Під для металургійної печі з покращеною футерівкою стін
Формула / Реферат
1. Під для металургійного реактора, насамперед для доменної печі, причому під (10) містить:
- зовнішній кожух (12) і кільцеву футерівку (16; 216; 316) стінки, яка розташована усередині кожуха й виготовлена з вогнетривкого матеріалу для розміщення ванни, що містить розплавлений метал;
причому футерівка стінки має нижню область, що містить:
- радіально внутрішній шар (20), який звернений до внутрішньої частини поду і містить щонайменше одне внутрішнє кільце (24) вогнетривких елементів,
- радіально зовнішній шар (22), який звернений до зовнішнього кожуха і містить щонайменше одне зовнішнє кільце (26) вогнетривких елементів,
причому щонайменше одне внутрішнє кільце (24) містить елементи (21; 221; 321; 321'), виготовлені з першого вуглецевого вогнетривкого матеріалу, підмінного від одного або більше вуглецевих вогнетривких матеріалів, з яких виготовлені елементи (22) зовнішнього шару,
причому перший вогнетривкий матеріал містить у пропорції 5-20 % від загальної маси щонайменше одну поліпшуючу властивості добавку, відмінну від металевого кремнію або карбіду кремнію, і
причому щонайменше одне внутрішнє кільце (24) має товщину (d) стінки менше ніж 45 %, переважно менше ніж 35 %, від загальної товщини (D) стінки футерівки (16; 216; 316) стінки на висоті внутрішнього кільця, і
причому щонайменше одне внутрішнє кільце (24) містить елементи (221; 321), що мають фіксувальну ділянку (231; 331) на їхній зовнішній поверхні, і щонайменше одне зовнішнє кільце (26) містить елементи (223; 323), що мають фіксувальну ділянку (233; 333) на їхній внутрішній поверхні, причому кожна пара фіксувальних ділянок взаємодіє для фіксації від радіально внутрішнього зсуву й тангенціального зсуву за окружністю елемента (221; 321) внутрішнього кільця (24) до відповідного елемента (223; 323) зовнішнього кільця, і
причому перший вогнетривкий матеріал містить 50-85 % за масою вуглецю й, як додаткову поліпшуючу властивості добавку, 3-20 % від загальної маси один або більше матеріалів, вибраних із групи, що включає в себе металевий титан, карбід титану, нітрид титану й карбонітрид титану або оксид титану.
2. Під за п. 1, який відрізняється тим, що перший вогнетривкий матеріал містить:
- 5-15 % від загальної маси металевого кремнію, і
- 5-15 % від загальної маси глинозему.
3. Під за п. 1, який відрізняється тим, що взаємодійні фіксувальні ділянки мають сполучені, переважно гладко закруглені, форми, сконфігуровані для забезпечення безперервного проміжного проміжку між зовнішньою й внутрішньою поверхнями відповідних елементів (221, 223: 321, 323).
4. Під за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що нижня область також містить проміжний набивний шар (28), який простягається вертикально між зовнішнім шаром (22) і внутрішнім шаром (20).
5. Під за п. 4, який відрізняється тим, що набивний шар (28) виготовлений зі складу, який містить:
- дрібногранульну фазу, яка складається по суті з графіту, і
- великогранульну фазу, яка складається по суті з мікропористого вуглецю.
6. Під за будь-яким з пп. 3-5, який відрізняється тим, що щонайменше одне зовнішнє кільце (26) містить виготовлені з другого вуглецевого вогнетривкого матеріалу блоки (23) великої ширини, причому щонайменше одне зовнішнє кільце містить блоки великої ширини, які мають ширину більше ніж 65 % від загальної товщини (D) стінки футерівки (16; 216; 316) стінки на висоті зовнішнього кільця, й у якому щонайменше одне зовнішнє кільце (24) містить блоки малої ширини, що мають ширину менше ніж 35 % від загальної товщини (D) стінки футерівки (216) стінки на висоті внутрішнього кільця.
7. Під за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що
- щонайменше одне внутрішнє кільце (24) містить блоки (221) малої ширини, які на їхній зовнішній поверхні мають фіксувальний виступ (231) у формі гриба, і
- щонайменше одне зовнішнє кільце (26) містить блоки (221) великої ширини, які їх своїй внутрішній поверхні мають сполучену фіксувальну виїмку (233) у формі гриба,
причому фіксувальні виступи (231) і фіксувальні виїмки (233) знаходяться у зачепленні й взаємодіють для фіксації блоків малої ширини від радіально внутрішнього зсуву й тангенціального зсуву за окружністю відносно блоків великої ширини.
8. Під за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що щонайменше одне внутрішнє кільце містить розташовані в переміжному порядку блоки (321) малої ширини першого типу й блоки (321') малої ширини другого типу, причому перший тип (321) містить фіксувальну ділянку (331), а другий тип (321') позбавлений фіксувальної ділянки, причому перший і другий типи (321; 321') блоків малої ширини мають відповідний сполучений горизонтальний поперечний переріз, який взаємодіє для фіксації другого типу (321') блоків малої ширини.
9. Під за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що перший вогнетривкий матеріал має теплопровідність щонайменше 15 Вт/мK при температурі 600 °С.
10. Під за будь-яким з попередніх пунктів, у якому щонайменше одне внутрішнє кільце (24) виготовлене в радіальному напрямку з єдиного вогнетривкого блока (21; 221; 321; 321'), що має ширину, яка дорівнює товщині (d) внутрішнього кільця (24), і причому щонайменше одне зовнішнє кільце виготовлене в радіальному напрямку з єдиного вогнетривкого блока, що має ширину, яка дорівнює товщині зовнішнього кільця.
11. Під за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що внутрішній шар (20) містить послідовність щонайменше двох, переважно від трьох до чотирьох, розташованих вертикально одне над іншим внутрішніх кілець (24) вогнетривких елементів, насамперед вогнетривких блоків (21; 221; 321, 321'), виготовлених з першого вогнетривкого матеріалу.
12. Під за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що внутрішній шар (20) утворює робочу поверхню футерівки, і на рівні самого нижнього внутрішнього кільця внутрішнє кільце (20) має товщину (d) у діапазоні під 200 до 600 мм, переважно в діапазоні від 250 до 550 мм, і футерівка (16) стінки має загальну товщину (D) стінки менше ніж 1350 мм, переважно менше ніж 1100 мм.
13. Під за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що футерівка (16) стінки також містить кільцевий керамічний шар (30), передбачений на внутрішній поверхні внутрішнього шару (20) на рівні самого нижнього внутрішнього кільця, причому внутрішній шар має товщину (d) у діапазоні від 250 мм до 400 мм, а футерівка стінки, включаючи керамічний шар, має загальну товщину (D) стінки менше ніж 1500 мм.
14. Доменна піч, що містить під (10) за будь-яким з попередніх пунктів.
