9 (Лекции), страница 3

Выбор тепловой изоляции определяется также и тем,чтобы температура наружной поверхности кладки вблизи рабочих мест не превышала 45 °С.Если по техническим причинам невозможно достичь указанной температуры, то необходимопредусмотреть экранирование наружной поверхности печных стенок.В процессе нагрева футеровки происходит ее расширение, для компенсации которогопредусматривают температурные швы, размещаемые на расстоянии 2—3 м друг от друга.Толщину швов на 1 м длины стены принимают равной 5—10 мм.

Она определяется помимотемпературы еще и материалом стенки. Толщина температурных швов для динасовыхфутеровок вдвое больше, чем, например, для шамотных и трепеловых.Гляделки, горелочные проемы и окна облицовывают только огнеупорным кирпичом безтеплоизоляции, чтобы не ослаблять кладку.Под (подину) печи размещают на фундаменте. По конструкции поды бываютстационарными и подвижными (выкатными).10Рис.3.Стационарныйфундамент;2–подстальныепечи:1–балки;3–металлический лист; 4 – тепловая изоляция; 5– огнеупорный слой; 6 – рабочий слойогнеупоровСтационарный под печи (рис.

3) выполняют следующим образом. На фундамент 1укладывают стальные балки 2, на них металлический лист 3 толщиной 8—12 мм, а на листтепловую изоляцию 4. Поверх изоляции размещают менее огнеупорный слой 5, а на негоукладывают основной рабочий слой огнеупора 6 толщиной в полкирпича. Аналогичнымобразом выполняют поды небольших камерных печей.Рис. 4. Подвижный (выкатной) под: 1 - цепьГалля; 2 – поперечные балки; 3 – слоиизоляции и огнеупорных материалов; 4 –продольные балки; 5 – ролики (шары); 6 –песочный затвор; 7 – нож; 8 – стальной лист; 9– вертикальный канал; 10 – рекуператор; 11 –горизонтальный канал (боров)Подвижными (выкатными) подами (рис. 7.4) оснащают печи, используемые втермических или линейных цехах для термообработки крупногабаритных отливок, поковок,сварных конструкций.

Под передвигают вдоль продольной оси печи по роликам 5 или шарамцепью Галля 1. С целью исключения подсоса воздуха в печь и перегрева металлоконструкцийпода и роликов дымовыми газами предусмотрены песочные затворы, состоящие из корыт спеском 6 и ножей 7. Стальной лист 8, на котором укладываются слои изоляции и огнеупорныхматериалов 3, располагаются на поперечных балках 2, а те, в свою очередь, на продольных 4.Продукты сгорания из рабочего пространства печи удаляют в вертикальный канал 9 встенке печи. В канале размещен рекуператор 10 для подогрева воздуха теплом отходящихгазов.

Затем газы поступают в горизонтальный канал (боров) 11.11Внутренний слой пода изготовляют из шамотного, талько-магнезитового, периклазового,хромитопериклазового или карбидкремниевого огнеупора. Поды из шамотных кирпичейобычно применяют в печах, имеющих температуру не выше 800—850 °С. При температурах до1100—1200 °С окалина, состоящая из оксидов железа, образует с шамотом химическиесоединения, разрушающие под.

Магнезитовый огнеупор для подов является лучшим, однако ондорог и дефицитен. Поэтому поды чаще изготовляют из хромомагнезита или талька.Рис. 5. Арочный свод печи: 1 – стойки каркаса; 2 –балка; 3 – пятовой кирпич; 4 – огнеупорный кирпич; 5 –красный кирпич; 6 – тепловая изоляция;Свод печи — наиболее ответственная часть футеровки. Его выполняют обычно арочным(рис. 7.5). Свод из огнеупорного кирпича 4 имеет тепловую изоляцию 6, которая на концахудерживается от осыпания столбиками 5 из красного кирпича. Характеристики арочных(распорных) сводов — пролет В (ширина) печи, стрела h и угол раскрытия α.

Для термическихи кузнечных печей α принимают 50—60°.От массы кирпича и термического расширения кладки арочного свода при ее нагревереакции в опорах можно разложить на вертикальную и горизонтальную составляющие.Последняя распирает стенки, поэтому ее еще называют распорным усилием, котороевоспринимается пятовым кирпичом 3 (пятовой) балкой 2, стойкой каркаса 1, а вертикальнаясоставляющая обычно не велика, ее при расчете каркаса не учитывают.В арочных сводах клиновые кирпичи укладывают кольцами (см. рис.

