Пристрій для відновлення вогнетривкої кладки шахтної печі

1. Пристрій для відновлення вогнетривкої кладки шахтної печі, який містить опорні балки (1), вмонтовані в кладку печі через отвори (2, 3), пророблені в кожусі (4) печі та в кладці на межі між зонами підігрівання (5) і випалювання (6), і зв'язані з кожухом (4) за допомогою притискних засобів, який відрізняється тим, що балки (1) виконані двохопорними, розподілені в робочій порожнині печі у вигляді решітки (7) і притиснуті до нижнього ряду вогнетривів зони (5) підігрівання за допомогою засобів плоскопаралельного підйому. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що нижній ряд вогнетривів зони (5) підігрівання підпертий з боку робочої порожнини печі обручем (8), виготовленим переважно зі штаби і розміщеним над решіткою (7). Винахід стосується відновлення вогнетривкої кладки шахтних печей для випалювання сипких матеріалів і може бути використаний у металургії, промисловості будівельних матеріалів, харчовій промисловості, у виробництві соди. При відновленні методом перекладання вогнетривкої кладки шахтних печей для випалювання сипких матеріалів зазвичай розбирається не тільки пошкоджена кладка зони випалювання, а й розташована вище неї ще цілком придатна для подальшої експлуатації кладка зони підігрівання. Такий метод вимагає непродуктивних витрат часу, матеріалів, трудових витрат і пов'язаний з відомим рівнем небезпеки. Відновлення вогнетривкої кладки зони випалювання без розбирання кладки зони підігрівання можливе при умові застосування кріпильних пристроїв, що запобігають обваленню кладки зони підігрівання при розбиранні кладки зони випалювання, на яку вона опирається. Відомі пристрої кріплення вогнетривкої кладки шахтних печей, що містять періодично розташова ні між вогнетривами сталеві анкери, один кінець кожного з яких жорстко прикріплений до внутрішнього боку кожуха печі, а протилежний кінець оснащений елементом, що фіксує вогнетриви відносно цього кожуха (див. авт. свід. СРСР № 500448, кл. F27B1/14, 1976 р. і пат. ФРН № 3803681, кл. F27D1/14, 1988 р.). Подібним пристроям властива втрата зчеплення між анкерами і вогнетривами внаслідок неоднакового теплового розширення кожуха, анкерів і вогнетривів при роботі печі, зумовленого відмінністю в термічних характеристиках їх матеріалів. Це призводить до порушення монолітності кладки навкруги анкерів, тому ці пристрої не здатні утримати від обвалення вогнетривку кладку зони підігрівання при розбиранні розташованої під нею пошкодженої кладки зони випалювання. Більш досконалі відомі пристрої аналогічного призначення, виконані у вигляді сталевих опорних кілець, жорстко прикріплених до внутрішнього боку кожуха печі у площині розділення зон підігрівання і випалювання (див. Монастырев А.В. "Производст (19) UA (11) 93807 (13) C2 (21) a201001467 (22) 12.02.2010 (24) 10.03.2011 (46) 10.03.2011, Бюл.№ 5, 2011 р. (72) ЧЕПЕЛЯНСЬКИЙ АНАТОЛІЙ ЯКОВИЧ, МОСКАЛЕНКО ВОЛОДИМИР ІВАНОВИЧ, МАШИЧЕВ ВОЛОДИМИР МИКИТОВИЧ (73) ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ ФІРМА "ПРОМБУДРЕМОНТ" (56) UA, 83000, C2, 10.06.2008 SU, 500448, 25.01.1970 SU, 632883, 15.11.1978 RU, 2056605, C1, 20.03.1996 US, 5795508, 18.08.1998 JP, 58031005, A, 23.02.1983 JP, 58031004, A, 23.02.1983 JP, 58123804, A, 23.07.1983 3 во извести", М., "Высшая школа", 1971 р., с. 126, 127 і Монастырев А.