Текст
Реферат: Під (10) для металургійного реактора, насамперед для доменної печі, який має зовнішній кожух (12) і кільцеву футерівку (16; 216; 316) стінки з вогнетривкого матеріалу усередині кожуха. Футерівка стінки має нижню область багатошарової конструкції. Радіально внутрішній шар (20) звернений до внутрішньої частини поду й містить щонайменше одне внутрішнє кільце (24) вогнетривких елементів. Радіально зовнішній шар (22) звернений до зовнішнього кожуха й містить щонайменше одне зовнішнє кільце (26) вогнетривких елементів. У щонайменше одному внутрішньому кільці (24) містить елементи (21; 221; 321; 321'), виготовлені з першого вуглецевого вогнетривкого матеріалу, який відрізняється від одного або більше вуглецевих вогнетривких матеріалів елементів (22) зовнішнього шару. Згідно з винаходом перший вогнетривкий матеріал містить, у пропорції щонайменше 5-20 % від загальної маси, щонайменше одну поліпшуючу властивості добавку, іншу, ніж металевий кремній або карбід силікону. У переважній комбінації відповідно до цього, щонайменше одне внутрішнє кільце (24) має товщину стінки (d) менше ніж 45 %, переважно менше ніж 35 % від відповідної загальної товщини стінки (D) футерівки стінки (16; 216; 316). UA 109789 C2 (12) UA 109789 C2 UA 109789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки Загалом, даний винахід відноситься до конструкції поду металургійного реактора, насамперед сталеливарної печі, такої як доменна піч. Більш конкретно, винахід відноситься до конфігурації вогнетривкого матеріалу, яким облицьована стінка поду. Рівень техніки Звичайно, під металургійної печі має зовнішній сталевий кожух, звичайно, щонайменше з однією льоткою для зливу розплавленого металу й футерівкою з вогнетривкого матеріалу для розміщення ванни для розплавленого металу при високих температурах, що перевищують 1100 °C. Футерівка містить у собі поперечну футерівку, яка далі називається футерівкою стінки, і футерівку дна поду, тобто подину печі. В галузі доменних печей існує безліч підходів для конструкції футерівки стінки. У добре відомому підході футерівкою стінки є цегельна кладка з безлічі концентричних кілець порівняно малих цеглин. Звичайно вони виготовляються з гарячепресованого вуглецю високої провідності. В іншому підході застосовуються порівняно великі блоки вогнетривкого матеріалу, звичайно також з вуглецевого матеріалу (включаючи вуглець, гарячепресований вуглець, графіт, напівграфіт і гарячепресований напівграфіт). Звичайно, великі блоки встановлюються в одну товщину, що простягається від кожуха до робочої поверхні футерівки, так що футерівка складається з того самого матеріалу за всім поперечним перерізом. Наступний відомий підхід, який призначений для поліпшення захисту й зносостійкості футерівки, полягає в забезпеченні додаткового так званої керамічної склянки, що включає поперечний внутрішній шар кераміки з високою температурою плавлення, наприклад блоків збірного типу з високим вмістом глинозему, для захисту вуглецевих блоків футерівки стінки. Також добре відомі конфігурації поду з композитною футерівкою з двох кільцеподібних шарів різних матеріалів. Звичайно, матеріали використовуються таким чином, що теплопровідність зовнішнього шару є вище, ніж у внутрішнього шару з робочою поверхнею футерівки в контакті з розплавленим залізом. Композитна конфігурація футерівки, особливо для заплічок і для шахтної зони доменної печі, розкрита, наприклад, у патенті США 3,953,007. У цьому патенті пропонують два окремі шари різних вуглецевих матеріалів, наприклад зовнішній шар із графітових блоків з високою теплопровідністю й внутрішній шар з карбіду кремнію з високою стійкістю до зношування й хімічного впливу. Дійсно, в області вогнетривких матеріалів доменних печей відомим є додавання карбіду кремнію або металевого кремнію до вуглецевої суміші для поліпшення (зменшення) проникності, зменшення розміру пор і поліпшення опору стиранню. Що стосується більш конкретно футерівки стінки поду, то схожий підхід, що передбачає шари, запропонований у патенті США 3,520,526. У цьому патенті пропонується забезпечення двох шарів по суті рівної товщини, з товщиною зовнішнього шару, переважно, від 0,8 до 1,2 кратній товщині внутрішнього шару. Більш конкретно, в US 3,520,526 пропонується, що радіально зовнішній шар, який знаходиться в контакті з системою охолодження, наприклад з холодильниками, повинен мати теплопровідність, яка є суттєво вищою, ніж теплопровідність радіально внутрішнього шару, насамперед щонайменше в п'ять разів вище. Зносостійкість вогнетривкої футерівки поду печі є критичним чинником, тому що вихід з ладу вогнетривкої футерівки є однією з найпоширеніших причин передчасних зупинок. Відповідним чином, для досягнення бажаної зносостійкості необхідні сучасні вогнетривкі матеріали й конфігурації й відбуваються пов'язані з ними витрати. Необхідними властивостями, серед усього іншого, є: гарна опірність окисненню, низький рівень коефіцієнта навуглецьовування, висока механічна міцність і висока теплопровідність для підтримки температури робочої поверхні футерівки на найбільш низькому рівні. У результаті, беручи до уваги загальні витрати на будівництво поду, вартість самої вогнетривкої футерівки може становити більше двох третин (66 %) загальної вартості, тобто перевищує вартість сталевої оболонки й системи охолодження поду. Очевидно, у випадку ремонту футерівки існуючої оболонки й системи охолодження, вогнетривкий матеріал становить навіть більш важливе співвідношення в загальних витратах. З іншого боку, також добре відомо, що існує постійна тенденція, спрямована на збільшення продуктивності. Виробнича потужність доменної печі значним чином обмежена, серед усього іншого, корисним внутрішнім обсягом поду, який радіально обмежений товщиною футерівки й діаметром кожуха. Приймаючи до уваги зазначене вище, існує очевидне бажання зменшити загальну товщину футерівки стінки поду для того, щоб досягти або переваг зменшення вартості футерівки, або збільшення корисного внутрішнього обсягу поду, або переважно обох факторів. Технічна проблема Відповідно, метою даного винаходу є створення конфігурації поду для металургійної печі, насамперед для доменної печі, яка дозволяє зменшити товщину стінки (тобто товщину в 1 UA 109789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 радіальному напрямку) футерівки з мінімальним впливом або без несприятливого впливу на зносостійкість футерівки печі. Ця мета досягається за допомогою поду за п. 1 формули винаходу. Загальний опис винаходу Відомим чином, під металургійного реактора, насамперед доменної печі, містить зовнішню опорну металеву конструкцію (далі: кожух), яка у випадку доменної печі має щонайменше одну льотку для зливу розплавленого металу. Для розміщення ванни, яка містить розплавлений метал, під має кільцеподібну футерівку за всім периметром стінки з вогнетривкого матеріалу, яка міститься усередині кожуха й звичайно підтримується системою охолодження, наприклад внутрішніми кільцями холодильника між кожухом і футерівкою. Даний винахід, насамперед, відноситься до конфігурації нижньої області футерівки стінки, яка найбільше піддається суворим умовам. У доменній печі нижня область розташована під льоткою. Згідно з винаходом ця нижня область містить у собі перший радіально внутрішній шар, який