Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Футеровка воздухонагревателей доменных печей

Футеровка воздухонагревателей испытывает:

  • термические нагрузки, различные по величине и характеру в зависимости от места нахождения в воздухонагревателе. Наибольшими они бывают в кладке стен и особенно в камере горения, где наблюдаемые перепады температур максимальные;
  • механические нагрузки под влиянием собственного веса огнеупоров. При их нагреве образуются также различные сжимающие напряжения в кладке, например в камере горения до 7,8 МП а, в насадке 83-117 кПа;
  • воздействие пыли, которое в процессе нагрева незначительно, но резко возрастает при взятии аппарата «на тягу». Пыль и щелочные пары, диффундирующие внутрь кирпичей, способствуют фазовым превращениям, а именно образованию анортита и ганита, а в реакционной зоне — стекловидной фазы, содержащей корунд.

Причинами деформации футеровки являются износ и выкрашивание кирпичей в куполе и верхней части камеры горения из-за чрезмерно высоких температур и реакций с пылью и щелочами; образование трещин вследствие разности температур с обеих сторон разделительной стенки; термические разрушения кирпичей в связи с чередованием периодов нагрева и охлаждения. Для ослабления действия указанных факторов кладку стен, купола и насадки делают с учетом условий работы огнеупоров в разных зонах по высоте воздухонагревателя.

Шестигранное дырчатое насадочное изделие
Рисунок 1. Шестигранное дырчатое насадочное изделие

Так, для футеровки нижней части радиальных стен и нижних рядов насадки в отечественной практике применяют шамотные изделия классов А и Б или полукислые изделия класса Б. Для футеровки высокотемпературных зон используют огнеупоры высокоглиноземистые (62—65% Аl2O3) и каолиновые (не менее 42% Al2O3). Каолиновые огнеупоры можно применять в насадках, камерах горения и куполах при максимальной температуре нагрева 1280 °С, а в качестве стенового кирпича при температуре не выше 1380 °С. В современных воздухонагревателях, рассчитанных на температуру горячего дутья 1400—1500 °С (температура под куполом до 1600 °С), предусмотрено применять в верхних рядах футеровки перерожденный динас (до 30% общей высоты насадки).

Для современных отечественных доменных печей объемом 3000—3200 м3 возможны следующие конструктивные решения воздухонагревателей: диаметр кожуха расширяется на участке 11 м по высоте перед куполом с целью создания лучших условий для работы в области наиболее высоких температур. Камеры горения круглая, встроенная, боковая. Толщина футеровки наружных стен и купола в один болыиемерный кирпич (450 мм). Внутренняя (разграничительная) и наружная стены камеры горения выложены таким же кирпичом в два оката.

Воздухонагреватель имеет теплоизоляционную защиту из трецельного и легковесного кирпичей по одному ряду каждого. Кладка по всей высоте, кроме основания камеры горения, делается без перевязки для возможности свободного ее роста. Для большей строительной прочности стен воздухонагревателя и лучших условий его работы в области наиболее высоких температур сооружаются воздухонагреватели с «грибовидным» куполом, опирающимся на кольцевую балку и разгружающим стены воздухонагревателя от своего веса.

Свободное пространство в куполе между кладкой и кожухом футеруется жаростойким торкрет-бетоном. Зазоры между изоляционным кирпичом и кожухом в основании купола и вдоль стен заполняются ватой из высокоглиноземистого волокна.

Техническая характеристика воздухонагревателя: температура горячего дутья 1200 °С; избыточное давление дутья на фурмах 410 кПа; поверхность нагрева воздухонагревателя 55560 м2; поверхность нагрева на 1 м3 объема печи 69,0 м2, то же, на 1 м3 насадки 32,2 м2.

Сечение камеры насадки равно 42,2, камеры горения 6,03 м2; высота насадки 40,635 м, толщина шестигранного кирпича 25 мм, диаметр ячеек (средний) 41 мм, число полных ячеек 11000. Для эффективного теплообмена в условиях повышенного нагрева дутья и надежности службы насадку выполняют в виде шестигранных блоков с круглыми дырчатыми отверстиями (рис. 5.101), расстояние между которыми 27 мм. Удельная поверхность нагрева в этом случае 32,7 против 24,9 м23 полезного объема печи в квадратной насадке с размером ячеек 45x45 мм, т. е. поверхность нагрева увеличивается на 31,5%. Благодаря достигаемой более высокой регенерации тепла температура дутья повышается на 50 °С при одной и той же температуре купола. Это дает прирост производительности доменной печи около 1,0% и снижение расхода кокса на 8—10 кг/т чугуна. Читать далее >>

Источник [3] → список литературы.

Читайте также:

Вернуться в начало раздела: Доменное производство чугуна
Вернуться на главную: Черная металлургия