yandex.metrica
Печи цветной металлургии

Стены и своды печей

Стены печей кладутся из огнеупорных кирпичей или монтируются из блоков кирпичей, подготовленных зара­нее. Стандартные форма и размеры кирпичей даны на рис. 89, положение их в кладке — на рис. 90.Форма и размеры огнеупорных кирпичей В отдель­ных случаях применяют кирпичи специальных форм и размеров. Наиболее слабое место огнеупорной кладки — швы, поэтому их следует делать возможно тоньше. В за­висимости от толщины шва различают следующие ка­тегории кладки — особо тщательная (1 мм), тщательная (2 мм), обыкновенная (3 мм), бутовая (5 мм). Швы заполняются огнеупорными растворами (или мертеля­ми), причем густые растворы используются при бутовых кладках, полугустые — при обыкновенных и жидкие — при тщательных.Так как назначение растворов при кладке стен металлургических печей состоит только в уплотнении швов, а не в связывании кладки, то для обеспечения прочности и стойкости всего массива клад­ки необходима перевязка швов (рис. 91) и крепление металлической арматурой. Поперечные вертикальные швы перевязывают смещением кирпичей верхнего ряда на 1/2 или 1/4 кирпича по отношению к нижнему. Пере­вязка продольных вертикальных швов достигается чере­дованием по высоте кладки тычковых и ложковых ря­дов (см. рис. 90). Положение кирпича в кладкеСтены в один кирпич кладут только тычковыми рядами. В углах стен для получения пра­вильной перевязки применяют неполномерные кирпичи, равные по длине 3/4 и 1/2 целого кирпича.

Толщина стен определяется в основном тепловым расчетом печи и ее размерами. При небольшой толщине стен потери тепла будут больше и строительная прочность печи мала, однако при большой толщине сильно возра­стает их стоимость и масса кладки. Последнее особенно нежелательно для печей периодического действия, ког­да расход тепла на разогрев печи определяется ее массой.

Кладка стен с перевязкой углов при толщине стенСтены нагревательных печей делаются вертикальны­ми, стены плавильных печей — вертикальными только снаружи, а внутри наклонными с утолщением в нижней части (для увеличения прочности и срока службы).

Лицевая сторона стены, обращенная к рабочему про­странству, должна выкладываться только целым кирпи­чом, так как шланеустойчивость целой поверхности кир­пича выше, чем в изломе. Для защиты от действия шла­ков золы и газов огнеупорный материал покрывают огнеупорной обмазкой, которая не только увеличивает срок службы кладки, но и придает ей большую механи­ческую прочность и газонепроницаемость. Иногда обмазку наносят и на наружную поверхность стен.

Для компенсации расширения стен при нагреве в кладке делают температурные швы. Средняя суммарная величина температурных швов на 1 пог. м кладки долж­на быть для шамота 5—6 мм, для динаса 10—12 мм, для магнезита 8—10 мм. Во избежание подсоса воздуха и утечки газа температурные швы обычно заполняются слегка увлажненной огнеупорной массой.

Обычно кладку стен нагревательных печей делают из шамота. Для плавильных печей, помимо шамотного кирпича, применяют динасовые, магнезитовые и хромо­магнезитовые.

В стенах печей всегда делаются отверстия — рабочие и смотровые окна, отверстия для горелок и форсунок и др. Их следует делать так, чтобы не ослабить кладку и не нарушить герметичность. Для этого проемы окон пе­рекрываются аркой или специальными брусьями, а ме­таллические рамы окон и заслонки крепятся к каркасу печи.

Своды металлургических печей выполняют главным образом в виде арок — арочные своды — или в виде го­ризонтальных перекрытий — плоские подвесные своды. Арочный свод делают у небольших печей шириной не более 4 м, так как под действием собственного веса и высокой температуры арочный свод дает большой ра­спор (горизонтальную составляющую усилия на опору). Распор тем больше, чем более пологая арка. При про­ектировании обычно задаются подъемом свода, т. е. от­ношением стрелы свода к ширине печи, равным 1/10—1/12.

Приближенный расчет распора (Н/м длины свода) может быть выполнен по схеме, приведенной на рис. 92. В этом случае горизонтальный распор (в холодной печи) Н = К cos (α/2), но, так как K — Gg/2sin (α/2), где G — масса 1 м сво­да по длине, то Н = Gg/2  ctg(α/2).

