RU2235134C1 - Plate type cooler for metallurgical furnaces - Google Patents
Plate type cooler for metallurgical furnaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2235134C1 RU2235134C1 RU2002133165/02A RU2002133165A RU2235134C1 RU 2235134 C1 RU2235134 C1 RU 2235134C1 RU 2002133165/02 A RU2002133165/02 A RU 2002133165/02A RU 2002133165 A RU2002133165 A RU 2002133165A RU 2235134 C1 RU2235134 C1 RU 2235134C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- ribs
- refrigerator
- fins
- refrigerator according
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам и устройствам для охлаждения шахт металлургических печей, и может использоваться в системах водяного и испарительного охлаждения кожухов шахт доменных печей и вагранок.The invention relates to metallurgy, in particular to methods and devices for cooling mines of metallurgical furnaces, and can be used in systems for water and evaporative cooling of casings of mines of blast furnaces and cupolas.
Известен плитовый чугунный холодильник для доменной печи, содержащий чугунную плиту, которая может иметь на рабочей поверхности горизонтальные ребра и залитые в чугунную плиту охлаждающие змеевики, выполненные из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (Патент РФ №2151195, МПК 7 С 21 В 7/10, опубл. 2000 г., Бюл. №17). Такой холодильник имеет невысокую стойкость, т.к. ребра на рабочей поверхности плиты выполнены сплошными, что приводит при эксплуатации холодильника к быстрому образованию на них трещин и преждевременному выходу холодильника из работы.Known cast iron stove fridge for a blast furnace, containing a cast iron plate, which may have horizontal fins on the working surface and cooling coils filled in a cast iron plate made of high-strength cast iron with spherical graphite (RF Patent No. 2151195, IPC 7 C 21 V 7/10, publ. 2000, Bull. No. 17). Such a refrigerator has a low resistance, because the ribs on the working surface of the plate are solid, which leads to the rapid formation of cracks on them and the premature exit of the refrigerator from operation.
Известен плитовый холодильник металлургической печи, рабочая поверхность которого разделена ребрами на ячейки шестигранной или овальной формы (SU №1092177, МПК 3 С 21 В 7/10, опубл. 1984 г.). Недостатком такой конструкции наружной поверхности является низкая стойкость холодильника, т.к. ребра между ячейками выполнены сплошными, в результате в них образуются трещины термической усталости, приводящие к поломке холодильника.Known plate refrigerator of a metallurgical furnace, the working surface of which is divided by ribs into cells of a hexagonal or oval shape (SU No. 1092177, IPC 3 C 21 V 7/10, publ. 1984). The disadvantage of this design of the outer surface is the low resistance of the refrigerator, because the ribs between the cells are solid; as a result, thermal fatigue cracks form in them, leading to breakdown of the refrigerator.
Известен плитовый холодильник доменной печи, состоящий из чугунной плиты с залитыми в нее охлаждающими трубами, причем наружная облицовка выполнена в виде прилегающих друг к другу пластин из износостойкого чугуна, закрепленных в теле плиты по типу “ласточкина хвоста”, при этом между пластинами и телом плиты нанесен слой огнеупорной краски (а.с. СССР №545676, МПК 2 С 21 В 7/10, опубл. 1977 г.). Недостатком такого холодильника является его низкая стойкость, т.к. пластины, изолированные от тела холодильника, быстро перегреваются и изнашиваются или вываливаются из пазов, которые также подвержены растрескиванию.Known stove refrigerator blast furnace, consisting of a cast iron plate filled with cooling pipes, and the outer lining is made in the form of adjacent plates made of wear-resistant cast iron, mounted in the body of the plate as a “dovetail”, while between the plates and the body of the stove a layer of refractory paint was applied (AS USSR No. 545676, IPC 2 C 21 V 7/10, publ. 1977). The disadvantage of this refrigerator is its low durability, because plates isolated from the body of the refrigerator quickly overheat and wear out or fall out of the grooves, which are also prone to cracking.
