорных, на которых устанавливают под.

В плавильных печах под — одна из самых ответст­венных частей их конструкции, требующая тщательно­сти выполнения и ухода. Наличие в поде даже малых щелей может привести к утечке металла из печи и ава­рии. Для предотвращения утечки металла из ванны всю печь до верхнего уровня металла заключают в металли­ческий кожух. Размеры и форма пода плавильных печей зависят от назначения и емкости печи. Обычно вдоль печи под делается более низким в средней части с подъе­мом к краям. В поперечном направлении под обычно имеет форму обратной арки, что предохраняет от всплывания в тяжелом металле более легкой футеровки. Отношение ширины к длине пода колеблется в широких пределах и определяется производительностью и назна­чением печи. Толщина пода может быть от 400 до 1200 мм в зависимости от емкости печи.

Верхний слой пода делается или наваркой или вы­кладывается из огнеупорного кирпича. При устройстве наварного пода в зависимости от состава шихты и харак­тера шлаков применяют кварциты или магнезит, динас или магнезитохромит. Иногда кладку делают комбини­рованной — под и нижнюю часть стены из кварцитов, а стену на уровне шлаков из магнезита. Материал, применяемый для устройства наварного пода, должен об­ладать хорошей спекаемостью, иначе под будет механи­чески непрочным, и отдельные куски его могут всплывать на поверхность металла. Способностью хорошо спекать­ся обладают кварциты, содержащие не менее 90% SiO2 и не более 3% Al2O3 . Содержание в набивной массе не­ которого количества Fe2O3 и CaO способствует повыше­нию спекаемости. При отсутствии примесей спекаемость кварцитов повышается при добавлении небольшого ко­личества извести или огнеупорной пластичной глины.Все материалы должны быть размолоты до размеров зе­рен 1—3 мм. Перед применением материал должен про­каливаться для полного удаления влаги и органических примесей.

Под наваривают на полную толщину или слоями. В первом случае размолотый огнеупор с соответствую­щими добавками в холодной печи плотно утрамбовыва­ют послойно (при толщине слоя около 100 мм) до пол­ной толщины пода. При трамбовке поду придается необ­ходимая форма. Толщина огнеупорной набивки 300—700 мм в зависимости от назначения и размера печи. По окончании постройки печи ее медленно и хорошо просушивают, а затем постепенно нагревают до 1400—1500° С. При этой температуре происходит спекание верхних слоев набивки. Под наваривают слоями в горя­чей печи. В разогретую до 1200—1300° С печь забрасывают огнеупорную набивную массу слоями до 100—120 мм толщиной. После спекания первого слоя забра­сывают следующий и так до получения необходимой толщины. Подина получается прочной, но процесс на­варки длителен.

Кирпичный под выкладывают из клинового кирпича в виде обратного свода. Хорошо выложенный кирпичный под обладает высокой механической прочностью. По сравнению с наварным подом кирпичный под значитель­но меньше впитывает расплавленный металл, однако наличие швов делает его более проницаемым для ра­сплава. Кроме того, изготовление кирпичного пода зна­чительно дороже.

В нагревательных печах под делают плоским — верхнюю часть пода выполняют из шамота или талько­вого кирпича, а в высокотемпературных печах — из хро­момагнезитовых кирпичей или хромитовой набивной массы. Толщина пода 230—460 мм. В методических пе­чах, где нагреваемый материал должен перемещаться по поду печи от входа к выходу, необходимы специаль­ные устройства, облегчающие это перемещение. Про­стейшими устройствами являются направляющие (глиссажные шины) в виде чугунных или стальных прямо­угольных брусков, располагаемых непосредственно на поду или на специальных столбиках. Однако такие направляющие могут применяться только при температу­рах ниже 700° С. При более высоких температурах в ка­честве направляющих используются стальные трубы сводяным охлаждением. Для уменьшения износа труб на них сверху наваривают круглую или прямоугольную (20×15 мм) полосу—шину. При размещении направля­ющих на столбиках нагрев заготовок происходит не только сверху, но и снизу. Для уменьшения тепловых потерь с охлаждающей водой трубы должны иметь теп­ловую изоляцию.

Для продвижения слитков по направляющим исполь­зуются специальные толкатели. В небольших термиче­ских печах при нагреве мелких заготовок применяют специальные поддоны, в которые загружают заготовки. На выходе из печи их выгружают, а поддоны возвраща­ют к окну загрузки.

Для транспортирования через печь легких заготовок любой формы удобен конвейерный под. Лента конвейе­ра составляется из звеньев, выполняемых из жаропроч­ных сплавов или (для температур выше 900° С) из ке­рамики.

В термических печах применение роликового пода позволяет осуществить перемещение нагреваемого ли­стового материала. Все ролики при этом являются веду­щими. Для высокотемпературных печей ось роликового вала делают с водяным охлаждением, а сами ролики — из жаропрочной стали или из керамики.

Кольцевые печи с движущимся подом в виде плоско­го кольца применяют для нагрева коротких и тяжелых заготовок.

Для термообработки тяжелых слитков широко ис­пользуются печи с выдвижным подом. Передвигается под с помощью электропривода, выгружается и загружается краном. Грузоподъемность такого пода практически не­ограниченна.

Все рубрики