Область техники

Изобретение относится к конструкциям футеровок и сводов теплотехнических агрегатов для машиностроения и может найти применение при строительстве промышленных печей в металлургической, теплоэнергетической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в производстве стройматериалов и других отраслях промышленности. Предшествующий уровень техники

Известно изобретение по АС СССР 1354020,МПК F27D 1 1/02.

В электропечи сопротивления на кожух закрепляют кронштейны с блоками из твердого керамического материала, в отверстия блоков устанавливают крючки, укладывают блоки из мягкого волокнистого теплоизоляционного материала, накалывая их на заостренные ветви крюков. Между блоками параллельно стенкам кожуха укладывают промежуточные опоры, например, керамические трубки, фиксируя крючки относительно последних скобами. На крючки навешивают нагревательные элементы и включают электропечь.

Недостатки электропечи - недостаточная прочность конструкции из-за применения дополнительных конструктивных и крепежных элементов, присутствие металлических крепежных элементов, являющихся тепловыми шунтами.

Наиболее близким к заявляемому является изобретение по патенту RU 218531, МПК 7 F27D1/08 «Панель из жаростойкого бетона для футеровки теплотехнических агрегатов». Панель из жаростойкого бетона содержит слой бетона, армирующую сетку с закладными деталями для крепления панелей, которые имеют продольную впадину в верхнем основании и продольный выступ на нижнем основании, причем, впадина верхнего основания соответствует выступу нижнего основания и наоборот, на торцах панели выполнен продольный выем, кроме того, армирующая сетка с закрепленными на ней закладными элементами расположена в слое бетона.

Недостатком конструкции является то, что панель имеет армирующую сетку с закладными элементами в теле жаростойкого бетона, что приводит к образованию теплового шунта наружу и увеличивает разрушающие напряжения в бетоне при тепловых сменах. Применение монолитной панели приводит к необходимости увеличить толщину изоляции до значительных величин, что существенно увеличивает внешние габариты печи.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения - получение прочной огнеупорной футеровки печей сопротивления с низким потреблением электроэнергии и уменьшением веса и габаритов печи.

Технический результат изобретения - увеличение прочности огнеупорной футеровки печей сопротивления, уменьшение потребления электроэнергии, веса и габаритов печи.

Камерная печь сопротивления из огнеупорных фосфатных бетонов содержит блоки, соединенные между собой и каркасом.

Монолитный теплоизолирующий блок выполнен из двух квадратных элементов, сдвинутых по диагонали относительно друг друга, формируя все грани блока в форме ступеньки для соединения между собой в «замок».

В монолитном теплоизолирующем блоке выполнены два круглых отверстия и два отверстия в виде узких прямоугольников. На поверхности монолитного теплоизолирующего блока расположены шайбы, позволяющие образовать воздушную прослойку между двумя монолитными теплоизолирующими блоками.

Тепловой блок выполнен в виде монолитного квадратного элемента, в котором выполнены отверстия для крепежных шпилек, а каждая из шпилек крепит один тепловой блок с внешним и внутренним теплоизолирующими блоками к внешнему металлическому каркасу печи.

Свод печи выполнен из одного ряда монолитных теплоизолирующих центральных блоков и двух рядов монолитных теплоизолирующих опорных блоков, нижний ряд которых соединен с монолитным теплоизолирующим блоком, имеющим полуцилиндрическую поверхность на верхней внутренней грани.

Торцевые части монолитных теплоизолирующих опорных блоков выполнены полуцилиндрическими и соединены с полуцилиндрическими выемками, выполненными на торцах монолитного теплоизолирующего центрального блока. Боковые грани монолитных теплоизолирующих опорных блоков выполнены в виде ступеньки и соединены между собой в «замок». В монолитные теплоизолирующие центральные блоки встроены шпильки, выходящие на внешнюю поверхность блоков и служащие для крепления к внешнему металлическому каркасу печи.

Под печи выполнен из двух рядов монолитных теплоизолирующих блоков, соединенных между собой «в замок», и одного ряда тепловых блоков, каждая шпилька крепит один тепловой блок и два монолитных теплоизолирующих к внешней металлической раме пода.

На фиг. 1 - изображен теплоизолирующий блок.

На фиг. 2 - элемент конструкции стены камерной печи. На фиг. 3 - конструкция свода камерной печи.

На фиг. 4 - изображен под камерной печи.