В. «Производство извести. Справочник», М., «Металлургия», 1979 р., с. 44). Але під час випалювання внаслідок неоднакового теплового розширення кожуха, кільця і вогнетривів зчеплення між кільцем і вогнетривами втрачається, що призводить до розсипчастості кладки, її розгерметизації в місці розташування кільця і, зрештою, до прискореного виходу з ладу як кільця, так і кладки. Як найближчий аналог, що сходиться за призначенням і рядом головних конструктивних ознак із заявленим технічним рішенням, прийнятий пристрій для відновлення вогнетривкої кладки шахтної печі, описаний у авт. свід. СРСР № 632883, кл. F27B1/14, 1978 p., який містить консольні балки, вмонтовані в кладку печі по всьому периметру перпендикулярно до її внутрішньої поверхні, при цьому кожна з балок виконана у вигляді опертого на кожух двоплечого важеля, одне плече якого розташоване врівень із внутрішньою поверхнею вогнетривкої кладки і навантажене силою ваги кладки, прикладеною в точці контакту балки з вогнетривом кладки, а протилежне плече навантажене вертикальною складовою зусилля стяжної муфти, за допомогою якої воно зв'язане з кожухом. При експлуатації печі консолі балок, обернені в бік її робочої порожнини, піддаються руйнівним тепловому і хімічному впливам, а внаслідок неоднакового теплового розширення кожуха, балок і вогнетривів, зумовленого відмінністю в термічних характеристиках їх матеріалів, і точкового контакту консолей з вогнетривами зчеплення між балками і вогнетривами порушується, що призводить до розсипчастості кладки, її розгерметизації навкруги вказаних балок і, зрештою, до прискореного виходу з ладу як балок, так і кладки. Під час відновлювальних робіт після засування обгорілих консолей балок у бік робочої порожнини печі шляхом забивання або вдавлювання з вібрацією і наступного повертання балок відносно точок їх обпирання на кожух за допомогою стяжних муфт із переміщенням точки контакту між консолями і вогнетривами монолітність нижнього ряду вогнетривів зони підігрівання порушується. Якщо балки виготовлені з жароміцного матеріалу, то їх консолі, обернені в бік робочої порожнини печі, оголюються після стоншення кладки при її експлуатації, виступають за межі кладки та гальмують опускання сипких матеріалів, внаслідок чого ці матеріали рухаються ривками, викликаючи стрясання вказаних консолей, яке руйнівно діє на кладку. Тому розсипчастий немонолітний нижній ряд вогнетривів зони підігрівання не може слугувати надійною опорою для вцілілої частини кладки цієї зони при розбиранні розташованої під нею пошкодженої кладки зони випалювання. Крім того, вищезазначене гальмування опускання сипких матеріалів порушує режим роботи печі і спричинює прискорений вихід із ладу вогнетривкої кладки. Зазначені недоліки скорочують міжремонтний період експлуатації шахтної печі та знижують рівень безпеки процесу відновлення її вогнетривкої кладки. 93807 4 В основу винаходу покладене завдання вдосконалення пристрою для відновлення вогнетривкої кладки шахтної печі шляхом усунення недоліків найближчого аналога, яке забезпечує подовження міжремонтного періоду експлуатації печі та підвищення рівня безпеки процесу відновлення її вогнетривкої кладки. Поставлене завдання вирішене таким чином, що у пристрої для відновлення вогнетривкої кладки шахтної печі, який містить опорні балки, вмонтовані в кладку через отвори, пророблені в кожусі печі та в кладці на межі між зонами підігрівання і випалювання, і зв'язані з кожухом за допомогою притискних засобів, передбачені такі конструктивні перетворення: 1) балки виконані двохопорними і розподілені в робочій порожнині печі у вигляді решітки; 2) балки притиснуті до нижнього ряду вогнетривів зони підігрівання за допомогою засобів плоско-паралельного підйому; 3) нижній ряд вогнетривів зони підігрівання підпертий з боку робочої порожнини печі обручем, виготовленим переважно зі штаби і поміщеним над решіткою. Цими відмінностями в сукупності зі спільними для найближчого аналога і запропонованого пристрою суттєвими ознаками забезпечується технічний результат: подовження міжремонтного періоду експлуатації шахтної печі та підвищення рівня безпеки при відновленні її вогнетривкої кладки. Вищевказане свідчить про наявність причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю суттєвих ознак і досягаємим при цьому результатом. У попередньому рівні техніки не виявлений пристрій для відновлення вогнетривкої кладки