ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Прочность сводов печей из "Промышленные печи Том 1" Образование закрытых пор в кирпиче регулируется методом изготовления. [c.315] Стандартные марки этого кирпича и их некоторые основные свойства приведены в табл. 21. [c.315] Изоляционные огнеупорные материалы ввиду своей малой массы (что является большим преимуществом в переносных колпаковых печах) и большого снижения потери тепла на аккумуляцию в кладке стали почти стандартным материалом в строительстве промышленных нагревательных печей (на рис. 205 показана типовая конструкция из теплоизоляционного кирпича). Однако это положение не относится к подам. печей, опорным столбикам и стенкам у рабочих окон, истирание которых приведет к очень большому износу. Регулируя состав основного материала, можно изготовить кирпич, характеризуемый большой стойкостью в восстановительных атмосферах. Такой кирпич применяют почти исключительно для футеровки генераторов защитной атмосферы и печей с защитной атмосферой, которую используют для предохранения садки от окисления в печи. [c.315] Давайте сначала предположим, что кирпич является несжимаемым. В этом случае свод поднимается, как показано на рис. 207. Около пят кирпичи остаются в соприкосновении по всей своей длине, а около замка свода с наружной стороны между кирпичами будут образованы зазоры, и соприкосновение кирпичей останется только с внутренней стороны, благодаря чему линия давления перемеш,ается во внутреннюю часть сечения. [c.317] По первому допудцению напряжение в своде зависит от пролета, стрелы и плотности материала свода по второму — напряжение в своде повышается с увеличением толщины при условии, что свод ни в коем случае не подвергается воздействию внешней нагрузки. Хотя второе допущение связано с прямолинейной формой кривой давления, оно приводит к недопустимым напряжениям в очень толстых сводах и поэтому его следует отбросить как бесполезное. Для расчетных целей рекомендуется другое допущение , хотя оно также приводит к невозможным результатам, ибо каждый печник знает, что свод толщиной, например, в 3 мм с большим пролетом выложить невозможно. Этот недостаток можно частично отнести за счет сдвига пят, что объясняется ниже, но главным образом вызывается неустойчивостью, указанной на стр. 317. [c.319] Следует еще раз подчеркнуть, что предположение о совпадении линии давления и средней линии свода и рекомендация по коэффициентам увеличения силы были введены исключительно с целью расчета распора. В действительности, кривая распорных усилий может иметь различную форму, как показано на рис. 208. В плоских сводах и при определенных способах кладки сводового кирпича распорная кривая может приобрести форму пунктирной линии, показанной в правой части этого рисунка. В этом случае свод в точке 1 разделяется и средняя часть его обваливается в печь. Конечно, кирпич около пят падает сразу же после средней части свода, за исключением купольных сводов. В этих сводах кольцеобразная форма кладки препятствует выпадению кирпича, расположенного у пят, и этот особый случай следует изучать только при рассмотрении таких сводов. Выпрямление кривой между точками 2 я 3 (см. левую сторону рис. 208), которое обычно предшествует, обратному выгибанию кривой (положение /), является предупредительным сигналом. [c.319] Если свод частично выгорел или же неравномерно растрескался, в результате чего с одной стороны он стал тонким, а с другой стороны сохранил свою первоначальную толщину, то его устойчивость нарушается, и обрушение вполне вероятно. [c.319] Как отмечалось выше и было показано на рис. 203, коэффициент термического расширения шамотного кирпича составляет 0,6 см на 1 м. При нагреве свод должен либо подняться, либо сжаться, либо растянуть каркас. Если растяжение происходит с пластической деформацией, свод можно считать обреченным, так как при каждом охлаждении он оседает, становится более плоским и при последующем нагреве каркас растягивается несколько больше. Такого рода смещения приводят к тому, что после определенного числа циклов нагрева и охлаждения свод рушится. Пяты его должны быть закреплены, и свод должен иметь возможность подниматься, или же каркас должен претерпевать упругую деформацию. Интересно отметить, что применение пружин для связей было запатентовано Р. Уэльсом в 1856 