звернений до внутрішнього простору поду, і містить щонайменше одне, і звичайно декілька, кілець розташованих вертикально один над іншим вогнетривких елементів, наприклад малих цеглин або порівняно великих блоків. Ця нижня область також містить другий радіально зовнішній шар, який звернений до зовнішнього кожуха і який підтримує внутрішній шар. Зовнішній шар також містить щонайменше один, і звичайно декілька, кілець розташованих вертикально один над іншим вогнетривких елементів. Крім того, згідно з винаходом щонайменше одне із внутрішніх кілець у нижній області містить елементи, виготовлені з першого вуглецевого вогнетривкого матеріалу, який відрізняється від одного або декількох вуглецевих вогнетривких матеріалів, з яких виготовлений зовнішній шар. Згідно з важливим аспектом винаходу вуглецевий вогнетривкий матеріал щонайменше одного внутрішнього кільця є вогнетривким матеріалом з високими експлуатаційними характеристиками, із цією метою він містить щонайменше одну поліпшуючу властивості добавку в пропорції щонайменше 5 % від загальної маси, яка не міститься у вогнетривкому матеріалі елементів у зовнішньому шарі, і яка передбачена як доповнення або як альтернатива добре відомим поліпшуючим властивості добавкам, таким як металевий кремній і карбід кремнію, які є порівняно недорогими. Відповідно до іншого важливого аспекту щонайменше одне внутрішнє кільце має товщину менше ніж 45 %, переважно менше ніж 35 % загальної товщини стінки футерівки стінки на висоті внутрішнього кільця, про яке йде мова. Стає зрозумілим, що даний винахід пропонує дії, всупереч прийнятій практиці й широко поширеній думці, які полягають в тому, що на робочій стороні футерівки, яка піддається впливу (див., наприклад, вищезгаданий патент US 3,520,536)повинен бути розміщений більш економічний, тобто менш дорогий, вогнетривкий матеріал. Крім того, у ході розробок, які привели до даного винаходу, було теоретично передбачено, що навіть порівняно мала товщина вогнетривкого матеріалу з високими експлуатаційними характеристиками, наприклад посилений TiC вогнетривкий матеріал, при розташуванні на поверхні, що зазнає впливу може привести до значного поліпшення експлуатаційний характеристик футерівки й зносостійкості. Відповідним чином, запропонована конфігурація дозволяє зменшити товщину підтримуючого зовнішнього шару й, більш конкретно, загальну товщину футерівки стінки в порівнянні з рівнем техніки. Крім того, як очікується, запропонована конфігурація дозволяє здійснити за значно більш низькі витрати експлуатаційні характеристики футерівки, еквівалентні характеристикам, які є досяжними тільки при товщині на всю довжину (від робочої поверхні футерівки до неробочої поверхні) відповідного вогнетривкого матеріалу з високими експлуатаційними характеристиками. Таким чином, складаючи внутрішній шар за допомогою вогнетривкого матеріалу, що має поліпшені властивості, наприклад поліпшеної опірності зношуванню внаслідок впливу рідкого гарячого металу, дозволяє зменшити товщину футерівки стінки з мінімальним впливом або без несприятливого впливу на зносостійкість футерівки стінки. Згідно з важливим аспектом винаходу перший вогнетривкий матеріал містить 50-85 % від загальної маси вуглецю й, як додаткову поліпшуючу властивості добавку, 5-20 % від загальної маси одного або більше матеріалів, вибраних із групи, що включає в себе металевий титан, карбід титану, нітрид титану й карбонітрид титану або оксид титану. Більш переважний вогнетривкий матеріал містить 5-15 % від загальної маси металевого кремнію, і 5-15 % від загальної маси глинозему. Характерний спосіб виготовлення такого вогнетриву відомий, наприклад, з ЕР 1 275 626. Згідно з іншим аспектом перший вогнетривкий матеріал, переважно, має теплопровідність щонайменше 15 Вт/мК при 600 °C, як це досягається, наприклад, за допомогою найбільш переважного вогнетриву. 2 UA 109789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Згідно з важливим аспектом винаходу щонайменше одне внутрішнє кільце містить елементи, що мають фіксувальну ділянку на своїх внутрішніх поверхнях, причому кожна пара фіксувальних ділянок взаємодіє для недопущення радіально внутрішнього зсуву й тангенціального зсуву за окружністю елемента внутрішнього кільця до відповідного до елемента зовнішнього кільця. Стає зрозумілим, що ця конфігурація дозволяє ще більше зменшити товщину внутрішнього шару, не погіршуючи механічну стійкість його конструкції на відміну від простої конструкції у вигляді кам'яної кладки. У цій конфігурації взаємодійні фіксувальні ділянки, переважно, мають сполучні, ідеально гладкі закруглені форми, які забезпечують безперервний зазор між зовнішньою й внутрішньою поверхнею елементів, які стоять один напроти іншого. За допомогою вищезгаданої фіксації щонайменше одне зовнішнє кільце може з вигодою містити виготовлені з другого вуглецевого вогнетривкого матеріалу блоки великої ширини, причому щонайменше одне зовнішнє кільце містить блоки великої ширини, які мають ширину більше 65 % від загальної товщини стінки футерівки стінки на висоті зовнішнього кільця. Відповідним чином, щонайменше одне внутрішнє кільце може містити блоки малої ширини, що мають ширину менше ніж 35 % від загальної товщини стінки футерівки стінки на цій висоті. У переважному й простому типі фіксації щонайменше одне внутрішнє кільце має блоки малої ширини з фіксувальним виступом у вигляді гриба на своїх зовнішніх поверхнях, тоді як щонайменше одне зовнішнє кільце має блоки великої ширини із сполучною фіксувальною виїмкою у вигляді гриба на своїх внутрішніх поверхнях. Виступи й виїмки знаходяться у зачепленні й взаємодії для недопущення радіально внутрішнього зсуву й тангенціального зсуву за окружністю блоків малої ширини відносно блоків великої ширини для того, щоб ще більше збільшити стійкість конструкції. У конфігурації, яка зменшує виробничі витрати за допомогою зменшення кількості спеціальних блоків за допомогою фіксувальних засобів, щонайменше одне внутрішнє кільце містить блоки малої ширини першого типу й блоки малої ширини другого типу, які розташовані в послідовності, що чергується. Перший тип має фіксувальну ділянку, тоді як другий тип позбавлений фіксувальної ділянки. Для фіксації другого типу блоків малої ширини перший і другий тип блоків малої ширини має відповідні сполучні горизонтальні поперечні перерізи. У переважному варіанті здійснення нижня область також містить проміжний ущільнювальний шар, який простягається вертикально між зовнішнім і внутрішнім шаром. Переважно, ущільнювальний шар виготовлений із складу, який містить: дрібногранульну фазу, що складається по суті з графіту, і великогранульну фазу, що складається по суті з мікропористого вуглецю. У найбільш простій конструкції внутрішнє кільце в радіальному напрямку виготовлене з єдиного вогнетривкого блоку, що має ширину, яка дорівнює товщині внутрішнього кільця, і, схожим чином, зовнішнє кільце в радіальному напрямку виготовлене з єдиного вогнетривкого блоку, що має товщину, яка дорівнює товщині зовнішнього кільця. Звичайно внутрішній шар містить вертикальну послідовність щонайменше з двох, переважно від трьох до чотирьох, розташованих одне над іншим внутрішніх кілець вогнетривких елементів, насамперед вогнетривких блоків, виготовлених з першого вогнетривкого матеріалу. Відносно досяжних