шахтної печі, який за сукупністю суттєвих ознак сходився б із запропонованим, що слугує підставою для висновку про відповідність його умові патентоздатності «новизна». Технічна суть і принцип дії пристрою для відновлення вогнетривкої кладки шахтної печі пояснюються кресленнями, де зображено: на фіг. 1 загальний вид пристрою, поздовжній розріз; на фіг. 2 - розріз А-А на фіг. 1; на фіг. 3 - фрагмент Б на фіг. 1, ділянка печі до відновлення кладки; на фіг. 4 - та ж ділянка після відновлення кладки. Заявлений пристрій містить опорні балки 1, вмонтовані в кладку печі через отвори 2, 3, пророблені в кожусі 4 печі та в кладці на межі між зонами 5, 6 підігрівання і випалювання. Балки 1 виконані двохопорними і розподілені в робочій порожнині печі у вигляді решітки 7. Нижній ряд вогнетривів зони 5 підігрівання з боку робочої порожнини печі підпертий обручем 8, поміщеним над решіткою 7. Обруч 8 виготовлений переважно зі штаби, його доцільно виконати секційним і оснастити розтискними, наприклад, нарізними елементами 9. На решітку 7 істановлюють захисне укриття 10, виготовлене з листового матеріалу, наприклад, із уживаної гумотканинної конвеєрної стрічки. Балки 1 щільно і рівномірно притиснуті до нижнього ряду вогнетривів зони 5 із прикладенням мінімального зусилля (без зрушення цих вогнетривів) за допомогою засобів (не зображені) плоскопаралельного підйому (домкратів, талрепів, ручних 5 лебідок тощо). Після цього зовнішні кінці балок 1 можуть бути жорстко прикріплені до кожуха 4 будьяким із відомих способів, а засоби плоскопаралельного підйому демонтовані. Облаштований вищевказаним чином пристрій надійно утримує кладку зони 5 підігрівання від обвалення під час розбирання і при муруванні кладки зони 6 випалювання. При цьому укриття 10 захищає мулярів від випадкового падіння предметів згори в зону відновлювальних робіт. Після зведення кладки зони 6 випалювання заявлений пристрій демонтується, отвори 3 замуровуються, а отвори 2 загерметизовуються, наприклад, заглушками 12 і прокладками 13. При чергових відновлювальних роботах зазначені операції здійснюються у зворотній послідовності: знімаються заглушки 12,пророблюються отвори 3, через них монтуються балки 1, над ними встановлюється обруч 8 і встановлюють укриття 10. Застосування запропонованого пристрою забезпечує збереження монолітності вогнетривкої кладки зони 5 підігрівання при розбиранні розташованої під нею кладки зони 6 випалювання і звільнює кладку від характерного для відомих пристроїв передчасного виходу з ладу внаслідок неоднакового теплового розширення елементів печі під час випалювання. Так, завдяки виконанню 93807 6 балок 1 двохопорними і розподіленню їх у робочій порожнині печі у вигляді знімної решітки 7 підвищена несуча спроможність балок, забезпечена горизонтальність і щільність прилягання їх по всій поверхні контакту з вогнетривами зони 5 підігрівання, а підпирання нижнього ряду цих вогнетривів з боку робочої порожнини печі обручем 8, виготовленим переважно зі штаби і поміщеним над решіткою 7, унеможливило зрушення вогнетривів цього ряду при відновлювальних роботах. Запропонований пристрій відповідає критерію патентоздатності «промислова придатність», про що свідчить наступне: 1) він призначений для відновлення вогнетривкої кладки шахтних печей і може бути використаний у металургії, промисловості будівельних матеріалів, харчовій промисловості, у виробництві соди; 2) пристрій у тому вигляді, як він охарактеризований у формулі винаходу, може бути виготовлений з використанням відомих конструктивних матеріалів і напівфабрикатів, технології, устаткування та технічних засобів; 3) запропонований пристрій у тому вигляді, як він охарактеризований у формулі винаходу, здатний забезпечити вищевказаний технічний результат. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 93807 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601