Наиболее близким к заявляемому является плитовый холодильник, содержащий плиту со сплошными ребрами на рабочей поверхности (а.с. СССР №222413, МПК 2 С 21 В 7/10, опубл. 1978 г.).Closest to the claimed is a plate refrigerator containing a plate with solid ribs on the working surface (AS USSR No. 222413, IPC 2 C 21 V 7/10, publ. 1978).
Недостатком прототипа является невысокая эксплуатационная стойкость холодильника при эксплуатации его в доменной печи из-за быстрого образования трещин за счет малоцикловой усталости в сплошных ребрах, приводящих к разрушению плиты холодильника.The disadvantage of the prototype is the low operational stability of the refrigerator when used in a blast furnace due to the rapid formation of cracks due to low-cycle fatigue in solid fins, leading to the destruction of the refrigerator plate.
Технический результат - повышение эксплуатационной стойкости плитового холодильника для металлургических печей.EFFECT: increased operational stability of a plate refrigerator for metallurgical furnaces.
Технический результат достигается тем, что в плитовом холодильнике для металлургических печей, содержащем плиту с ребрами на рабочей поверхности и залитые в плиту охлаждающие трубы, ребра выполнены прерывистыми с глубиной паза равной 0,1-1,0 от высоты ребра и длиной паза равной 0,1-1,5 от толщины основания ребра. Высота каждого ребра составляет 0,10-0,95 от толщины плиты. Ребра сопряжены с поверхностью плиты с радиусом 5-35 мм, а расстояние между рядами ребер составляет 0,1-1,9 от толщины основания ребра. Боковые стенки ребер наклонены относительно поверхности плиты под углом 15-160°. Пазы в каждом ребре расположены по высоте холодильника друг под другом. Плита и ребра плитового холодильника могут быть выполнены из высокопрочного чугуна с шаровидным или вермикулярным графитом, а также из меди и/или ее сплавов или из стали.The technical result is achieved in that in a plate refrigerator for metallurgical furnaces containing a plate with fins on the working surface and cooling pipes poured into the plate, the fins are intermittent with a groove depth of 0.1-1.0 of the height of the rib and a groove length of 0, 1-1.5 of the thickness of the base of the ribs. The height of each rib is 0.10-0.95 of the thickness of the plate. The ribs are associated with the surface of the plate with a radius of 5-35 mm, and the distance between the rows of ribs is 0.1-1.9 of the thickness of the base of the ribs. The side walls of the ribs are inclined relative to the surface of the plate at an angle of 15-160 °. The grooves in each rib are located one above the other in height of the refrigerator. The stove and fins of the stove refrigerator can be made of ductile iron with spherical or vermicular graphite, as well as copper and / or its alloys or steel.
Ребра в плитовых холодильниках служат для удержания огнеупорной массы, которой заполняют пространство между ребрами, а также они обеспечивают более развитую рабочую поверхность, что позволяет осуществлять повышенный отвод тепла от кожуха печи. Однако в плите-прототипе ребра выполнены непрерывными рядами. При эксплуатации холодильника ребра будут подвергаться периодическому нагреву до высоких температур (600-900°С) и охлаждению, что приводит к быстрому образованию в них трещин термической усталости. При дальнейшей эксплуатации холодильника трещины распространяются в тело плиты, что приводит к ее поломке. В результате холодильник преждевременно выходит из строя, часто не отработав регламентированное для него время.The fins in the stove refrigerators are used to hold the refractory mass, which fills the space between the fins, and they provide a more developed working surface, which allows for increased heat removal from the furnace casing. However, in the prototype plate, the ribs are made in continuous rows. During operation of the refrigerator, the fins will undergo periodic heating to high temperatures (600-900 ° C) and cooling, which leads to the rapid formation of thermal fatigue cracks in them. With further operation of the refrigerator, cracks propagate into the body of the plate, which leads to its breakdown. As a result, the refrigerator prematurely fails, often not having worked out the time prescribed for it.