зменшень загальної товщини стінки, у випадку, якщо внутрішній шар утворює робочу поверхню футерівки, внутрішній шар може мати товщину в діапазоні від 200 мм до 600 мм, переважно в діапазоні від 250 до 550 мм, і футерівка стінки має загальну товщину стінки менше ніж 1350 мм, переважно менше ніж 1100 мм (на рівні самого нижнього кільця). У випадку якщо для утворення робочої поверхні передбачений керамічний ковпак, внутрішній шар має товщину в діапазоні від 250 мм до 400 мм, і футерівка стінки, включаючи керамічний шар, має загальну товщину стінки менше 1500 мм (на рівні самого нижнього внутрішнього кільця). Стає зрозумілим, що під згідно з даним винаходом, насамперед, підходить, хоча й не безумовно, для промислового застосування в доменній печі або для модернізації при заміні футерівки існуючої печі, або як проект для нової конструкції. Короткий опис креслень Наступні подробиці й переваги даного винаходу можна побачити з наступного докладного опису декількох необмежувальних варіантів здійснення винаходу з посиланням на додані креслення, на яких Фіг. 1 А-Б показує під доменної печі згідно з першим варіантом здійснення винаходу, де фіг. 1А являє собою вертикальний вигляд у розрізі поду, і фіг. 1Б являє собою схематичний горизонтальний вигляд у поперечному розрізі в нижній області згідно з лінією розрізу IB-IB на фіг. 1А, Фіг. 2 А-Б показує під доменної печі згідно із другим варіантом здійснення винаходу, де фіг. 2А являє собою вертикальний вигляд у розрізі поду, а фіг. 2Б являє собою схематичний 3 UA 109789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 горизонтальний вигляд у поперечному розрізі в нижній області згідно з лінією розрізу IIB-IIB на фіг. 2А, Фіг. 3А-3Б є схематичними горизонтальними виглядами в поперечному розрізі поду доменної печі згідно з третім варіантом винаходу, де на фіг. 3Б показаний збільшений вигляд області на фіг. 3А, Фіг. 4А-4Б є схематичними горизонтальними виглядами в поперечному розрізі поду доменної печі згідно з четвертим варіантом винаходу, де на фіг. 4Б показаний збільшений вигляд області на фіг. 4А. На цих кресленнях ознаки, які мають по суті ідентичні функції або структуру відображаються ідентичними посилальними позиціями. Докладний опис із посиланням на креслення На фіг. 1А-1Б схематично зображений під металургійного реактора, більш конкретно доменної печі. Загалом, під позначений посилальним позначенням 10. Відомим чином, під 10 має зовнішній кожух 12. Кожух 12 являє собою зварену сталеву конструкцію, яка може бути циліндричною, як видно на фіг. 1А, або конічною у вертикальному перерізі (не показано). Відомим чином, у верхній області кожуха 12 передбачено одну або декілька льоток 14 (див. фіг. 3-4) для зливу розплавленого переробного чавуну й шлаків. Під 10 містить у собі кільцеву футерівку стінки, позначену, загалом, посилальною позицією 16. Під 10 також має футерівку дна, тобто подини 17 печі самої по собі відомої конфігурації. Внутрішня поверхня футерівки 16 стінки й верхня поверхня подини 17 радіально й в осьовому напрямку розмежовують корисний об'єм усередині поду 10. Кільцева футерівка 16 стінки простягається за повною окружністю поду 10 і за винятком обмеженого кругового кутового сектору навколо льотки(-ок) 14, що простягається на 10-35, має обертально-симетричну конфігурацію, як показано на фіг. 1Б. Крім того, на фіг. 1 А-Б схематично зображені охолоджувальні елементи 18 з рідинним охолодженням, наприклад холодильники, виготовлені з чавуну або міді. Охолоджувальні елементи 18 розташовано в закріплених усередині кожуха 12 міжкожухом 12 і зовнішньою поверхнею футерівки 16 стінки кільцях і з'єднані з відомим типом системи охолодження з примусовою циркуляцією. Охолоджувальні елементи 18 також можуть бути замінені або доповнені пристроєм для охолодження розбризкуванням зовнішнього кожуха 12. Зовнішній шар теплопровідної набивної маси 19, що наприклад придатної вуглецевої маси, забезпечує теплопровідний контакт охолоджувальних елементів 18 із зовнішньою поверхнею футерівки 16 стінки. Відомим чином охолоджувальні елементи 18 охолоджують футерівку 16 стінки, щоб у цілому зменшити її зношування й, більш конкретно, щоб утворювати постійну захисну охолодь (охолодь/гарнісаж) застиглого матеріалу на внутрішній поверхні футерівки 16 стінки під час процесу. Між кожухом 12 і охолоджувальними елементами 18 може бути передбачена ізолювальна набивна маса (не показана) для зниження температури кожуха 12. Насамперед, даний винахід відноситься до конфігурації нижньої області футерівки 16 стінки, як зображено за допомогою "h" на фіг. 1А. Тому інші відомі подробиці, що зачіпають конфігурацію поду 10, опущені. Як відомо, нижня область h є звичайно однією з найбільш критичних областей відносно зношування, у якому у випадку з доменною піччю звичайно виникає так званий характер зношування у вигляді "слонячої ноги". Ця нижня область звичайно простягається частково в подину 17 і приблизно 1000-1400 мм нагору від нижньої поверхні поду (вершина подини). Стає зрозумілим, що описані нижче варіанти здійснення з вигодою застосовуються в цій критичній області h. Проте ідеї, що випливають, зрозуміло, можуть застосовуватися на більш високих рівнях, наприклад за всією висотою H від низу льотки(-ок) 14 до вершини подини 17, що звичайно становить відстань від 800 до 3500 мм від середньої лінії льотки до вершини подини (не показано). Згідно з лініями перерізу IB-IB фіг. 1А, на фіг. 1Б зображений поперечний розріз через самий нижній ряд вогнетривких елементів футерівки 16 стінки, більш конкретно, на вершині або безпосередньо над вершиною подини 17. Цей рівень має звичайно саму товсту футерівку стінки, тобто загальна товщина футерівки 16 стінки, як зображено на фіг.1 позицією D, є максимальною на нижньому кінці футерівки 16 стінки безпосередньо на вершині подини 17. Але як видно на фіг. 1А, нижня область футерівки 16 стінки може мати однорідну товщину (простягається в радіальному напрямку), яка відповідає загальній товщини D стінки за всією висотою Н від вершини подини 17 до льотки(-ок) 14. При будь-якій геометрії й будь-якому типі реактора футерівка 16 стінки є самопідтримувальною конструкцією, виготовленою з вогнетривкого матеріалу, що підходить для розміщення ванни, яка містить, в основному, розплавлений метал, особливо розплавлений переробний чавун та інші складові, такі як шлаки. 