г. Идея изобретения состояла в том, чтобы каркас мог растягиваться под действием больших сил термического расширения и возвращаться в исходное положение, сжимаясь во время охлаждения. Применение пружин было распространено в первые годы XX в., однако в настоящее время строители печей исключили применение связей и пружин и жестко связывают стойки между собой с помощью строительных швеллеров (см. рис. 205), которые ставят обычно как снизу, так и сверху печи. [c.320] В некоторых случаях желательно сделать нижнюю поверхность свода плоской, а не искривленной. Это может быть осуществлено, как показано на рис. 210, благодаря укладке в середине пролета несколько более длинных кирпичей. Эта конструкция свода известна под названием плоская арка . Очевидно, что устойчивость свода и действие усилий в части свода, находящейся выше нижней кривой, не отличаются от усилий, показанных на рис. 208, и что единственным следствием удлинения кирпичей в средней части свода является некоторое увеличение нагрузки в этой части. Некоторые плоские арки не имеют кривизны не только снизу, но и сверху. Длина всех кирпичей достаточна для обеспечения устойчивости. Этот свод не может так легко подниматься при нагреве, как арочный (сравни с рис. 253). Иногда требуется резкое изменение высоты свода в определенном месте по длине печи или дымового канала. В арочном своде это можно осуществить выкладкой свода, показанной на рис. 211. Нижний край каждого кольца должен быть в этом случае всегда значительно ниже уровня верхнего края примыкающего снизу кольца, чтобы продольные усилия передавались без наклона кирпича в вертикальной плоскости кроме того, желательно стесать выступающие нижние концы кирпичей так, как это показано пунктирной линией на рис. 211, чтобы дымовые газы воздействовали на гладкую наклонную поверхность. [c.321] К причинам обрушения сводов относятся также механические воздействия, например взрывы или удары. Выше указывалось, что иногда печи заполняют гремучей смесью воздуха и топлива и затем разжигают при этом лучший шамотный кирпич и лучшая конструкция не смогут противостоять взрыву. Своды печей также не удается сконструировать такими, чтобы они могли выносить удары тяжелых слитков, подвешенных к кранам, или какие-либо другие механические воздействия. [c.322] Применения кирпича с выпуклой, а не плоской поверхностью следует избегать, поскольку кирпич может перекатываться на примыкающих поверхностях. При кладке свода каждый кирпич следует проверить на плоскостность и кирпичи, имеющие кривизну, изъять. [c.322] Прочность опорных стоек и связей, необходимая для восприятия распорных усилий сводов, рассмотрена на стр. 377. [c.323] Подвесные своды. Начиная с 1920 г. применение подвесных сводов резко возросло, особенно для пролетов, превышающих 4,2 м. Для подвесных сводов применяют специальные формы кирпича, которые подвешивают на стальных балках, образуя (обычно) плоское перекрытие. Существует много различных способов подвески сводов, и число их продолжает расти. Иногда (причем неправильно) плоские подвесные своды называют подвесными арками. [c.323] Важной особенностью является сравнительная легкость сопряжения подвесного свода с вертикальной стенкой. Конструкция, о которой идет речь, показана на рис. 218. Подвесные своды с уступами применяют в котлостроении очень давно. Для нагревательных печей их применили впервые в связи с миогозонным нагревом. Детали уступа показаны схематически на рис. 219. Из этого рисунка видно, что если один из кирпичей растрескивается и требуется его замена, то следует снять значительное число кирпичей. [c.327] Все изготовители подвесных tвoдoв поставляют ступенчатые конструкции, которые очень похожи на конструкцию, показанную на рис. 219. [c.328] Весьма простой метод крепления кирпича показан на рис. 222. Эта конструкция разработана фирмой Бэбкок энд Вилкокс компани для подвески легковесного шамотного кирпича. Кирпичи (стандартных размеров) нанизывают на пруток диаметром 16 мм, как бусы на нитку. Через каждые 5—8 кирпичей ставится кирпич с выемкой (марка 2), в котором закреплен загнутый подвесной пруток. Эта конструкция превосходна для легковесного кирпича, но ее нельзя рекомендовать для плотного шамотного кирпича. Однако представляется, что плотный шамотный кирпич выходит из моды . [c.329] Вернуться к основной статье