На фиг. 5 - общий вид конструкции камерной печи.

Монолитный теплоизолирующий блок 1 (фиг.1) выполнен из двух квадратных элементов, сдвинутых по диагонали относительно друг друга, формируя все грани блока в форме ступеньки 2 для соединения между собой в «замок».

Газонепроницаемость швов между ними обеспечивается, с одной стороны, увеличением площади соединений в виде «замка», с другой стороны, чистотой поверхности соединительных граней. Это ведет к отсутствию конвекции между соединениями блоков и к сокращению энергии рассеяния, т.е. к снижению энергопотребления.

В монолитном теплоизолирующем блоке 1 выполнены два круглых отверстия 3 и два отверстия 4 в виде узких прямоугольников.

На поверхности монолитного теплоизолирующего блока 1 расположены шайбы 5 (фиг. 2), которые позволяют образовать воздушную прослойку между двумя монолитными теплоизолирующими блоками 1.

Основным теплоизолирующим материалом является слой воздуха, заключенный между двумя монолитными теплоизолирующими блоками 1. Шайбы 5, с одной стороны, обеспечивают воздушный теплоизолирующий слой между монолитными теплоизолирующими блоками 1, с другой стороны, выполняют функцию изоляции круглых отверстий 3, в которых расположены крепежные шпильки 6 и токо- выводы 7 теплового блока 8, обеспечивая газонепроницаемость мест расположения крепежной шпильки 6 и токо- выводов 7.

Тепловой блок 8 выполнен в виде монолитного квадратного элемента, который имеет два круглых отверстия 9 для крепежной шпильки 6. Свод (фиг.З) выполнен из одного ряда монолитных теплоизолирующих центральных блоков 10, двух рядов монолитных теплоизолирующих опорных блоков 11, нижний ряд которых соединен с монолитным теплоизолирующим блоком 1, имеющим полуцилиндрическую поверхность 12 на верхней внутренней грани.

Монолитные теплоизолирующие опорные блоки 1 1 содержат полуцилиндрическую торцевую часть 13 для соединения с полуцилиндрической выемкой 14 монолитного теплоизолирующего центрального блока 10 и полуцилиндрические выступы 15 на нижней части поверхности монолитного теплоизолирующего опорного блока 11. Монолитные теплоизолирующие опорные блоки 11 имеют боковые грани, выполненные в виде ступеньки 16, и соединены между собой в «замок».

Монолитные теплоизолирующие центральные блоки 10 имеют с торцов две полуцилиндрические выемки 14 для соединения с двумя рядами монолитных теплоизолирующих опорных блоков 11 и боковые грани 17, выполненные в виде ступеньки для соединения между собой.

Монолитные теплоизолирующие центральные блоки 10 имеют встроенные шпильки 18, которые выходят на внешнюю поверхность блоков и предназначены для крепления к внешнему металлическому каркасу печи.

Соединения блоков свода на полуцилиндрических выступах и выемках, с одной стороны, увеличивают поверхность соединений, повышая их газонепроницаемость, с другой стороны, придают гибкость своду, демпфирующую тепловое расширение всего свода без уменьшения плотности соединений.

С одной стороны, крепежная шпилька не является тепловым шунтом, поскольку металлическая шпилька с резьбой изолируется огнеупорным фосфатным бетоном, из которого изготовлена шпилька, с другой стороны - обеспечивает плотное газонепроницаемое соединение с тепловым блоком.

Конструкция футеровки пода (фиг.4) печи выполнена из двух рядов монолитных теплоизолирующих блоков 1, соединенных между собой «в замок», и одного ряда тепловых блоков 8, которые прикреплены шпильками 6 к внешней металлической раме пода. В конструкции пода шайбы не применяются. Прочность пода на сжатие не ниже 50 Мпа.

В заявляемой конструкции печи все части футеровки выполнены монолитными блоками из высокопрочных огнеупорных неэлектропроводных фосфатных бетонов и используются в качестве конструкционных несущих элементов. Применяются в печах сопротивления с рабочей температурой до 1000°С.

Чистота поверхностей блоков не ниже 0,63, что обеспечивает им плотное соединение с возникновением ионных связей и исключает применение уплотняющих материалов в виде раствора или огнеупорных мягких шнуров.

Промышленная применимость

Изобретение может найти применение при строительстве промышленных печей в металлургической, теплоэнергетической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в производстве стройматериалов и других отраслях промышленности.