4 UA 109789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Більш конкретно, як показано на фіг. 1А-1Б, футерівка 16 стінки має перший внутрішній шар 20 на стороні внутрішнього простору поду 10 і другий зовнішній шар 22, який підтримує внутрішній шар 20 на стороні кожуха 12. Кожний із двох утворюючих нижню область футерівки 16 стінки шарів 20, 22 відповідно складається з декількох установлених вертикально одне над іншим внутрішніх і зовнішніх кілець 24, 26, виготовлених із зібраних у напрямку за окружністю вогнетривких елементів. Таким чином, кожне кільце 24, 26 утворює горизонтальний кільцевий простір, що простягається повністю навколо центру поду 10. Як видно на фіг.1, вогнетривкі елементи є порівняно товстими блоками, так що кожне з кілець 24, 26 у радіальному напрямку складається з відповідного єдиного вогнетривкого блоку 21, 23, що має товщину відповідного кільця 24, 26. Таким чином, ширина блоків 21, 23 визначає відповідну товщину відповідно внутрішнього й зовнішнього шарів 20, 22. Однак хоча це не зображено й не вважається переважним, кожне кільце 22, 26 може бути виготовлене з безлічі кільцевих шарів порівняно більш дрібних блоків. На відміну від цеглин, у даному контексті вираження "блок" відноситься до 3 3 елементів, які мають загальний обсяг щонайменше 20 дм (0,02 м ), наприклад що перевищують 200 × 200 мм (висота х ширина) розміри й довжину, що перевищує 500 мм (у напрямку уздовж окружності). У варіанті здійснення фіг. 1А-1Б кожний із двох шарів 20, 22 є самопідтримувальною кільцевою стінкою блоків 21, 23 конструкції за типом кам'яної кладки. Більш конкретно й згідно з винаходом вогнетривкі блоки 21 внутрішнього кільця 24 виготовлені зі спеціального вуглецевого першого вогнетривкого матеріалу з високими експлуатаційними характеристиками, який як значну пропорцію у вигляді доповнення або альтернативи добре відомому металевому кремнію й/або карбіду силікону містить щонайменше 5 % від загальної маси поліпшуючу властивості спеціальну добавку. Переважні вуглецеві вогнетривкі матеріали містять 50-85 % за масою вуглецю й поліпшуюча властивості добавка 520 % від загальної маси одного або більше матеріалів, вибраних із групи металевого титану, карбіду титану, нітриду титану, карбонітриду титану або оксиду титану. Більш переважно, вогнетрив, посилений карбідом титану або карбонітридом титану (TiC) згідно з ЕР 1 275 626, вміст якого включений за допомогою посилання, використовується для виготовлення блоків 21 внутрішніх рядів 24. Вогнетрив згідно з ЕР 1 275 626 містить 5-15 % від загальної маси металевого кремнію й 5-15 % від загальної маси глинозему. Інші вогнетривкі матеріали з високими експлуатаційними характеристиками не виключені для виробництва вогнетривких блоків 21, що підходять для використання у внутрішніх кільцях 24 згідно з винаходом. Інші добавки містять у собі частинки, відмінні від карбіду кремнію графіту й кераміки, які можуть бути включені у вуглецевий вогнетривкий матеріал для поліпшення його властивостей. Інший менш переважний вогнетрив є відомим з US 3,007,805, у якому, серед усього іншого, пропонується графітовий вогнетрив зі зв'язкою з карбіду цирконію як альтернативи графітовому вогнетриву зі зв'язкою з карбіду кремнію. Однак у внутрішніх вогнетривких блоках 21 вогнетривкий матеріал згідно з ЕР 1 275 626, доступний, наприклад, під комерційною назвою BC-15SRT від компанії Nippon Electrode Company Ltd, є переважним через свою додаткову опірність навуглецьовуванню, особливо у випадку, якщо ванна 10 не насичена вуглецем (наприклад, через зменшення викидів оксиду вуглецю). У зображеному на фіг. 1А-1Б варіанті здійснення присутні декілька розташованих у внутрішньому шарі 20 вертикально одне над іншим внутрішніх кілець 24, наприклад до 6-8 кілець, виготовлених з вогнетривкого матеріалу з високими експлуатаційними характеристиками (дивися ідентичне штрихування). Тобто схожа конфігурація як у критичній нижній області h застосовується за всією висотою H. У свою чергу, зовнішній шар 22 може містити зовнішні кільця 26 з одного або більше матеріалів, наприклад за допомогою другого вогнетривкого матеріалу (позначеного поперечним штрихуванням) у декількох із нижніх рядів 26, який має більш високу теплопровідність, ніж третій матеріал у верхніх рядах. Далі, згідно з винаходом і як зображено (не в масштабі) на фіг. 1Б, внутрішнє кільце 24 має товщину d менше ніж 45 %, наприклад у діапазоні 200-600 мм, переважно в діапазоні 250-550 мм, від загальної товщини D стінки футерівки 16 стінки. Це співвідношення застосовується до кожного з розташованих вертикально одне над іншим внутрішніх кілець 24, які становлять відповідну головну область над подиною 17, насамперед область h футерівки 16 стінки, незалежно від їхньої абсолютної товщини, і відповідно розглядається на вертикальному рівні внутрішнього кільця 24, про який мова йде у випадку змінюваної товщини (як показано на фіг. 2А). За допомогою внутрішніх кілець 24, що мають товщину одного блоку 21, як показано на фіг. 1А-1Б, блоки 21 зазнають механічної обробки, щоб мати товщину, яка дорівнює товщині d внутрішнього кільця, залежно від заздалегідь визначених розмірів футерівки 16 стінки. У результаті, як далі видно на фіг. 1Б, зовнішні кільця 26 містять блоки 23 порівняно великої ширини (≈D-d), яка більше ніж 50 %, переважно більше ніж 55 %, і більш переважно більше ніж 5 UA 109789 C2 5 10 15 20 25 65 %, від загальної товщини D стінки футерівки 16 стінки на рівні зовнішнього кільця. Що стосується вогнетривкого матеріалу, то зовнішні блоки 23 можуть бути виготовлені з будь-якого придатного другого звичайного вуглецевого матеріалу, переважно вогнетриву з мікропорами високої якості або із супермікропорами, що має порівняно високу теплопровідність. Різні типи зовнішніх блоків 23 можуть бути використані залежно від розташування (як видно на фіг. 1А). Переважно, внутрішній шар 20, більш конкретно вогнетривкі блоки 21, складається з матеріалу, який також має порівняно високу теплопровідність, яка складає щонайменше 15 Вт/мК при 600 °C, що може бути досягнуто за допомогою матеріалів згідно з ЕР 1 275 626. Як далі видно на фіг. 1А-1Б, футерівка 16 стінки має передбачений між зовнішнім шаром 22 і внутрішнім шаром 20 проміжний набивний шар 28 для того, щоб запобігти ушкодженням внаслідок термомеханічної напруги. У доповненні до допускального диференціального теплового розширення між шарами 20, 22, проміжний набивний шар 28 виготовлений з будьякого придатного складу, переважно спеціального трифазного вуглецевого набивного складу. Першою фазою є дрібнозерниста фаза, що складається, по суті, з графіту, переважно штучного графіту, отриманого за допомогою кальцинування антрациту при високих температурах. Другою фазою є грубозерниста фаза, що складається, по суті, з мікропористого вуглецю з низькою пористістю. Переважно, останній одержують за допомогою подрібнювання відходів виробництва вуглецевого вогнетриву з супермікропорами високої якості. Звичайно склад містить придатну відому з'єднувальну фазу, що забезпечує щільність набивному матеріалу. Для проміжного набивного шару 28, набивні склади, які мають високу теплопровідність, використовуються для найкращої можливої теплопередачі між блоками 21, що зазнають впливу тепла й зовнішніми блоками 23, які охолоджуються за допомогою охолоджувальних елементів 18. Як краще всього видно на фіг. 1А, кільцевий набивний шар 28 простягається безупинно циліндричним способом, по суті, вертикально між внутрішніми й зовнішніми шарами 20, 22. Характерний приклад конфігурації нижньої області нижче льотки 14 футерівки 16 стінки згідно з вищенаведеним описом фіг. 1А-1Б виглядає в такий спосіб: Приклад 1: Футерівка (16) стінки Матеріал блоку Внутрішній шар (20) Зовнішній шар (22) Високопроводівні вуглецеві блоки Звичайні високопроводівні з супермікропорами з вмістом 5вуглецеві блоки із 20 % Ti або сполуки титану, супермікропорами наприклад, BC-15 SRT Ширина блоку Приблизно 500 мм Приблизно 700 мм (звичайного блоку) Загальна товщина футерівки стінки Приблизно 1200 мм (у самого нижнього блоку) Кількість внутрішніх кілець із вогнетривом високої 7 провідності Тип конструкції Незалежні самопідтримні шари (i): обидва доступні від Nippon Electrode Company Ltd. 30 35 