Склепіння електропечі

Винахід відноситься до металургії, зокрема до конструкцій електропечей для плавлення металу. Одним з важливих конструктивних вузлів електропечі є склепіння, яке призначене для перекриття робочого простору електропечі, для установки електродів, а також для забезпечення доступу в робочий простір електропечі при завантаженні її шихтою. Відомі конструкції склепінь електропечей, які виконані у вигляді цегляної кладки із вогнетриву. Існ ує багато схем цегляної кладки склепіння (комбінована схема, секторно-арочна схема, кільцева схема та ін.). Цегляну кладку виконують з утворенням сферичної або конічної форми склепіння. Кладка спирається своєю основою на периферійне кільце, яке встановлене на корпус електропечі, наприклад, з використанням пісочного затвора, який забезпечує ущільнення робочого простору печі та попереджує сповзання склепіння [Дуговые сталеплавильные печи: Атлас. - М.: Металлургия, 1978 - С. 12-13,66-69]. Важливим являється забезпечення будівельної міцності склепіння, яка б дозволяла виконувати різноманітні маніпуляції з склепінням (повороти, перевертання), які необхідні при виконанні ремонтних робіт. Відоме склепіння промислової печі по авторському свідоцтву СРСР № 1009166, МКВ 4 F27D1/02, пріоритет від 25.08.1981. Рішення направлене на підвищення будівельної міцності і збільшення терміну служби склепіння. Вказане склепіння промислової печі включає вогнетривку кладку периферійної частини з вогнетривких виробів і шви між ними, заповнені вогнетривким розчином, товщиною 0,15-0,25 від товщини вогнетривких виробів, і футерівку центральної частини склепіння. Відповідно до винаходу, вогнетривка кладка центральної частини склепіння на ділянці діаметром 0,25-0,5 діаметра склепіння виконана з товщиною швів 0,04-0,08 від товщини вогнетривких виробів. При цьому вогнетривкі вироби, що покладені плашкою в ряду кладки, зміщені до ширині ряду відносно один одного на 0,15-0,4 ширини вогнетривкого виробу, а простори, що утворені між ними, заповнені вогнетривкою масою. Загальними ознаками аналогу і рішення, що заявляється, є: - периферійна аркова кладка склепіння; - центральна частина склепіння; Наявність у кладці центральної частини склепіння швів більш тонких, ніж у периферійної, забезпечує досить високу будівельну міцність на цій ділянці кладки після розклинення її замковими цеглинами. Крім того, товщина таких швів достатня для компенсації термомеханічних напруг, що виникають у футерівці в процесі її експлуатації, оскільки величина цих напруг в центральній частині кладки футерівки склепіння значно нижче, ніж в периферійної. В той же час міцність швів такої товщини виявляється недостатньою для механічного утримання кусків вогнетривких виробів, що сколюються (цегли), розмір яких буває 25-50 мм, іноді до 70 мм. Тому в конструкції склепіння роль механічного утримання кусків вогнетривких виробів, що сколюються, виконує вогнетривка маса (бетон), якою заповнені простори, утворені в результаті зміщення вогнетривких виробів в ряду кладки. Така конструкція забезпечує підвищення будівельної міцності склепіння, але при маніпуляціях з склепінням (повороти, перевертання при виконанні ремонтних робіт) будівельна міцність аркового склепіння недостатня, що зв'язано з особливостями роботи аркової конструкції кладки. Як прототип вибрано склепіння електропечі, що відоме по авторському свідоцтву СРСР № 1388688, МКВ4 F27D1/02, пріоритет від 22.04.1986. Склепіння включає периферійне кільце, загальні кільцеву і секторно-аркову кладки, кільцеві, радіальні і наскрізні ребра жорсткості, а також сектори центральної частини. Кільцеві, радіальні і наскрізні ребра жорсткості утворять каркас склепіння з цеглин, який забезпечує підвищення характеристик міцності вогнетривкого склепіння. Ребра жорсткості виконані виступаючими відносно поверхні склепіння на величину, рівну 0,2-0,6 висоти загальної кільцевої і секторно-аркової кладки склепіння. При висоті виступаючої частини ребер менше 0,2 висоти загальної кладки склепіння, як показали експерименти, практично не приводить до істотного збільшення стійкості і міцності склепіння, а при висоті виступаючої частини ребер більш 0,6 висоти загальної кладки склепіння підвищення міцності і стійкості склепіння незначне, але різко підвищуються вага склепіння і зручність обслуговування, Загальними ознаками прототипу і рішення, що заявляється, є: - периферійне кільце, - загальна аркова кладка склепіння, що опирається на периферійне кільце; - центральна частина склепіння; - елементи жорсткості склепіння. Такаконструкція