Охолоджувальна плита для шахтних печей

1. Охлаждающая плита для шахтных печей, выполненная в виде кованого или катаного слитка из меди или низколегированного медного сплава с расположенными внутри каналами для охлаждающего средства в виде вертикальных глухих отверстий, соединенных с патрубками для подачи охлаждающего средства, при этом на стороне охлаждающей плиты, обращенной к внутреннему пространству печи, выполнены пазы и перемычки, отличающаяся тем, что на охлаждающей плите (1) закреплен с возможностью отсоединения ох C2 (54) ОХОЛОДЖУВАЛЬНА ПЛИТА ДЛЯ ШАХТНИХ ПЕЧЕЙ 42725 водности между охлаждающими трубками и телом плиты из-за наличия оксидного слоя или воздушных зазоров на контактирующих поверхностях плиты и трубок. В случае потери кирпичной кладки доменной печи, по истечении определенного времени эксплуатации, внутренняя поверхность охлаждающей плиты непосредственно подвержена воздействию температуры печи. Так как температура печи выше температуры плавления чугуна, то недостаточно интенсивное и неравномерное охлаждение плиты из-за высокого и неравномерного внутреннего термического сопротивления охлаждающей плиты приводит к неудовлетворительному охлаждению горячей стороны плиты. Особенно это касается выступающих перемычек. При этом ускоренный износ чугунных плит неизбежен и, соответственно, ограничен срок их службы. В случае отливки охлаждающих плит не из чугуна, а из меди, охлаждение горячей стороны плиты будет по-прежнему неравномерным из-за неоднородной структуры медного литья и наличия оксидного слоя между охлаждающими трубками и медным слитком. Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому изобретению является выбранная в качестве прототипа охлаждающая плита для шахтных печей [2]. Известная охлаждающая плита выполнена в виде кованого или катаного слитка из меди или низколегированного медного сплава с расположенными внутри каналами для охлаждающего средства в виде вертикальных глухих отверстий. Эти отверстия выполнены путем глубокого механического сверления и соединены с патрубками для подачи охлаждающего средства. При этом на стороне охлаждающей плиты, обращенной к внутреннему пространству печи, выполнены пазы и перемычки. Охлаждающая плита на обращенной к внутреннему пространству печи стороне футерована огнеупорным кирпичом или футеровочной массой. Структура охлаждающей плиты из кованого или катаного медного слитка не имеет усадочных раковин, значительно плотнее и однороднее структуры плиты из медного литья. Показатели прочности выше и теплопроводность таких плит более равномерная и выше теплопроводности плит из чугуна или литых медных плит. Заданное положение отверстий в плите выдерживается точно, и при интенсивной подаче охладителя в ряде случаев обеспечивается удовлетворительное охлаждение горячей стороны плиты. У предлагаемого объекта и прототипа совпадают следующие существенные признаки. Охлаждающие плиты выполнены в виде кованого или катаного слитка из меди или низколегированного медного сплава с расположенными внутри каналами для охлаждающего средства в виде вертикальных глухих отверстий. Эти отверстия соединены с патрубками для подачи охлаждающего средства. При этом на стороне охлаждающей плиты, обращенной к внутреннему пространству печи, выполнены пазы и перемычки для закрепления футеровки. Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого нового технического результата при использовании прототипа препятствуют следующие причины. У охлаждающих плит известной конструкции условия охлаждения в центральной части отличаются от условий охлаждения на концевых участках из-за разности температур охлаждающей среды на входе в плиту и на выходе из нее и из-за дополнительного притока тепла к концевым участкам плиты через ее торцы. Неравномерное охлаждение по высоте охлаждающей плиты, особенно при усиленных концах, приводит к уменьшению несущей способности облицовочной кладки, к преждевременному износу или потере закрепленной на концах охлаждающей плиты огнеупорной футеровки печи из-за неоптимальных условий эксплуатации, что приводит к сокращению срока службы футеровки и к короблению кожуха печи. Кроме того, охлаждение плиты должно быть настолько интенсивным, чтобы температура горячей стороны плиты, особенно со стороны концов, поддерживалась значительно ниже температуры