книги из ГПНТБ / Плотников Л.А. Огнеупоры в черной металлургии учеб. пособие для учащихся техникумов

почти не имеет швов, что способствует ее шлакоустойчивости.

В качестве примера применения бетонных огнеупор­ ных масс для футеровки низа стен нагревательных ко­ лодцев можно привести следующее решение.

Низ стен до шлаковой линии выполняют из двух сло­ ев бетонных огнеупорных масс: кремнеземистой, толщи­ ной 192 мм, обращенной в рабочее пространство колод­ ца; от шлаковой линии до верхнего обрамления толщи­ ной 228 мм стену выкладывают однородной высокогли­ ноземистой и кремнеземистой массой из огнеупорного бетона.

Колодцы с такими стенами характеризуются продол­ жительными сроками службы. Перерыв в их работе нет обходим лишь для смены крышек или верхнего обрам­ ления.

Применение набивной огнеупорной массы для кладки амбразур горелок также дает положительные результаты. Конструкция плотно

140

Соединена с кладкой задней стены и исключает просачивание газа и разгар амбразуры.

Конструкция передних стен колодцев проста, поэтому примене­ ние бетонных огнеупорных масс не вызывает затруднений.

Во время ремонтов футеровки нагревательных колодцев можно применять торкретирование магнезитохромитовыми высокоглинозе­ мистыми или алюмосиликатными массами, составы которых приведе­ ны в гл. V I , § 3.

Преимущества огнеупорных монолитных масс перед кирпичом заключаются в простоте изготовления конструктивных элементов, от­ сутствии необходимости в запасах огнеупорных изделий определен­ ных форм, быстроте установки, более простом обслуживании и более низкой теплопроводности.

Применение масс из огнеупорного бетона в нагревательных ко­ лодцах повысило коэффициент их использования и стойкость, а так­ же сократило продолжительность ремонтных простоев.

Следует, однако, отчетливо себе представить, что преимущества огнеупорного бетона по сравнению с кирпичом можно реализовать лишь при точном учете условий службы огнеупорной футеровки на­ гревательных колодцев.

§ 3. О Г Н Е У П О Р Н Ы Е М А Т Е Р И А Л Ы ДЛЯ РЕКУПЕРАТОРОВ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ

Рекуператор представляет собой теплообменный ап­ парат, работающий в условиях стационарного теплового потока, когда тепло постоянно передается от остываю­ щих дымовых газов к нагреваемому воздуху или газу через разделительную стенку. Между воздушной и ды­ мовой сторонами рекуператоров всегда существует пе­ репад давлений. Поэтому неплотности в рекуперативной насадке приводят к утечке воздуха, достигающей иног­ да 40—50%, что резко снижает долю тепла, полезно ис­ пользуемого в рекуператоре.

В рекуператорах коэффициент теплопередачи К оп­ ределяется следующей зависимостью:

141

X—коэффициент теплопроводности огнеупорного материала, из которого выполнена стенка,

вт/(м-град) [ккал/(м-ч-град].

Температуры дымовых газов и подогреваемого воз­ духа в среднем составляют приблизительно постоянную величину. Поэтому увеличить эффективность тепловой работы рекуператора можно либо уменьшением толщи­ ны разделительной стенки, либо увеличением коэффи­ циента теплопроводности огнеупорного материала, из ко­ торого выполнена разделительная стенка.

Первый способ имеет очень ограниченные возмож­

Второй способ дает больше возможностей, и его осу­ ществляют изысканием и применением огнеупорных ма­

В течение длительного времени для изготовления на­ садки керамических рекуператоров применяли исключи­ тельно шамотные огнеупорные изделия. Однако высокая

венно влияет не только на эти основные характеристики, но и на работу рекуператора в целом.