В заявленной конструкции плитового холодильника ребра выполнены прерывистыми, что обеспечивает каждому участку ребра возможность свободного расширения и сжатия при нагревах и охлаждениях холодильника. В результате в таких ребрах не образуются трещины термической усталости, что предотвращает разрушение плиты, т.к. возникающие в такой плите напряжения ниже условного предела текучести. Было установлено, что глубина каждого паза в ребре должна быть равна 0,1-1,0 от высоты ребра. При меньшей глубине паза еще возможно образование трещин в остатках ребер, а при большем значении уменьшается толщина плиты, что снижает ее стойкость. Длина каждого паза должна составлять 0,1-1,5 от толщины основания ребра, в противном случае при меньшем значении длины паза в ребре возникают трещины, а при большем значении длины паза трещины уже не образуются, но резко снижается общая протяженность ребер, что снижает стойкость холодильника.In the claimed design of the plate refrigerator, the fins are intermittent, which provides each section of the fins with the possibility of free expansion and contraction during heating and cooling of the refrigerator. As a result, thermal fatigue cracks do not form in such ribs, which prevents plate destruction, since stresses arising in such a plate are below the conditional yield strength. It was found that the depth of each groove in the rib should be equal to 0.1-1.0 of the height of the ribs. With a smaller groove depth, cracks in the remains of the ribs are still possible, and with a larger value, the thickness of the plate decreases, which reduces its resistance. The length of each groove should be 0.1-1.5 of the thickness of the base of the rib, otherwise, cracks occur in the rib with a smaller groove length, and cracks do not form with a larger groove length, but the total length of the ribs decreases sharply, which reduces durability of the refrigerator.
Для уменьшения концентрации напряжений и снижения вероятности отрыва ребер они сопряжены с поверхностью плиты с радиусом 5-35 мм, а расстояние между рядами ребер составляет 0,1-1,9 от толщины основания ребра. Высота ребра составляет 0,10-0,95 от толщины плиты. При меньшей высоте ребра снижается теплосъем с холодильника, а при большей - наблюдается отрыв ребер от плиты. Боковые стенки ребер наклонены относительно поверхности плиты под углом 15-160°. При значении угла наклона меньшем нижнего предела края ребер становятся тонкими и в них из-за перегрева быстро образуются трещины термической усталости. При значении угла наклона большем верхнего значения боковые стенки ребер становятся пологими, в результате защитная огнеупорная масса и гарнисаж быстро сходят с поверхности плиты, что приводит к быстрому ее выходу из строя. Пазы в ребрах располагаются по высоте холодильника друг под другом. Для повышения срока службы плитового холодильника плиту и ребра выполняют из высокопрочного чугуна с шаровидным или вермикулярным графитом, меди и/или ее сплавов или из стали.To reduce the concentration of stresses and reduce the likelihood of ribs breaking off, they are conjugated to the surface of the plate with a radius of 5-35 mm, and the distance between the rows of ribs is 0.1-1.9 of the thickness of the base of the ribs. The height of the ribs is 0.10-0.95 of the thickness of the plate. With a smaller height of the ribs, the heat removal from the refrigerator is reduced, and with a larger height, the ribs are separated from the stove. The side walls of the ribs are inclined relative to the surface of the plate at an angle of 15-160 °. When the angle of inclination is smaller than the lower limit, the edges of the ribs become thin and thermal fatigue cracks quickly form in them due to overheating. When the angle of inclination is greater than the upper value, the side walls of the ribs become flat, as a result, the protective refractory mass and the skull quickly leave the surface of the plate, which leads to its rapid failure. The grooves in the ribs are located along the height of the refrigerator under each other. To increase the service life of the stove refrigerator, the stove and fins are made of ductile iron with spherical or vermicular graphite, copper and / or its alloys, or steel.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена конструкция плитового холодильника с прерывистыми ребрами на рабочей поверхности, на фиг.2 - варианты наклоны боковой стенки ребер с острым и тупым углом.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows the design of a plate refrigerator with intermittent ribs on the working surface, in Fig.2 - options for tilting the side wall of the ribs with an acute and obtuse angle.