40 45 Стає зрозумілим, що запропонована футерівка (16) стінки має незаперечну перевагу, що полягає в мінімізації необхідної загальної кількості вогнетриву з високими експлуатаційними характеристиками, наприклад BC-15 SRT і стосовних витрат при зменшенні загальної товщини (D) стінки при підтримці конфігурації із тривалим терміном служби футерівки (16) стінки. Слід зазначити, що загальна товщина D стінки, складова близько 1200 мм, є максимальною товщиною стінки в самого нижнього із блоків, являє собою значне зменшення до 25 % або більш у порівнянні з функціонально еквівалентними футерівками з рівня техніки, які звичайно мають товщину приблизно 1700-2000 мм. На фіг. 2 А-Б зображений інший переважний варіант здійснення, який відрізняється головним чином тим, що використання вогнетривкого матеріалу з високими експлуатаційними характеристиками ще більш мінімізоване двома додатковими заходами, тоді як корисний діаметр поду 10 ще більш збільшений. По-перше, товщина внутрішнього шару 20 зменшена в абсолютних значеннях, і вона зменшується від вершини подини нагору. По-друге, перший вогнетривкий матеріал, який містить щонайменше одну поліпшуючу якість добавку (відмінну від металевого кремнію або карбіду кремнію) використовується в зменшеній кількості внутрішніх рядів 24 (як зображено різним штрихуванням). 6 UA 109789 C2 Варіант здійснення фіг. 2А-2Б дозволяє здійснити, наприклад приклад, що випливає: Приклад 2: Футерівка (216) стінки Матеріал блоку Внутрішній шар (20) Зовнішній шар (22) Високопроводівні вуглецеві блоки з супермікропорами з вмістом 5- Звичайні високопроводівні 20 % Ti або вуглецеві блоки з сполуки титану, наприклад, BC-15 супермікропорами SRT Ширина блоку Приблизно 300 мм Приблизно 700 мм (звичайного блоку) Загальна товщина футерівки стінки Приблизно 1000 мм (у самого нижнього блоку) Кількість внутрішніх кілець із вогнетривом високої 4 провідності Внутрішній шар (20) прикріплений до самопідтримувального Тип конструкції зовнішнього шару (22) (i): обидва доступні від Nippon Electrode Company Ltd. 5 10 15 20 25 30 35 40 Далі, будуть докладно розглянуті тільки основні відмінності й пов'язані з ними загальні ознаки футерівки 216 стінки відносно ознак фіг. 1А-1Б, інші вищеописані ознаки є ідентичними. Футерівка 216 стінки, як краще за все видно на фіг. 2Б, також має внутрішній шар 20 і зовнішній шар 22 відповідних кілець 24, 26. Внутрішній шар 20 також складається з вогнетривких блоків 221, які виготовлені з посиленого TiC вогнетриву, як було зазначено вище. Але на відміну від фіг. 1А-1Б, товщина d внутрішнього кільця 24 зменшується до менше ніж 35 % від загальної товщини D стінки футерівки 216 стінки при розглянутій висоті. Відповідним чином, вогнетривкі блоки 221, загалом, мають малу ширину d, яка складає приблизно 200-400 мм. Щоб забезпечити належну стабільність, згідно з незалежним аспектом даного розкриття, вогнетривкі блоки 221 малої ширини внутрішнього кільця 24 прикріплено до вогнетривких блоків 223 зовнішнього кільця 26 за допомогою взаємодіючих фіксувальних ділянок. З цією метою, як найкраще видно на збільшеному виді фіг. 2Б, кожний вогнетривкий блок малої ширини внутрішнього кільця має фіксувальну ділянку, більш конкретно - закруглений виступ 231 у формі гриба на своїй опуклій зовнішній поверхні. Відповідні вогнетривкі блоки 223 зовнішнього кільця 26 являють собою взаємодійну фіксувальну ділянку, наприклад сполучену виїмку 233 у формі гриба на своїй увігнутій внутрішній поверхні. Фіксувальні виступи 231 і виїмка 233 мають сполучену форму для того, щоб забезпечувати свого роду "нещільно сидяче" з'єднання деталей з відповідними формами посадкових поверхонь (з'єднання шляхом кінематичного замикання). Більш конкретно, як може бути досягнуто, наприклад, за допомогою виступів 231, що мають, загалом, форму ластівчиного хвоста в горизонтальному перетині, виступи 231 і сполучені виїмки 233 сконфігуровані для фіксації, тобто скріплення, блоків 221 малої ширини від зсуву в радіально внутрішньому напрямку й за дотичною, тобто в напрямку за окружністю відносно блоків 233 великої ширини. Відповідно до з'єднання у вигляді ластівчиного хвоста, позначена W максимальна міра окружності виступів 231 дорівнює або перевищує позначену w мінімальну міру окружності виїмок 233. Як далі видно на фіг. 2Б, виступи 231 і сполучені виїмки 233 мають такі розміри, щоб при зачепленні утворювати між ними малий проміжок у діапазоні 20-100 мм, переважно 40-60 мм. Проміжок дозволяє безперервному проміжному набивному шару 28 проходити наскрізь, наприклад, між зовнішньою поверхнею внутрішніх блоків 221 і внутрішньою поверхнею зовнішніх блоків 223, як видно на фіг. 2Б для того, щоб безупинно забезпечувалася функція набивного з'єднання. Стає зрозумілим, що інші типи фіксувальних ділянок 231, 233 і інвертування положення виступів і виїмок так само знаходиться в рамках обсягу даного винаходу. У кожному разі, гладкі закруглені форми є переважними на користь набивного шару 28. Як далі видно на фіг. 2Б, блоки 221 внутрішнього кільця 24 розташовані зі своїми з'єднаннями в шаховому порядку за допомогою позначеної як s малої довжини відносно блоків 223 зовнішнього кільця. Відповідним чином, виступи 231 і виїмки 233 розташовані трохи несиметрично відносно центру в напрямку за окружністю усередині відповідних блоків 221, 223. Крім того, як краще за все видно за допомогою різного штрихування на фіг. 2А, цей варіант здійснення містить внутрішній шар 20 з більш обмеженою кількістю внутрішніх кілець 24, які 7 UA 109789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 мають виготовлені зі спеціального першого вогнетривкого матеріалу вогнетривкі блоки 221. Наприклад, тільки нижні чотири кільця 24 можуть бути виготовлені з таких вогнетривких блоків 221 для того, щоб закривати тільки критичну нижню область h, не простягаючись за всією висотою H. Наступні внутрішні кільця 24 можуть бути виготовлені з того ж застосовуваного в зовнішніх блоках 26 звичайного вогнетривкого матеріалу. Стає зрозумілим, що фіксувальна конфігурація за допомогою фіксувальних ділянок 231, 233 з користю застосовується за всією висотою Н и навіть за її межами, незалежно від використаного у вогнетривких блоках внутрішнього й зовнішнього шарів 20, 22 матеріалу. Стає зрозумілим, що запропонований спосіб фіксації дозволяє використовувати внутрішній шар дуже малої товщини без впливу на набивний шар 28. Слід також зазначити, що в представленому на фіг. 2А-2Б варіанті здійснення внутрішній шар 20 не має прямої циліндричної робочої поверхні футерівки, тому що товщина d внутрішнього шару 20 поступово зменшується в напрямку наверх. Відповідним чином, ширина d цеглин 221 окремо мінімізована згідно з вимогами вертикального рівня. На фіг. 3А-3Б зображений третій варіант здійснення, який відрізняється від попередніх варіантів фіг. 2 А-Б головним чином у трьох аспектах, які необов'язково застосовуються в комбінації. По-перше, передбачена керамічна склянка. По-друге, у результаті, внутрішній шар 20 має пряму циліндричну робочу поверхню футерівки (не показана). По-третє, ще більш зменшується абсолютна товщина внутрішнього шару 20, здобуваючи переваги з керамічної склянки. Відповідним чином, як видно на фіг. 3А-3Б, футерівка 316 стінки згідно з третім варіантом здійснення містить крайній у напрямку