6.5 Кладка и строительные элементы печи

Фундамент печей

Фундамент предназначен для передачи силы тяжести всего сооружения на грунт.

Нагрузка, производимая подошвой фундамента на грунт, не должна превышать 250 кПа.

Для обеспечения равномерной осадки фундамента, нагрузка должна быть одинаковой по всему периметру подошвы. Фундамент должен обладать большой прочностью. Фундаменты сооружают из красного кирпича, бутового камня, выложенного на растворе и чаще всего из бетона и железобетона. Обязательной является защита фундамента от воздействия высоких температур. Для того, что бы температура не превышала 200 ⁰С, между фундаментом и футеровкой пода печи предусматривают слой теплоизоляционного материала.

Каркасы печей

Каркас печи возводят на фундаменте. Его выполняют из различных металлоконструкций. Главная задача каркаса - воспринимать усилие, возникающее в футеровки печи при её тепловом расширении.

Каркас также несёт на себе всю арматуру печи (заслонки, рамы), площадки для обслуживания печи, горелки, механизмы и другое оборудование печи. Конструкция каркаса зависит от конструкции печи.

Для большинства плавильных и нагревательных печей сооружают каркасы стоечного типа. Их подразделяют на подвижные и жесткие.

1. верхняя болтовая связь

2. подпятовая балка

3. стойка

4. нижняя болтовая связь

5. фундамент

6. балка на случай прогара связи

7. пятовый кирпич

8. свод

9. стены

10. продольная связь

11. поперечная жесткая связь

12. кожух

Важным элементом конструкции печи являются подпятовые балки, которые служат для восприятия и передачи на каркас распорного усилия арочного свода. Эти балки крепят к стойкам каркаса. Они могут быть водо - и неводоохлаждаемыми.

При расчёте любых каркасов печей допустимые расчётные напряжения для стали, из которой их изготовляют, принимают в два раза меньше номинальных.

Футеровка печи

Состоит из пода, стен, свода. Кладка всех этих элементов футеровки осуществляется различными методами. Кирпичи укладывают в большинстве случаев на плашку, но в подах и сводах их часто кладут на торец и на ребро. Различают также укладку кирпича ложковую и тычковую.

В каждом последующем ряду кладки кирпичи смещают относительно предыдущего ряда с тем, чтобы швы в двух соседних рядах не совпадали. Это укрепляет кладку и делает её более устойчивой по отношению к шлакам и газам. Такое смещение швов называют перевязкой.

Для компенсации термического расширения кладки, в ней предусматривают температурные швы, р-ры и число которых зависят от рабочей температуры печи и материала и колеблются 5-15 мм на 1м кладки.

Под печи

Его выкладывают либо прямо на фундаменты, либо на стальные листы, опирающиеся на подподовые балки, а в небольших печах прямо на подовые стальные листы. Зазор между подом и фундаментом, образуемый благодаря подподовым балкам служит для предотвращения перегрева верха фундамента.

Под всегда выполняют многослойным. Нижние его слои называемые выстилкой, кладут из теплоизоляционного кирпича и низших сортов огнеупорного кирпича, а иногда из красного кирпича. Верхние слои пода выполняют из соответствующих характеру работы печи огнеупорных материалов.

При кладке пода всегда обеспечивают тщательную перевязку швов, а ряды кирпичей размещают вперемежку, чередуя кладку на плашку и на ребра.

Толщина кладки пода в нагревательных печах в зависимости от рабочей температуры и размеров печи составляет от 230 до 460 мм. В плавильных печах она значительно больше и достигает 1200 мм.

Стены печей

Их выкладывают всегда размещая кирпичи на плашку, швы перевязывают. Во всех случаях стены печей выполняются двухслойными, а иногда и трёхслойными. Внутренний слой, подвергающийся воздействию высоких температур, расплавленного металлов и шлаков выполняют из плотного огнеупорного кирпича с высокими рабочими свойствами, но с невысокими теплоизоляционными характеристиками. Наружный слой делают из теплоизоляционных материалов или засыпок, отличающихся, невысокой плотностью и низкой теплопроводностью.

Свод печей

Его выполняют арочным или подвесным. Толщину свода берут обычно равной торцевому размеру кирпича, т.е. обычно 230 мм (иногда 300 мм).

Своды сталеплавильных печей обычно выполняют без теплоизоляции во избежание их перегрева, а своды нагревательных печей изолируют слоем засыпки толщиной от 65 до 230 мм.

Арочные своды применяют для тех печей, у которых ширина пролёта не превышает 4 м. При большем пролёте, слишком возрастают распорные усилия и это вызывает необходимость в сооружении очень мощного каркаса с большей затратой металла, а также делает свод ненадёжным.

При ширине пролёт печи 4 м, а иногда и меньше, свод выполняют подвесным. Его набирают из специальных кирпичей, подвешиваемых к рамным металлоконструкциям, укрепляемым на стойках и на поперечных связях каркаса печи.

Своды мартеновских и двухванных печей очень массивны. Поэтому их выполняют распорно – подвесными, т. е. часть веса свода передаётся через подпятовые балки на стойки каркаса, а часть воспринимается поперечными связями через специальные подвесные устройства.