На фигурах цифрами и буквами обозначено:In the figures, the numbers and letters indicate:
1 - плита;1 - plate;
2 - охлаждающие трубы;2 - cooling pipes;
3 - горизонтальные ребра;3 - horizontal ribs;
4 - пазы в ребре;4 - grooves in the rib;
Н - толщина плиты;H is the thickness of the plate;
h - высота ребра;h is the height of the ribs;
а - глубина паза;a - groove depth;
в - толщина основания ребра;in - the thickness of the base of the ribs;
с - длина паза;C is the length of the groove;
d - расстояние между рядами ребер;d is the distance between the rows of ribs;
R - радиус сопряжения ребра с поверхностью плиты;R is the radius of pairing of the ribs with the surface of the plate;
α - угол наклона боковой стенки ребра относительно поверхности плиты.α is the angle of inclination of the side wall of the rib relative to the surface of the plate.
Заявленный плитовый холодильник для металлургических печей содержит плиту 1 толщиной Н, в которую залиты охлаждающие трубы 2. На рабочей стороне плиты имеются горизонтальные ребра 3 высотой h и толщиной основания в. Ребра выполнены прерывистыми с пазами 4 глубиной а и длиной с. Ребра сопряжены с поверхностью плиты с радиусом R. Расстояние между горизонтальными рядами ребер равно d. Угол наклона боковой стенки ребра относительно поверхности плиты равен α.The claimed plate refrigerator for metallurgical furnaces contains a plate 1 of thickness H, into which cooling tubes 2 are poured. On the working side of the plate there are horizontal ribs 3 of height h and base thickness b. The ribs are made intermittent with grooves 4 of depth a and length c. The ribs are associated with the surface of the plate with a radius R. The distance between the horizontal rows of ribs is d. The angle of inclination of the side wall of the rib relative to the surface of the plate is equal to α.
Пример выполнения плитового холодильника. Плитовый холодильник для металлургических печей содержит плиту и ребра из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, в которую залиты охлаждающие стальные трубы. На рабочей поверхности холодильника имеются горизонтальные прерывистые ребра с высотой ребра h=60 мм и толщиной основания в=75 мм. Глубина пазов в ребрах равна высоте ребра и составляет a=h=60 мм, а длина каждого паза с=40 мм. Пазы в каждом ребре по высоте холодильника располагаются друг под другом. Ребра сопряжены с поверхностью плиты с радиусом R=12 мм. Расстояние между горизонтальными рядами ребер равно толщине основания ребра и составляет d=в=75 мм. Толщина плиты составляет Н=170 мм. Угол наклона боковой стенки ребер относительно поверхности плиты составляет α=90°.An example of a stove refrigerator. A plate refrigerator for metallurgical furnaces contains a plate and fins made of ductile iron with spherical graphite, into which cooling steel pipes are filled. On the working surface of the refrigerator there are horizontal discontinuous ribs with a rib height h = 60 mm and a base thickness of = 75 mm. The depth of the grooves in the ribs is equal to the height of the rib and is a = h = 60 mm, and the length of each groove is c = 40 mm. The grooves in each rib along the height of the refrigerator are located under each other. The ribs are associated with the surface of the plate with a radius of R = 12 mm. The distance between the horizontal rows of ribs is equal to the thickness of the base of the ribs and is d = B = 75 mm. The thickness of the plate is H = 170 mm. The angle of inclination of the side wall of the ribs relative to the surface of the plate is α = 90 °.