Керамические рекуператоры обычно собирают из отдельных труб или блоков, что создает в насадке мно­ гочисленные швы, положение и длина которых (верти­ кальное или горизонтальное) существенно влияют на герметичность рекуператоров. Лучшая плотность дости­ гается при горизонтальном расположении швов, так как

стенками. Для герметизации образующегося при этом зазора применяют песочные затворы. На рис. 37 пред-

142

ставлен керамический рекуператор из шамотных бло­ ков. Основной частью шамотного рекуператора являют­ ся установленные вертикально фасонные блоки, образу­ ющие горизонтальные швы. Воздух движется снизу вверх по четырем каналам внутри каждого блока. Ды­ мовые газы проходят между блоками и омывают их с двух сторон.

Рис. 37. Керамический рекуператор из шамотных блоков

Удельная поверхность рекуператора из шамотных блоков составляет ~6,35 м2/м3 и обеспечивает подогрев воздуха до 500—600° С при температуре дымовых газов 1000—1100° С.

Для изготовления теплообменных элементов рекупе­ раторов (трубок) в настоящее время часто применяют огнеупорные изделия, характеризуемые повышенной строительной прочностью при высоких температурах и достаточно хорошей теплопроводностью. Обычно для этой цели применяют шамотно-карборундовые трубки.

ИЗ

Рис. 38. Керамический рекуператор из карбофраксовых труб

На рис. 38 показан керамический рекуператор из карбофраксовых (шамотно-карборундовых) восьмигран­ ных трубок высотой 300—400 мм, которые располагают в шахматном порядке и соединяют между собой шамот­ ными восьмигранными муфтами.

144

Т а б л и ц а 26

Характеристика карборундовых огнеупорных изделий

* Разрушение при 1670° С.

ферросилиция. Другой способ снижений окисляемости этих огнеупор­ ных изделий состоит в пропитывании их под вакуумом фосфатом алюминия.

Существует принципиальная возможность изготовления рекуператорных труб из различных карбидов нитридов и боридов метал­ лов, характеризуемых хорошей теплопроводностью, высокими тер­ мической стойкостью, механической прочностью и, в ряде случаев, высокой стойкостью к действию окалины. Однако технологические трудности изготовления из этих материалов изделий сравнительно крупных размеров и высокая стоимость в настоящее время исключа­ ют их применение для изготовления теплообменных элементов ре­ куператоров.

Рекуператорные трубки иногда производят из высокоглиноземи­ стых огнеупорных материалов, содержащих > 6 0 % AI2O3.

Г л а в а IV

О Г Н Е У П О Р Ы ДЛЯ Э Л Е К Т Р О С Т А Л Е П Л А В И Л Ь Н Ы Х И ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ

§ 1. О Г Н Е У П О Р Н А Я К Л А Д К А

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ Д У Г О В Ы Х ПЕЧЕЙ

Дуговые сталеплавильные печи широко применяют в черной металлургии для производства высококачест­ венных легированных сталей.

Расплавление твердой шихты и поддержание темпе­ ратуры жидкого металла на необходимом уровне осу­ ществляется за счет тепла, выделяющегося главным об­ разом в электрических дугах, горящих между графитированными электродами и металлом.

Температура, развиваемая в столбе электрической дуги, горящей в атмосфере воздуха, очень высока и на­ ходится в пределах 3000—8000° К. Интенсивность излу­ чения дуги составляет ~8000—9500 квт/м2.

На рис. 40 дан эскиз рабочего пространства дуговой сталеплавильной печи емкостью 20 т.

Ванна имеет вид усеченного конуса, ограниченного в нижней части сферой. Внутренний профиль кладки бо­ ковых стен выполнен наклонным.

Температура рабочего пространства дуговой стале­ плавильной печи составляет 1700—1750° С и выше. При

- X

148

таких температурах многие огнеупорные материалы на­

Пролет свода

33W

Диаметр кожуха на уроВне относоб, рабмьш

1)высокую огнеупорность;

2)высокую строительную прочность при температу­ рах службы, определяемую началом деформации под нагрузкой в этих температурных условиях;

149