Огнеупорный камень

(51)727 1/04 ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ(57) Предложен огнеупорный камень, состоящий из сочлененных основной и вспомогательной частей, у которого вспомогательная часть смещена относительно основной с образованием выступающего участка, а отношение площади торцевой поверхности вспомогательной части и примыкающей к ней торцевой поверхности основной части составляет 1(11,1). Величина площади выступающего участка вспомогательной части камня, как правило, составляет 250 от площади торца основной части, сочлененного с вспомогательной, а отношение высоты вспомогательной части камня к высоте основной части составляет 1(3-50). Основная часть огнеупора может быть выполнена клиновидной формы, при этом с вспомогательной частью сочленяется ее расширенный торец. Заявляемый камень может быть использован в металлургических печах, преимущественно в сводах мартеновских и электропечей. 123 Полезная модель относится к черной и цветной металлургии и может быть использована в металлургических печах, преимущественно в сводах мартеновских и электропечей. Известен свод печи, включающий огнеупорную кладку из сводовых изделий и швы между ними,заполненные мертелем (огнеупорным раствором). При этом толщина швов между кирпичами при заполнении мертелем составляет 2-3 мм (Кайбичева М.Н. Футеровка электропечей. М., 1975, с. 36). Недостатком этой конструкции является низкая стойкость футеровки, поскольку тонкий материальный шов далеко не в полной мере компенсирует термическое расширение кирпичей в процессе эксплуатации и прочностные свойства его оказываются недостаточными для механического удержания скалывающихся кусков кирпича. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является огнеупорный камень для футеровки металлургических агрегатов, преимущественно подвесных сводов металлургических печей, содержащий сопряженные основную и вспомогательную части и имеющий на смежных боковых гранях основной части выемки, а на противоположенных им гранях - выступы, повторяющие форму выемок(патент РФ 2082928, кл.271/04, 1997). Недостатками такого огнеупорного камня являются невозможность полного использования основной части изделия в процессе эксплуатации и, как следствие, низкая стойкость футеровки, высокие внутренние температурные напряжения в его основной части, а также сложность и трудоемкость строительно-монтажных работ. Задачами полезной модели являются повышение сроков эксплуатации и степени надежности футеровки, снижение термодинамической напряженности, а также снижение трудоемкости монтажных работ. Задачи достигаются тем, что в огнеупорном камне, состоящем из сочлененных основной и вспомогательной частей, вспомогательная часть смещена относительно основной с образованием выступающего участка, а отношение площади торцевой поверхности вспомогательной части и примыкающей к ней торцевой поверхности основной части составляет 1(1-1,1). Основная часть огнеупора может быть выполнена клиновидной формы, при этом с вспомогательной частью сочленяется ее расширенный торец. Смещение основной части огнеупора относительно вспомогательной способствует тому, что градиент температуры в основной части камня ограничивается размерами преимущественно этой части,вследствие чего и термонапряженное состояние основной части огнеупорного изделия является автономным и не будет распространяться на его вспомогательную часть. В этой связи внутренние температурные напряжения в основной части заявляемого огнеупорного камня будут значительно меньше, чем в прототипе. 2 Кроме того, при выполнении кладки, наличие выступа на боковой грани камня и выемки на противоположенной грани увеличивает герметичность кладки и обеспечивает надежное зацепление смежных огнеупоров, что приводит к повышению сроков эксплуатации и степени надежности футеровки. В соответствии с заявляемым разница в размере площади торцевой поверхности вспомогательной части и площади примыкающей к ней торцевой поверхности основной части может достигать 10 и определяется тем, что в соответствии с ГОСТами при производстве камней допускаются некоторые отклонения в заданных размерах. Однако увеличение этой величины нецелесообразно, так как уменьшается надежность взаимного зацепления изделий. Форма камня (форма горизонтального среза) определяется производственной целесообразностью(м.