Технико-экономическое преимущество заявленной конструкции плитового холодильника заключается в повышении его стойкости за счет предотвращения образования трещин термической усталости в ребрах и преждевременного разрушения холодильника. В результате повышается стабильность работы доменной печи, увеличивается срок ее эксплуатации между капитальными ремонтами, а также облегчаются условия проведения плавки.The technical and economic advantage of the claimed design of a plate refrigerator is to increase its resistance by preventing the formation of thermal fatigue cracks in the ribs and premature destruction of the refrigerator. As a result, the stability of the blast furnace is increased, the period of its operation between overhauls is increased, and the conditions for melting are facilitated.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002133165/02A RU2235134C1 (en) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | Plate type cooler for metallurgical furnaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002133165/02A RU2235134C1 (en) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | Plate type cooler for metallurgical furnaces |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002133165A RU2002133165A (en) | 2004-06-27 |
| RU2235134C1 true RU2235134C1 (en) | 2004-08-27 |
Family
ID=33413467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002133165/02A RU2235134C1 (en) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | Plate type cooler for metallurgical furnaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2235134C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2299388C1 (en) * | 2006-03-27 | 2007-05-20 | Владимир Владимирович Ветер | Apparatus for cooling shafts of metallurgical furnaces |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4561639A (en) * | 1981-11-16 | 1985-12-31 | Vnipicermetenergoochistka | Cooling plate for metallurgical furnaces |
| DE3925280A1 (en) * | 1989-07-31 | 1991-02-07 | Gutehoffnungshuette Man | LIQUID-FLOWED COOLING ELEMENT FOR SHAFT OVENS |
| SU1673600A1 (en) * | 1989-05-31 | 1991-08-30 | Днепропетровский Завод Металлургического Оборудования | Blast furnace cooler |
| RU2144570C1 (en) * | 1995-02-07 | 2000-01-20 | СМС Шлеманн - Зимаг АГ | Cooling plate for shaft furnace |
| RU2151195C1 (en) * | 1999-02-01 | 2000-06-20 | ОАО "Новолипецкий металлургический комбинат" | Plate-type cooler for metallurgical furnaces and cooling coil of such cooler |
-
2002
- 2002-12-09 RU RU2002133165/02A patent/RU2235134C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4561639A (en) * | 1981-11-16 | 1985-12-31 | Vnipicermetenergoochistka | Cooling plate for metallurgical furnaces |
| SU1673600A1 (en) * | 1989-05-31 | 1991-08-30 | Днепропетровский Завод Металлургического Оборудования | Blast furnace cooler |
| DE3925280A1 (en) * | 1989-07-31 | 1991-02-07 | Gutehoffnungshuette Man | LIQUID-FLOWED COOLING ELEMENT FOR SHAFT OVENS |
| RU2144570C1 (en) * | 1995-02-07 | 2000-01-20 | СМС Шлеманн - Зимаг АГ | Cooling plate for shaft furnace |
| RU2151195C1 (en) * | 1999-02-01 | 2000-06-20 | ОАО "Новолипецкий металлургический комбинат" | Plate-type cooler for metallurgical furnaces and cooling coil of such cooler |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2299388C1 (en) * | 2006-03-27 | 2007-05-20 | Владимир Владимирович Ветер | Apparatus for cooling shafts of metallurgical furnaces |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100367467B1 (en) | Water-cooling panel for furnace wall and furnace cover of arc furnace | |
| RU2210705C2 (en) | Shaft furnace cooling member (versions) | |
| EA007283B1 (en) | Device for cooling of furnace lining | |
| CA2022276C (en) | A cooling element for shaft furnaces | |
| KR20050050092A (en) | Cooling plate for metallurgic furnaces | |
| KR101975328B1 (en) | Apparatus for protecting refractory of blast furnace and blast furnace comprising the same | |
| RU2205338C2 (en) | Cooling plate for shaft furnaces | |
| EA006697B1 (en) | Cooling element | |
| RU2235134C1 (en) | Plate type cooler for metallurgical furnaces | |
| US2256179A (en) | Shaft cooling system for blast furnaces | |
| US4676487A (en) | Cooling plate for metallurical furnaces | |
| RU2299388C1 (en) | Apparatus for cooling shafts of metallurgical furnaces | |
| CA2581979C (en) | Metallurgical furnace | |
| RU2263150C1 (en) | Blast furnace | |
| US11384985B2 (en) | Furnace stave | |
| RU2370545C1 (en) | Iron notch of blast furnace | |
| RU2729800C1 (en) | Device for water cooling of blast furnace bottom | |
| JPH0827505A (en) | Water-cooled refractory panel for blast furnace wall repair | |
| EP1064410B1 (en) | Wall structure for a metallurgical vessel and blast furnace provided with a wall structure of this nature | |
| JP2011208219A (en) | Stave cooler | |
| RU2718775C1 (en) | Copper refrigerating plate with wear-resistant inserts for blast furnace | |
| SU662586A1 (en) | Shaft furnace cooler | |
| SU863981A1 (en) | Steel-melting electric arc furnace | |
| SU998508A1 (en) | Blast furnace cooler | |
| NO771583L (en) | ELECTRIC OVEN. |