Схема к расчету распора арочнго свода

С повышением температуры печи tп сила распора Ht увеличивается по сравнению с расчетной, что может быть учтено соответствующими коэффициентами (Ht= mH):

таблица

Толщина свода зависит от длины пролета и темпера­туры печи. Для малых печей шириной до 1 м толщина кладки свода с теплоизоляцией 230—380 мм, для боль­ших печей шириной более 3,5 м толщина кладки 450—500 мм.

Своды кладут из клинового кирпича или из комби­нации клинового кирпича с прямым. Кладку можно вести двумя способами — отдельными кольцами или впе­ревязку (рис. 93). При первом способе кирпичи уклады­ваются рядами поперек печи. Это дает возможность от­дельным кольцам расширяться независимо и позволяет осуществлять более быстрый ремонт свода. При втором способе все кирпичи свода перевязываются. Конструк­ция такого свода более прочна, но ремонт ее сложнее.Способы кладки арочного свода

Для кладки арочного свода возводится опалубка, уста­навливаемая на поду. Опорные части свода, его пяты, опираются либо непосредственно на продольные стены печи, либо на швеллеры (подпятовые балки), положен­ные на стены. Пяты могут быть подтесаны из нормаль­ного кирпича или выложены из специального фасонно­го кирпича. Кладка свода должна правильно, по радиу­су арки, примыкать к пятам. Применение швеллеров для опоры свода освобождает стены от распорной нагрузки, при этом распорное усилие передается на каркас печи. Кроме того, применение швеллеров позволяет предот­вратить выпучивание свода при нагреве печи, так как, отпуская болты каркаса в момент нагрева, можно обес­печить своду возможность свободно расширяться в по­перечном направлении. Опора свода на швеллеры ис­пользуется главным образом в плавильных печах. Для обеспечения термического расширения свода в продоль­ном направлении его выкладывают из отдельных секций длиной 3—7,5 м с зазорами 40—60 мм между ними.

Иногда в конструкциях печей делают съемный ароч­ный свод из одной или двух секций. В этом случае пяты свода опираются на жесткую литую или сварную раму. Съемным сферическим сводом перекрываются, напри­мер, дуговые печи для восстановления никеля из закиси. Такая конструкция свода позволяет быстро менять его в случае прогорания. Для создания большей герме­тичности иногда используют песочный затвор, внутрь которого при опускании свода входят специальные вы­ступы, сделанные у пят.

Для нагревательных и плавильных печей с шириной пролета более 4 м значительное распространение полу­чили плоские подвесные своды. В подвесном своде кир­пичи или набранные из кирпичей, секции с помощью стальных анкеров и держателей подвешиваются к по­перечным балкам каркаса печи. Основные преимущест­ва подвесного свода следующие:

  1. стены печи не несутнагрузки свода;
  2. для устройства свода не требуется опалубки;
  3. ремонт свода может быть осуществлен без остановки печи;
  4. ширина печи или величина пролета может быть значительной;
  5. для устройства свода не требуется высококвалифицированных каменщиков. Од­нако на устройство подвесного свода расходуется много металла.

На рис. 94 показано устройство плоского подвесного свода из фасонных кирпичей двух типов. Недостатком такого свода является обра­зование щелей между кир­пичами в результате усадки материала в процессе служ­бы. Для герметизации свода могут быть использованы огнеупорная обмазка и за­сыпка.Варианты конструкций подвесных сводов из фасонных кирпичей

В плавильных печах для получения большей герме­тичности устраивается ком­бинированный распорно­подвесной свод. В этом слу­чае свод набирается из подвесных блоков так, что они образуют арку. Частич­но сохраняемый распор способствует уплотнению швов между блоками. Блоки собраны из отдельных кир­пичей на стальных пластинах (рис. 95).Секция подвесного свода отражательной печи

Материалами для сводов печей могут служить ша­мот, динас, магнезит, хромомагнезит. Шамот применяют только при температуре в печи не выше 1300°С, так как при более высокой температуре значительно снижается его механическая прочность. Магнезит обладает малой термической стойкостью и высокой теплопроводностью, поэтому во избежание растрескивания кирпичей от неравномерного нагрева и больших тепловых потерь маг­незитовый свод снаружи следует покрывать теплоизоля­цией. При выборе материала для свода следует учиты­вать не только температурный режим печи, но и хими­ческий состав шлака, а также пыли и золы (при приме­нении пылевидного топлива).

0

Нажмите здесь, чтобы оставить комментарий