Узел вывода охлаждающих трубок через кожух доменной печи и крепление холодильников

При работе печи холодильники нагреваются. Градиент температур по толщине вызывает коробление холодильника. Если принять разность температур на гранях плиты холодильника, равной 300° С, то стрела прогиба для холодильника двухметровой длины согласно расчетам достигает 8—10 мм.

Схема деформации в результате градиента температур приведена на рис. 38, а.

Продольное и поперечное тепловое расширение холодильников тоже весьма существенно. Если принять, что холодильник двухметровой длины нагревается в среднем по сечению на 300 град, то он удлиняется при этом на 7—8 мм (см. рис. 37,б). Общая деформация холодильника изображена на рис. 37, в.

В процессе работы печи, особенно в районе шахты и заплечиков, температурный режим печи часто изменяется, что приводит к периодическому колебанию температуры холодильников. Следовательно, тепловые деформации холодильников происходят все время и это обстоятельство нужно учитывать при креплении холодильников к кожуху и в узле вывода трубок холодильников через кожух печи.

Крепление холодильников к кожуху

В настоящее время принят вариант крепления, показанный на рис. 39,а. При таком креплении обеспечивается беспрепятственное продольное и поперечное расширение холодильника.

При короблении холодильников крепежные болты, затянутые при монтаже, растягиваются еще больше, что, по мнению авторов, не желательно, так как создает дополнительные напряжения в плите холодильника (особенно у головки болта). Поэтому рекомендуется под головку болта подкладывать гнутые шайбы для компенсации усилий в результате коробления (рис. 39,б).

Следует признать, что предложенный способ крепления холодильников, по-видимому, нуждается в улучшении.

Узел вывода трубок через кожух печи

В данном случае должны быть обеспечены:

а) газоплотность;

б) прочность в условиях частых тепловых перемещений;

в) эластичность (чтобы в кожухе и холодильнике не создавались добавочные напряжения);

г) полная независимость перемещения охлаждающей трубки, т. е. отсутствие связи ее с кожухом печи;

д) минимальные прорезы в кожухе печи для вывода через них трубок.

Конструкция рассматриваемого узла длительное время была объектом совместных изучений исследователей и конструкторов.

Наиболее удобная конструкция с компенсатором тепловых удлинений изображена на рис. 40. Тепловые деформации холодильников воспринимаются защитными трубками и компенсаторами, в то время, как основные охлаждающие трубки свободно проходят через отверстия в кожухе. Результаты стендовых исследований и промышленных испытаний показали, что защитные трубки работают надежно в течение всей кампании печи. Газоплотность данной конструкции зависит от плотности заливки защитной трубки в холодильник. Как правило, через зазоры между трубкой и холодильником газ проходит в незначительных количествах. Поэтому этот зазор уплотняют специальной пиролюзитовой постой, которая запрессовывается под давлением и быстро затвердевает, несколько увеличиваясь в объеме.

Рекомендуют следующий состав пасты: 210 частей пиролюзита MnO2, 100 частей окиси цинка ZnO, 20 частой буры, жидкое стекло до получения сметанообразной консистенции.

Лучшие результаты дает уплотнение зазора латунью. Для этой цели в зазор между защитной и основной трубками насыпают ~150 г латунного лома и 50 г буры. Указанную операцию нужно делать перед заливкой чугуна в форму. Латунь плавится и заполняет зазор, образующийся между затвердевшим чугуном и трубкой. Такое уплотнение обеспечивает практически полную газоплотность узла вывода трубок из холодильников.

Чтобы в компенсаторы не попала заливка, заполняющая зазор между кожухом и холодильником, внутреннюю полость компенсатора заливают массой следующего состава: 30% хризолитового асбестового порошка и 70% огнеупорной глины.

Удлинение холодильников при нагреве составляет ~6—8 мм. При этом компенсаторы работают в области пластичных деформаций.

Однако результаты наблюдений показывают, что, несмотря на имеющие место пластические деформации, газоплотность компенсаторов остается удовлетворительной на протяжении всей кампании доменной печи.

В последнее время считают, что компенсаторы устанавливать не обязательно и все трубки от холодильников через кожух выводят, как показано на рис. 41.