всередину захисний шар 300 керамічного матеріалу, наприклад високоглиноземисті цеглини, які зв'язані SiAlON для захисту внутрішнього й зовнішнього шарів 20, 22. Самим по собі відомим чином, керамічний шар 300 простягається над межами нижньої області й за межі нижньої області h і загалом відділений від вуглецевих шарів, тобто у випадку фіг. 3А-3Б від внутрішнього шару 20, за допомогою порівняльного товстого з'єднання (наприклад, 10-15 мм) вогнетриву або набивної маси (не показано). Кільцеподібний керамічний шар 300 є частиною створеної відомим способом керамічної склянки й має порівняно малу товщину стінки, наприклад 300 мм. Використання керамічної склянки 300 є особливим, але не єдино рекомендованим при експлуатації поду 10 з ванною, яка не насичена вуглецем. Як видно далі, на сегменті +/- α, наприклад +/- 5-12,5°, навколо середньої лінії льотки 14, як показано на фіг. 3А, внутрішнє кільце 20 містить спеціальні блоки 25 більшої центральної ширини на цьому малому сегменті. Відповідно, і як рівною мірою застосовується до попередніх варіантів здійснення фіг. 1А-1Б й фіг. 2А-2Б, у цій обмеженій за окружністю області (приблизно 10-25°), футерівка 216 стінки на фіг. 2 має більшу загальну товщину, наприклад 1500-2100 мм. Більш велика товщина потрібна для льотки 14 для досягнення бажаної швидкості зливу. Слід зазначити, що блок(-и) (25) навколо льотки 14 можуть бути виготовлені з вогнетривкого матеріалу, що відрізняється від матеріалу блоків 21, 221, 321. Стає зрозумілим, що блоки 25 льотки не потребують фіксувальних ділянок 231, 233, тому що вони позбавлені підтримувального набивного шару 28. Відповідним чином, варіант здійснення фіг. 3А-3Б дозволяє здійснити конструкцію поду відповідно до наступного: Приклад 3 (з керамічною склянкою): Футерівка (316) стінки Матеріал блоку Внутрішній шар (20) Зовнішній шар (22) Високопроводівні вуглецеві блоки з супермікропорами з вмістом 5- Звичайні високопроводівні 20 % Ti вуглецеві блоки з або сполуки титану, супермікропорами наприклад BC-15 SRT Ширина блоку Приблизно 300 мм Приблизно 700 мм (звичайного блоку) Загальна товщина футерівки стінки Приблизно 1300 мм (включаючи 300 мм керамічну склянку) (у самого нижнього блоку) Кількість внутрішніх кілець із вогнетривом високої 4 провідності 45 8 UA 109789 C2 Продовження Тип конструкції 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Внутрішній шар (20) прикріплений до самопідтримувального зовнішнього шару (22) за допомогою додаткового керамічного шару (ширина 400 мм), крайнього в напрямку всередину Інший переважний варіант здійснення футерівки 416 стінки зображений на фіг. 4А-4Б, з яких далі описані тільки відмінності відносно фіг. 3А-3Б. Цей варіант здійснення дозволяє здійснити внутрішнє кільце 24 малої ширини за допомогою різних способів фіксації зовнішнього кільця 26. Як краще за все видно на фіг. 4А, внутрішнє кільце 24 має два різні типи блоків 421, 421" малої ширини, розташованих у напрямку за окружністю. Перший тип блоків 421 має порівняно малу довжину за окружністю й постачений виступом 231 зі з'єднанням деталей з відповідними формами посадкових поверхонь, схожим з фіг. 4А, але який розташований по центру в блоках 421. Другий тип блоків 421" позбавлений виступу 231 зі з'єднанням деталей з відповідними формами посадкових поверхонь і може мати порівняно більшу довжину за окружністю. Як краще за все видно на фіг. 4Б, перший і другий тип блоків 421, 421" мають сполучені взаємодійні горизонтальні поперечні перерізи для фіксації другого типу позбавлених фіксувальних виступів блоків 421" малої ширини разом з першим типом блоків 421 малої ширини до блоків 223 зовнішнього кільця 26. Як видно на фіг. 4Б, взаємодійні форми можуть, наприклад, досягатися за допомогою похилих дотичних поверхонь, що забезпечують, загалом, трапецоїдні сполучені перерізи до блоків 421, 421" малої ширини. Другий тип блоків 421' і, таким чином, внутрішнє кільце 24 є більш економічним у виготовленні в порівнянні з фіг. 3А-3Б. Крім того, у зовнішньому шарі 22 при розташуванні за окружністю другого типу блоків 421" малої ширини, можуть бути використані прості блоки 23 без фіксувальної ділянки як на фіг. 2Б. У результаті зменшується загальна кількість блоків 223 і 421 у внутрішньому шарі 20 і в зовнішньому шарі 22, які вимагають спеціального виробництва для забезпечення фіксувальних ділянок 231, 233. Але інші ознаки варіанта здійснення фіг. 4А-4Б є ідентичними. Однак є очевидним, що фіксувальна конфігурація згідно фіг. 4А-4Б може бути використана незалежно від наявності керамічної склянки 30 або типу матеріалу закріплених цеглин, що веде до виграшу в зменшенні кількості спеціальних формених блоків 421, 223" з фіксувальною ділянкою до 50 %. У висновку стає зрозумілим, що конфігурація футерівки 16, 216, 316, 416 стінки згідно з даним винаходом дозволяє досягти загальної товщини D футерівки 16 стінки менше ніж 1350 мм, навіть менше ніж 1100 мм, у випадку відсутності керамічного шару 300, і менше ніж 1500 мм у випадку наявності керамічного шару 300. Це досягається економічно ефективним способом за допомогою забезпечення багатошарової футерівки 16 стінки за допомогою внутрішнього шару малої ширини з вуглецевого вогнетриву з високими експлуатаційними характеристиками, який має ширину d менше ніж 600 мм, переважно менше ніж 400 мм. Хоча в даній заявці й не обмежується, але даний винахід, насамперед, є застосовним для подів 10 доменної печі. ПЕРЕЛІК ПОСИЛАЛЬНИХ ПОЗНАЧЕНЬ Фіг. 1А-1Б 10 під 12 кожух 16 футерівка стінки 17 футерівка дна 18 охолоджувальні елементи 19 зовнішній набивний шар 20 внутрішній шар 21 внутрішній вогнетривкий блок 22 зовнішній шар 23 зовнішній вогнетривкий блок 24 внутрішнє кільце 26 зовнішнє кільце 28 проміжний набивний шар Фіг. 2А-2Б 10 під 12 кожух 17 футерівка дна 18 охолоджувальні елементи 9 UA 109789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 19 зовнішній набивний шар 20 внутрішній шар 22 зовнішній шар 24 внутрішнє кільце 25 блок(-и) льотки 26 зовнішнє кільце 28 проміжний набивний шар 30 керамічний шар 216 футерівка стінки 221 внутрішній вогнетривкий блок 223 зовнішній вогнетривкий блок 231 фіксувальний виступ 233 фіксувальна виїмка Фіг. 3А-3Б 10 під 12 кожух 17 футерівка дна 18 охолоджувальні елементи 19 зовнішній набивний шар 20 внутрішній шар 22 зовнішній шар 24 внутрішнє кільце 25 блок(-и) льотки 26 зовнішнє кільце 28 проміжний набивний шар 300 керамічний шар 316 футерівка стінки 321 внутрішній вогнетривкий блок 323 зовнішній вогнетривкий блок 231 фіксувальний виступ 233 фіксувальна виїмка Фіг. 4А-4Б 10 під 12 кожух 14 льотка 18 охолоджувальні елементи 19 зовнішній набивний шар 20 внутрішній шар 22 зовнішній шар 24 внутрішнє кільце 25 блок(-и) льотки 26 зовнішнє кільце 28 проміжний набивний шар 300 керамічний шар 416 футерівка стінки 421 внутрішній вогнетривкий блок (1-ий тип) 421" внутрішній вогнетривкий блок (2-ий тип) 423 зовнішній вогнетривкий блок 431 фіксувальний виступ 433 фіксувальна виїмка ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 1. Під для металургійного реактора, насамперед для доменної печі, причому під (10) містить: - зовнішній кожух (12) і кільцеву футерівку (16; 216; 316) стінки, яка розташована усередині кожуха й виготовлена з вогнетривкого матеріалу для розміщення ванни, що містить розплавлений