склепіння дозволяє підвищити стійкість і будівельну міцність склепіння в звичайному режимі експлуатації, але, як і в приведеному аналогу, при маніпуляціях з склепінням, які включають його повороти, перевертання, що необхідно при виконанні ремонтних робіт, будівельна міцність аркового склепіння недостатня. Це зв'язано з особливостями роботи арочної конструкції кладки - будівельна міцність аркової кладки забезпечується тільки в визначеному положенні аркової кладки, коли периферійна частина арки встановлена на опорі, а сама арка розташована над опорою і виступає вип уклою частиною назовні вверх. В основу корисної моделі покладена задача удосконалення склепіння електропечі, в якому за рахунок конструктивних особливостей виконання забезпечується підвищена будівельної міцності склепіння. Поставлена задача вирішується тим, що в склепіння електропечі, яке містить периферійне кільце, загальну аркову кладку склепіння, що опирається на периферійне кільце, центральну частину склепіння і елементи жорсткості склепіння, відповідно до корисної моделі, елементи жорсткості склепіння виконані в вигляді множини листових елементів, що радіальне розташовані на зовнішній поверхні загальної аркової кладки і закріплені різьбовими з'єднаннями з центральною частиною склепіння і з периферійним кільцем. Технічний результат - підвищення будівельної міцності склепіння - забезпечується виконанням склепіння електропечі в вигляді периферійного кільця, загальної аркової кладки склепіння, що опирається на периферійне кільце, центральної частини склепіння і елементів жорсткості склепіння, які виконані в вигляді множини листових елементів, що радіально розташовані на зовнішній поверхні загальної аркової кладки і закріплені різьбовими з'єднаннями з центральною частиною склепіння і з периферійним кільцем. Таке виконання склепіння дозволяє виконувати різноманітні маніпуляції з склепінням, що включають його повороти, перевертання і тому подібне, які необхідні при виконанні ремонтних робіт. При цьому листові елементи, що радіально розташовані на зовнішній поверхні загальної аркової кладки і закріплені різьбовими з'єднаннями з центральною частиною склепіння і з периферійним кільцем забезпечують будівельну міцність склепіння в різних його положеннях (повернутому, переверненому і т. п.). Можливість досягнення зазначеного технічного результату при такому виконанні склепіння електропечі перевірена експериментально і на практиці експлуатації електропечей. З ви щевикладеного випливає, що істотні ознаки корисної моделі знаходяться у причинно-наслідковому зв'язку з те хнічним результатом, що досягається. Нижче приводиться приклад конкретної реалізації корисної моделі з посиланням на креслення, на яких представлені: Фіг. 1. Склепіння електропечі, вигляд зверху. Фіг. 2. Склепіння електропечі, вигляд збоку в розрізі. Фіг. 3. Склепіння електропечі, вузол І на Фіг. 2 в збільшеному масштабі. Фіг. 4. Склепіння електропечі, вузол ІІ на Фіг. 2 в збільшеному масштабі. Склепіння електропечі включає периферійне кільце 1, загальну аркову кладку 2 склепіння, яка опирається на периферійне кільце 1, центральну частину 3 склепіння і елементи жорсткості склепіння. Елементи жорсткості склепіння виконані в вигляді множини листових елементів 4, які радіально розташовані на зовнішній поверхні 5 загальної аркової кладки 2 склепіння. Листові елементи 4 закріплені різьбовими з'єднаннями з центральною частиною 3 склепіння і з периферійним кільцем 1. Різьбове з'єднання кожного листового елемента 4 з периферійним кільцем 1 включає різьбову втулку 5, яка закріплена на периферійному кільці 1, кронштейн 6, що закріплений на листовому елементі 4 за допомогою косинки 7, і болт 8, який проходить через отвір 9 кронштейна 6 і розміщений в різьбовому отворі втулки 5. Різьбове з'єднання кожного листового елемента 4 з центральною частиною 3 склепіння включає кільце 10, що з'єднане з центральною частиною 3 склепіння, кронштейн 11, що з'єднаний з листовим елементом 4 і болт 12 з гайкою 13. Болт 12 розміщений в отворі 14 кільця 10 і в отворі 15 кронштейна 11. Вказані різьбові з'єднання листових елементів 4 з периферійним кільцем 1 і з центральною частиною 3 склепіння забезпечують щільне прилягання листових елементів 4 до зовнішньої поверхні аркової кладки 2 склепіння. Таке виконання склепіння забезпечує достатнє підвищення його будівельної міцності, що дозволяє виконувати різні маніпуляції з склепінням при виконанні ремонтних робіт (повороти, перевертання і тому подібне) без руйнування аркової кладки склепіння.