3.1 Стойкость футеровки

Если принять истираемость шамотного кир­пича за 100, то у карборундового на силикатной связке она составляет 97, у муллитового 80, графито-карборундового 40, чисто карборундового 19.

Наибольшую долю в капитальных затратах на строительство и реконструкцию доменных печей составляет стоимость огнеупорной футеровки.

Традиционным направлением повышения сроков службы футеровки доменных печей оста­ется поддержание ее достаточной толщины. Все более важную роль в увеличении стойкости ог­неупоров играет их качество. Вместе с тем уве­личение толщины футеровки и применение вы­сококачественных огнеупоров не гарантируют сохранения футеровки, если не учитываются тех­нологические факторы, влияющие на условия службы огнеупоров.

В настоящее время для изготовления футеров­ки доменных печей применяют кирпич: алюмо­силикатный из тощей огнеупорной глины с 40-41 % А1,О3, шамотный с 43 % Аl₂О₃, высокогли­ноземистый-плавленый, корундовый и муллитовый, карборундовый и углеродистый.

Наиболее сильно футеровка изнашивается (размягчаяется и ошлаковывается) в зонах с по­вышенной температурой. Охлаждение футеровки в этих зонах - важнейший фактор повышения срока ее службы. Утолщение кожуха доменной печи, особенно в горне и лещади, уменьшает его деформируе­мость, что противодействует расширению швов, образованию трещин в футеровке и повышает ее стойкость.

3.2 Размеры футеровки и количество огнеупоров

Приведенные ниже соотношения позволяют рассчитать количество прямых и клиновидных кирпичей для разных вариантов кладки принято­го профиля рабочего пространства доменной печи [4].

3.2.1 Общие принципы расчета количества огнеупоров

Высота каждого участка футеровки и число ко­лец или ниток в ряду являются конструктивными элементами и определяются в момент проектиро­вания печи в зависимости от параметров профиля и используемых огнеупорных материалов (табл. 3.1).

Таблица 3.1. Размеры огнеупорных изделий и толщина шва для футеровки доменнойпечи

Наименование кирпича или	Длина	Ширина			Высота
блока	l	b			с
Прямой нормальный	230	150			75
Прямой полуторный	345	150			75
Клиновой нормальный	230	150/135			75
Клиновой полуторный	345	150/125			75
Большемерный блок	400	200			100
	400	200			120
	200	150			550
Углеродистый блок прямо-	3200	410			400
угольный	3200	550			550
Углеродистый блок трапецие-	2000	415			400
видный	2000	550			550
Графитированный блок	1600	400			400
Толщина шва зон кладкидоменной печи
Элементы конструкции	Категория кладки	Толщина шва d, мм
Лещадь:
Алюмосиликатные изделия высотой 550 мм
Горизонтальный шов	I		1,0
Вертикальный шов	Вне		0,7
	категории
Графитированные блоки
Горизонтальная кладка	I		1,0
Вертикальная кладка	III		2,5
Углеродистые блоки
Горизонтальный шов	I		1,0
Вертикальный шов	Вне		0,5
	категории
Горн:
Шамотные каолиновые	Вне		0,5
изделия	категории
Углеродистые блоки
Горизонтальный шов	I		1,0
Вертикальный шов	Вне		0,5
	категории		1,0
Заплечики: Шамотные каолиновые изделия Распар: Шамотные каолиновые изделия Шахта: Шамотные каолиновые и шамотные изделия В зоне холодильников В неохлаждаемой зоне Под несменяемыми холодильниками маратора и в зоне плит колошников	I I II II III					1,0

Общее количество кирпичей в кольце N=n(D+ 2l)/(b + d),

где D — внутренний диаметр кольца кладки, мм;

l — длина кирпича, мм;

для нормального кирпи­ча l_н = 230,

для полуторного l_п = 345;

d — толщи­на шва, мм.

Толщина швов в разных участках футеровки доменной печи приведена в табл. 3.1.

Кольца набираются из прямых и клиновид­ных кирпичей. Соотношение между количеством прямых X и клиновидных Y кирпичей в кольце устанавливается решением системы уравнений:

Х+ У= N,

Х(b + d) + Y(b_K + d) = πD

где b_K — ширина меньшей грани клинового кир­пича, мм; b_K.H = 135 — для нормального кирпича; b_KП = 125 — для полуторного.

Количество прямых кирпичей в кольце

X=π[D-(D + 2l)( b_K+d)]/[(b+d)(b -b_K)];

клиновых кирпичей в кольце

У= 2πl/(b- b_K)

Отсюда следует, что количество кли­новых кирпичей в кольце является величиной по­стоянной для печей практически любого разме­ра. Можно набрать кольцо только из клиновых кир­пичей, тогда его размеры будут минимальными.

Минимальный внутренний диаметр кольца, со­ставленного только из клиновых кирпичей,

D_min = 2l(b + d)/{b - b_K). (4)82

Подставив в формулу (4) параметры нормаль­ного и полуторного клиновых кирпичей, получим соответственно (при толщине шва d = 1 мм):

Для образования колец меньшего диаметра толщина шва между гранями смежных кирпичей должна быть равномерно