метал; причому футерівка стінки має нижню область, що містить: - радіально внутрішній шар (20), який звернений до внутрішньої частини поду і містить щонайменше одне внутрішнє кільце (24) вогнетривких елементів, 10 UA 109789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - радіально зовнішній шар (22), який звернений до зовнішнього кожуха і містить щонайменше одне зовнішнє кільце (26) вогнетривких елементів, причому щонайменше одне внутрішнє кільце (24) містить елементи (21; 221; 321; 321'), виготовлені з першого вуглецевого вогнетривкого матеріалу, підмінного від одного або більше вуглецевих вогнетривких матеріалів, з яких виготовлені елементи (22) зовнішнього шару, причому перший вогнетривкий матеріал містить у пропорції 5-20 % від загальної маси щонайменше одну поліпшуючу властивості добавку, відмінну від металевого кремнію або карбіду кремнію, і причому щонайменше одне внутрішнє кільце (24) має товщину (d) стінки менше ніж 45 %, переважно менше ніж 35 %, від загальної товщини (D) стінки футерівки (16; 216; 316) стінки на висоті внутрішнього кільця, і причому щонайменше одне внутрішнє кільце (24) містить елементи (221; 321), що мають фіксувальну ділянку (231; 331) на їхній зовнішній поверхні, і щонайменше одне зовнішнє кільце (26) містить елементи (223; 323), що мають фіксувальну ділянку (233; 333) на їхній внутрішній поверхні, причому кожна пара фіксувальних ділянок взаємодіє для фіксації від радіально внутрішнього зсуву й тангенціального зсуву за окружністю елемента (221; 321) внутрішнього кільця (24) до відповідного елемента (223; 323) зовнішнього кільця, і причому перший вогнетривкий матеріал містить 50-85 % за масою вуглецю й, як додаткову поліпшуючу властивості добавку, 3-20 % від загальної маси один або більше матеріалів, вибраних із групи, що включає в себе металевий титан, карбід титану, нітрид титану й карбонітрид титану або оксид титану. 2. Під за п. 1, який відрізняється тим, що перший вогнетривкий матеріал містить: - 5-15 % від загальної маси металевого кремнію, і - 5-15 % від загальної маси глинозему. 3. Під за п. 1, який відрізняється тим, що взаємодійні фіксувальні ділянки мають сполучені, переважно гладко закруглені, форми, сконфігуровані для забезпечення безперервного проміжного проміжку між зовнішньою й внутрішньою поверхнями відповідних елементів (221, 223; 321, 323). 4. Під за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що нижня область також містить проміжний набивний шар (28), який простягається вертикально між зовнішнім шаром (22) і внутрішнім шаром (20). 5. Під за п. 4, який відрізняється тим, що набивний шар (28) виготовлений зі складу, який містить: - дрібногранульну фазу, яка складається по суті з графіту, і - великогранульну фазу, яка складається по суті з мікропористого вуглецю. 6. Під за будь-яким з пп. 3-5, який відрізняється тим, що щонайменше одне зовнішнє кільце (26) містить виготовлені з другого вуглецевого вогнетривкого матеріалу блоки (23) великої ширини, причому щонайменше одне зовнішнє кільце містить блоки великої ширини, які мають ширину більше ніж 65 % від загальної товщини (D) стінки футерівки (16; 216; 316) стінки на висоті зовнішнього кільця, й у якому щонайменше одне зовнішнє кільце (24) містить блоки малої ширини, що мають ширину менше ніж 35 % від загальної товщини (D) стінки футерівки (216) стінки на висоті внутрішнього кільця. 7. Під за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що - щонайменше одне внутрішнє кільце (24) містить блоки (221) малої ширини, які на їхній зовнішній поверхні мають фіксувальний виступ (231) у формі гриба, і - щонайменше одне зовнішнє кільце (26) містить блоки (221) великої ширини, які їх своїй внутрішній поверхні мають сполучену фіксувальну виїмку (233) у формі гриба, причому фіксувальні виступи (231) і фіксувальні виїмки (233) знаходяться у зачепленні й взаємодіють для фіксації блоків малої ширини від радіально внутрішнього зсуву й тангенціального зсуву за окружністю відносно блоків великої ширини. 8. Під за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що щонайменше одне внутрішнє кільце містить розташовані в переміжному порядку блоки (321) малої ширини першого типу й блоки (321') малої ширини другого типу, причому перший тип (321) містить фіксувальну ділянку (331), а другий тип (321') позбавлений фіксувальної ділянки, причому перший і другий типи (321; 321') блоків малої ширини мають відповідний сполучений горизонтальний поперечний переріз, який взаємодіє для фіксації другого типу (321') блоків малої ширини. 9. Під за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що перший вогнетривкий матеріал має теплопровідність щонайменше 15 Вт/мK при температурі 600 °С. 10. Під за будь-яким з попередніх пунктів, у якому щонайменше одне внутрішнє кільце (24) виготовлене в радіальному напрямку з єдиного вогнетривкого блока (21; 221; 321; 321'), що має 11 UA 109789 C2 5 10 15 ширину, яка дорівнює товщині (d) внутрішнього кільця (24), і причому щонайменше одне зовнішнє кільце виготовлене в радіальному напрямку з єдиного вогнетривкого блока, що має ширину, яка дорівнює товщині зовнішнього кільця. 11. Під за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що внутрішній шар (20) містить послідовність щонайменше двох, переважно від трьох до чотирьох, розташованих вертикально одне над іншим внутрішніх кілець (24) вогнетривких елементів, насамперед вогнетривких блоків (21; 221; 321, 321'), виготовлених з першого вогнетривкого матеріалу. 12. Під за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що внутрішній шар (20) утворює робочу поверхню футерівки, і на рівні самого нижнього внутрішнього кільця внутрішнє кільце (20) має товщину (d) у діапазоні під 200 до 600 мм, переважно в діапазоні від 250 до 550 мм, і футерівка (16) стінки має загальну товщину (D) стінки менше ніж 1350 мм, переважно менше ніж 1100 мм. 13. Під за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що футерівка (16) стінки також містить кільцевий керамічний шар (30), передбачений на внутрішній поверхні внутрішнього шару (20) на рівні самого нижнього внутрішнього кільця, причому внутрішній шар має товщину (d) у діапазоні від 250 мм до 400 мм, а футерівка стінки, включаючи керамічний шар, має загальну товщину (D) стінки менше ніж 1500 мм. 14. Доменна піч, що містить під (10) за будь-яким з попередніх пунктів. 12 UA 109789 C2 13 UA 109789 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 14
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюHearth for a metallurgical furnace having an improved wall lining
Автори англійськоюPiret, Jacques, Kass, Gilles
Автори російськоюПире Жак, Касс Жиль
МПК / Мітки
МПК: C21B 7/06, F27B 1/14, F27D 1/14, F27D 1/00
Мітки: покращеною, печі, металургійної, футерівкою, стін
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/16-109789-pid-dlya-metalurgijjno-pechi-z-pokrashhenoyu-futerivkoyu-stin.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Під для металургійної печі з покращеною футерівкою стін</a>
Попередній патент: Капсулотримач та адаптер для встановлення капсули в капсулотримач
Наступний патент: Приладдя для нарізання харчових продуктів з удосконаленим вивантаженням і електропобутовий пристрій, що містить таке приладдя
Випадковий патент: Спосіб отримання пухлиноспецифічного фактора переносу