б. квадратная, прямоугольная, с профилированными гранями и т.д.), а его высота (определяющая толщину футеровки) лимитируется внутренним рабочим объемом металлургического агрегата. Величина площади выступающего участка вспомогательной части камня зависит от состава и свойств огнеупорного материала, использованного для изготовления камня и, как правило, составляет 2-50 от площади торца основной части, сочлененного с вспомогательной. Такая величина выступающего участка, с одной стороны, обеспечивает надежное зацепление смежных огнеупоров, а с другой - имеет форму, удобную для транспортировки и монтажа футеровки. Высота вспомогательной части изделия определяется исходя из максимально допустимой остаточной толщины футеровки и, как правило, составляет(1/3-1/50) часть от высоты основной части. При величине отношения более 1/3 срок эксплуатации футеровки очень мал, так как именно размер основной части огнеупорного изделия определяет время эксплуатации кладки. При уменьшении отношения менее 1/50 строительная прочность свода становиться неудовлетворительной, термонапряженное состояние основной части достигает предельного значения, а также исключается возможность использования заявляемых огнеупоров в сводах с подвесной системой крепления. Для подвесной конструкции свода используется огнеупорный камень, у которого на боковой плоскости вспомогательной части (перпендикулярной плоскости, по которой происходит смещение) выполнена выемка с несквозным отверстием в центре. В выемку закладывается пластина с приваренным штырем, являющаяся элементом подвески. При этом штырь входит в отверстие в центре огнеупора. Для удобства прессования при производстве камня места сочленения основной и вспомогательной частей выполняются скругленной формы. Это также дополнительно снижает напряжение в камне. 123 На фиг. 1 представлен огнеупорный камень, общий вид, на фиг. 2 - часть футеровки свода мартеновской печи, в разрезе. Огнеупорный камень (фиг. 1) состоит из сочлененных основной 1 и вспомогательной 2 частей,смещенных относительно друг друга с образованием выступающего участка вспомогательной части 3. На противоположенной грани камня при этом образуется выемка 4. На боковой грани вспомогательной части выполнена выемка 5 с несквозным отверстием 6 в центре. При выполнении футеровки (фиг. 2) выступающий участок вспомогательной части 3 входит в выемку 4 смежного камня, образуя, в ряде случаев,зазор 7, который, при необходимости, может быть заполнен огнеупорным связывающим раствором. Зазор 7 образуется в том случае, когда площадь торцевой поверхности вспомогательной части меньше, чем площадь примыкающей к ней торцевой поверхности основной части. Проведенные опытно-промышленные испытания показали, что сроки эксплуатации футеровки, выполненной из заявляемых камней увеличиваются в 1,5-2 раза, резко повышается герметичность кладки,значительно уменьшается скалывание огнеупоров. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ чающийся тем, что вспомогательная часть смещена относительно основной с образованием выступающего участка, а отношение площади торцевой поверхности вспомогательной части и примыкающей к ней торцевой поверхности основной части составляет 1(1-1,1). 2. Огнеупорный камень по п. 1, отличающийся тем, что площадь выступающего участка вспомогательной части составляет 2-50 от площади торца основной части, сочлененного с вспомогательной. 3. Огнеупорный камень по любому из пп. 1, 2,отличающийся тем, что основная часть выполнена клиновидной формы, при этом с вспомогательной частью сочленен ее расширенный торец. 4. Огнеупорный камень по любому из пп. 1-3,отличающийся тем, что отношение высоты вспомогательной части камня к высоте основной части составляет 1(3-50). 5. Огнеупорный камень по любому из пп. 1-4,отличающийся тем, что на боковой плоскости вспомогательной части, перпендикулярной плоскости, по которой происходит смещение, выполнена выемка с несквозным отверстием в центре. 6. Огнеупорный камень по любому из пп. 1-5,отличающийся тем, что места сочленения основной и вспомогательной частей имеют скругленную форму. 1. Огнеупорный камень, состоящий из сочлененных основной и вспомогательной частей, отли 3