7.2) и вперевязку.Кладка вперевязку прочнее, но более сложная при изготовлении и ремонтах. Выкладку сводовосуществляют по опалубке от пятовых кирпичей к центру свода.При ширине печи более 5 м своды изготовляют подвесными из специальных фасонныхкирпичей.Наибольшеераспространениеполучилисводыскреплениемкрамнымметаллоконструкциям, представленные на рис. 7.6. Фасонные кирпичи 3 подвешивают наподвесках 2, прикрепленных к балкам 4, передающих нагрузку от массы свода на стойкикаркаса 1.Длинакирпичавподвесныхсводахнесколькобольшеобычных,таккактеплоизолировать такой свод трудно из-за опасности перегрева стальных подвесок.Описанные выше элементы кирпичной кладки небольшой кузнечной печи показаны нарис. 7.2.12Рис.

6. Подвесные своды: 1 – стойки каркаса 2 –подвески; 3 – фасонные кирпичи; 4 – балки;Все большее распространение получают конструкции стен и сводов печей изволокнистых материалов (рис. 7.7) На рис. 7.7, а показано рабочее пространство, а на рис. 7.7, б— узел крепления горелки. Плиты из керамического волокна 1 и минеральной ваты 3скреплены металлическими штырями 4 с кожухом печи 2. Горелочный камень 6 снаружи имеетизоляцию 5 из керамического волокна.Рис.

7.7. Конструкции стен и сводов из волокнистыхматериалов: а – рабочее пространство; б – узелкрепления горелки; 1 – плита из керамическоговолокна; 2 – кожух печи; 3 – минеральная вата; 4 –металлическиештыри;5–изоляция;6–горелочный каменьПри этом особое внимание уделяют способу крепления изделий к металлоконструкциямпечи. Плиты керамического волокна, применяемые для футеровки печей с рабочимитемпературами до 1000 °С, крепят болтами.

При этом гайку помещают в выемку слояпрокладки, а выемку заполняют специальным цементом или жидким стеклом. Возможнокрепление проволокой, которую пропускают через прокладки из керамического волокна инебольшие отверстия, просверленные в наружном кожухе, а затем закрепляют снаружипростым скручиванием или поперечными планками. Наибольшее распространение получилокрепление штырями.

При всех способах крепления (гвоздями с шайбой, болтами, стальнойпроволокой, заложенной в бетон, и др.) крепежные изделия располагают на расстоянии 50 ммот краев слоя волокна с промежутком между местами крепления 400—500 мм.При строительстве печей с использованием керамического волокна нет необходимостипредусматривать температурные швы, так как удлинения волокна не происходит.Масса керамического волокна в 5—6 раз меньше массы шамотного легковеса и потомуфутеровка такой печи будет легче.13В настоящее время получили распространение футеровки печей, изготовленные изунифицированныходно-имногослойныхпанелейиблоковогнеупорногоитеплоизоляционного бетона.

В них огнеупорный бетон — рабочий слой, а теплоизоляционный— защитный.Рис. 8. Стеновая панель избетона: 1 – огнеупорный слойбетона;2–высокоглиноземистые анкеры;3 – теплоизоляционный слойбетонаНа рис. 8 приведена конструкция стеновой панели. Важнейшие элементы этихконструкций — высокоглиноземистые анкеры 2. Стальная арматура используется только длямонтажа панелей, состоящих из слоев огнеупорного 1 и теплоизоляционного 3 бетонов.Рис. 9. Конструкция сводовой панели из бетона: 1 – бетон;2 – керамические анкера; 3 – стальные анкера; 4 - уголки14На рис. 9 показана сводовая панель из бетона 1 и керамических анкеров 2, скрепленныхстальными анкерами и уголками 3 и 4. Панель крепится на подвесках.

Футеровки из бетоновпозволяют повысить производительность труда при монтаже и ремонте печей в 3—5 раз,повысить стойкость ограждений на 20…30 % при одновременном сокращении расходаогнеупоров. Вид огнеупорного бетона и конструкции панелей или блоков определяютсятемпературой печи и условиями ее эксплуатации.КАРКАСЫ ПЕЧЕЙДля предохранения кладки печи от разрушения при тепловом расширении необходимоскреплять ее прочным каркасом, который возводят обычно на фундаменте. Каркасы взависимости от их конструкции бывают с гибкими (см. рис.

7.5) или жесткими связями икаркасы-кожухи для обеспечения большей герметичности рабочего пространства. В последнемслучае по наружной поверхности стен размещают стальные листы, образующие кожух (см. рис.7.2).Рис. 10. Каркас печи: а – жесткий; б – стемпературными швами; 1 - балки; 2 –поперечные; 3 – опорная (пятовая) балка 4 –продольные стойки; 5 – продольный элемент;6 – поперечный элемент; 7 – балки; 8 –температурные швыЖесткий каркас печи (рис. 7.10, а) состоит из поперечных 2 и продольных стоек 4. Снизуих закрепляют в гнездах (клюзах) фундамента, а сверху соединяют поперечными 6 ипродольными 5 элементами.