размягчения меди. В основу изобретения поставлена задача создать такую охлаждающую плиту для шахтных печей, в которой усовершенствование путем введения новых элементов позволило бы при использовании изобретения обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении равномерности охлаждения плиты, огнеупорной футеровки печи и кожуха печи. На решение поставленной задачи направлено предлагаемое изобретение, характеризуемое следующими существенными признаками, которые выражены определенными понятиями и достаточны для достижения ожидаемого технического результата во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны. Предлагаемая согласно первому пункту формулы изобретения охлаждающая плита для шахтных печей выполнена в виде кованого или катаного слитка из меди или низколегированного медного сплава с расположенными внутри каналами для охлаждающего средства в виде вертикальных глухих отверстий. Эти отверстия соединены с патрубками для подачи охлаждающего средства. При этом на стороне охлаждающей плиты, обращенной к внутреннему пространству печи, выполнены пазы и перемычки. От прототипа предлагаемое изобретение отличается тем, что на охлаждающей плите закреплен, с возможностью отсоединения, охлаждающий элемент с вертикальными глухими отверстиями, которые соединены, соответственно, на конце с горизонтально расположенными глухими отверстиями и с горизонтально расположенными патрубками. Эти вертикальные и горизонтальные глухие отверстия известным образом на конце герметично закрыты с помощью приваренных или припаянных заглушек и с помощью медных патрубков соединены с системой охлаждения доменной печи. Вместо разъемного охлаждающего элемента может быть выковано из медного слитка утолщение для огнеупорной кирпичной кладки. Сверление вертикальных и горизонтальных охлаждающих отверстий в этом утолщении осуществляется известным образом. При использовании изобретения ожидается достижение технического результата, заключающегося в повышении равномерности охлаждения 2 42725 плиты, огнеупорной футеровки печи и кожуха печи. Между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом имеется следующая причинно-следственная связь. Наличие на охлаждаемой плите охлаждаемого элемента с независимой системой охлаждения позволяет увеличить интенсивность охлаждения именно на том участке охлаждаемой плиты, где это необходимо для обеспечения одинаковых с соседним участком условий охлаждения. При этом отвод тепла на участке плиты с охлаждающим элементом осуществляется двумя путями: через охлаждаемый элемент в его систему охлаждения и через охлаждаемый элемент в плиту и далее - в ее систему охлаждения. Благодаря этому можно обеспечить дополнительный отвод тепла на тех участках плиты, где это необходимо, например, в верхней или нижней части плиты, где имеется дополнительный приток тепла через торцы плиты. Так можно обеспечить одинаковые условия охлаждения на выбранных соседних участках плиты, на центральном участке плиты, в верхней или нижней части плиты и за счет этого повысить равномерность охлаждения плиты по ее высоте, равномерность охлаждения огнеупорной футеровки печи и кожуха печи. Кроме того, в этом случае можно уменьшить интенсивность подачи охладителя, максимальное значение которой определялось для прототипа из условия поддержания температуры горячей стороны плиты именно со стороны концов значительно ниже температуры размягчения меди. В частных случаях выполнения предлагаемое изобретение характеризуется следующими отличительными от прототипа признаками. Охлаждающий элемент закреплен с возможностью отсоединения в верхней или нижней части охлаждающей плиты со стороны перемычек и пазов. Охлаждающий элемент закреплен в любом месте охлаждающей плиты со стороны перемычек и пазов с возможностью отсоединения. Охлаждающий элемент имеет прямоугольную или квадратную форму. Охлаждающий элемент выполнен усиленным с вертикально и горизонтально расположенными глухими отверстиями и расположен в верхней или нижней части охлаждающей плиты со стороны перемычек и пазов. Сущность изобретение более подробно поясняется с помощью схематически исполненных чертежей, на которых изображено: на фиг. 1 - продольный разрез охлаждающей плиты; на фиг. 2 - поперечный разрез охлаждающей плиты с установленным, с возможностью отсоединения, охлаждающим элементом; фиг. 3: - поперечный разрез охлаждающей плиты с усиленным охлаждающим элементом. На графических материалах проставлены следующие обозначения: Позиция Наименование элемента 1 - охлаждающая плита, 2 - глухие отверстия в охлаждающей плите, 3 - патрубок, 4 - патрубок, 5 - паз, 6 - перемычка, 7 - охлаждающий элемент, 8 - вертикальные глухие отверстия в охлаждающем элементе, 9 - горизонтальные глухие отверстия в охлаждающем элементе, 10 - патрубок, 11 - патрубок, 12 - стенка кожуха доменной печи, 13 - усиленный охлаждающий элемент. Охлаждающая плита 1 (фиг. ) для шахтных печей выполнена в виде кованого или катаного слитка из меди или низколегированного медного сплава. Внутри охлаждающей плиты 1 расположены каналы для охлаждающего средства, выполненные в виде четырех вертикальных глухих отверстий 2. Каждое вертикальное глухое отверстие 2 известным образом на конце закрыто местами сварки или пайки и соединено с патрубками 3 и 4 для подачи и отвода охлаждающего средства. На обращенной к внутреннему пространству печи стороне охлаждающей плиты 1 выполнены пазы 5, которые ограничены перемычками 6 (фиг. 2) и предназначены для вкладывания огнеупорного материала или кирпичей, или литьевых футеровочных масс. В верхней части охлаждающей плиты 1 закреплен, с возможностью отсоединения, охлаждающий элемент 7 с вертикальными глухими отверстиями 8, которые соединены, соответственно, на конце с горизонтально расположенными глухими отверстиями 9 и с горизонтально расположенными патрубками 10 и 11 (фиг. 1 и 2). Чтобы обеспечить подачу и отвод охлаждающей воды с помощью патрубков 10 и 11 через стенку кожуха 12 доменной печи, в охлаждающей плите 1 выполнены горизонтальные глухие отверстия для соединения горизонтальных глухих отверстий 9 с патрубками 10 и 11. Охлаждающие контуры охлаждающей плиты 1 и охлаждающего элемента 7 подключены к системе охлаждения доменной печи в виде отдельных охлаждающих контуров. Для увеличения интенсивности охлаждения именно на том участке охлаждающей плиты 1, где это необходимо для обеспечения одинаковых с соседним участком условий охлаждения, охлаждающий элемент 7 может быть закреплен в любом месте охлаждающей плиты 1 со стороны перемычек и пазов, например, внизу, с возможностью его отсоединения. Охлаждающий элемент 7 может иметь прямоугольную форму, как это показано на фиг. 1 и фиг. 2, или квадратную форму (не показано). Охлаждающая плита 1 может быть выполнена с усиленным охлаждающим элементом 13 (фиг. 3), выполненным в виде выкованного из слитка в верхней части плиты утолщения, в котором расположены вертикальные 8 и горизонтальные 9 глухие отверстия. Здесь также горизонтальные глухие отверстия 9 с помощью патрубков 10 и 11 соединены через стенку кожуха 12 доменной печи с охлаждающим контуром. При осуществлении охлаждения доменной печи с помощью охлаждающей плиты 1 охлаж 3 42725 дающая вода подается в глухие отверстия 2 снизу через патрубки 3 (фиг. 2), соединенные с питающими линиями для подачи охлаждающего средства из системы охлаждения доменной печи. Проходя через глухие отверстия 2, вода охлаждает охлаждающую плиту 1 и, пройдя через патрубки 4, возвращается в систему охлаждения доменной печи. В охлаждающий элемент 7, закрепленный, например, в верхней части охлаждающей плиты 1 (фиг. 2), охлаждающая вода подается через патрубок 10, соединенный с питающими линиями для подачи охлаждающего средства из системы охлаждения доменной печи. Проходя через горизонтально расположенные глухие отверстия 9 и вертикальные глухие отверстия 8, вода охлаждает охлаждающий элемент 7 и, пройдя через патрубок 11 (фиг. 1), возвращается в систему охлаждения доменной печи. Охлаждающий элемент 7, будучи соединен с охлаждающей плитой 1 дополнительно к охлаждению водой из собственной системы охлаждения, охлаждается водой, проходящей в охлаждающей плите 1 через глухие отверстия 2. Благодаря этому сильнее нагретая верхняя часть охлаждающей плиты 1 будет сильнее и охлаждаться. Так обеспечиваются одинаковые условия охлаждения на соседних участках охлаждающей плиты 1, что позволяет повысить равномерность охлаждения плиты по ее высоте, равномерность охлаждения огнеупорной футеровки печи и кожуха печи. Фиг. 1 4 42725 Фиг. 2 5 42725 Фиг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6