ЭЛЕКТРОД ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ Российский патент 1994 года по МПК H05B7/08 

Изобретение относится к электротермии, главным образом к дуговым плавильным электропечам.

Известен электрод дуговой электропечи [1], содержащий медный ступенчатый корпус с установленной внутри стальной несущей трубой, на которой закреплен ниппель, соединенный со съемной частью из расходуемого материала посредством резьбового соединения. В нижней части корпуса расположено токопроводящее защитное кольцо и термоизолирующий элемент в виде набора съемных огнеупорных колец.

К недостаткам устройства относятся: сложность конструкции, обусловленная наличием разъемных соединений между ниппелем - ступенчатым корпусом и токопроводящим защитным кольцом, резьбового соединения между несущей стальной трубой и ниппелем, уплотнением между стальной трубой и головкой ступенчатого корпуса; низкая эксплуатационная надежность устройства, вызванная тем, что вся весовая нагрузка электрода приходится на несущую трубу относительно малого диаметра и ее резьбовое соединение с медным ниппелем; токопередача происходит через разъемное соединение между ступенчатым корпусом, токопроводящим защитным слоем и ниппелем, не имеющим регулируемого поджатия на случай износа поверхностей контакта.

Наиболее близким к изобретению является комбинированный электрод дуговой электропечи [2] , содержащий толстую медную трубу, оканчивающуюся в сплошном медном блоке с цилиндрической резьбой, на которую навинчен графитовый ниппель, соединенный графитовой секцией, набор защитных колец, расположенных в средней части электрода, несущую стальную трубу, на которой смонтированы крановый крюк и элементы, предупреждающие проскальзывание, подвод и отвод воды.

Недостатками данной конструкции электрода являются ее сложность и низкая эксплуатационная надежность.

Изобретение направлено на упрощение конструкции водоохлаждаемых электродов дуговых сталеплавильных печей и повышение их надежности.

Это достигается тем, что сверху и снизу медного корпуса установлены медные кольца с отверстиями под грузовую скобу, соединенные между собой ребрами жесткости и жестко прикрепленные к внутренней трубе и к корпусу, а над верхним и под нижним медными кольцами - стальные кольца, соединенные между собой грузовой скобой, жестко соединенной с верхним стальным кольцом и снабженной в нижней части резьбовыми соединения с гайками.

При этом в нижней части внутренней медной трубы установлено металлическое кольцо в форме усеченного конуса, которое входит в соответствующий ему кольцевой паз нижнего огнеупорного кольца, а на сливной магистрали в верхней ее точке - предохранительный клапан.

На чертеже представлено устройство, общий вид в разрезе.

Устройство содержит наружный медный корпус 1 в виде трубы с верхним 2 и нижним 3 медными кольцами, соединенными между собой ребрами 4 жесткости. На верхнем и под нижним медными кольцами свободно установлены стальные кольца 5 и 6. Через стальные и медные кольца пропущена грузовая скоба 7, жестко соединенная с верхним стальным кольцом 5 и имеющая в нижней части резьбовые соединения с гайками, при помощи которых она затягивается под нижним стальным кольцом 6.

Внутри корпуса соосно ему расположена длинная труба 8 с напорной и сливной магистралями 9 в ее верхней части и ниппелем 10 и металлическим опорным кольцом 11 в форме усеченного конуса - в нижней, которое входит в соответствующий ему паз нижнего огнеупорного кольца, и на которое огнеупорные кольца 12 опираются. На ниппель 10 навинчена графитовая секция 13. Медные кольца 2 и 3 жестко прикреплены к корпусу 1 и трубе 8. На сливной магистрали 9 в верхней ее точке установлен предохранительный клапан 14.

Устройство работает следующим образом.

При включении печи на электрод подается ток, который через медный корпус 1, медные кольца 2, 3, внутреннюю медную трубу 8 и ниппель 10 передается на графитовую секцию 13. Токопроводящая внутренняя труба 8 защищена от перегрева набором огнеупорных колец 12, опирающихся на опорное кольцо 11.

Путем закручивания кольца 11 по трубе 8 выбирается зазор между огнеупорными кольцами 12 и стальным кольцом 6. Навинчиванием графитовой секции 13 по ниппелю 10 обеспечивается плотное прижатие графита к нижнему огнеупорному кольцу, что защищает зону электрического контакта от перегрева.

Охлаждающая жидкость подается через напорную магистраль 9 в ниппель 10 длинной медной трубы 8 и по ее кольцевой полости возвращается в сливную магистраль 9.

Замена электрода производится грузоподъемным устройством за грузовую скобу 7, которая воспринимает силу тяжести электрода через стальные кольца 5 и 6, и резьбовое соединение с гайками. С помощью гаек производится плотный зажим колец 2, 3 корпуса 1 электрода между неподвижным стальным кольцом 5, приваренным к грузовой скобе 7, и подвижным стальным кольцом 6. Благодаря этому и наличию ребер 4 жесткости достигается равномерное распределение весовой нагрузки электрода по поверхности кольца 2, 3 и исключаются изгибные нагрузки на корпусе электрода.

Конструкция электрода позволяет легко производить сборку электрода. Для этого последний устанавливается горизонтально и на длинную медную трубу 8 последовательно надеваются огнеупорные кольца 12, затем навинчивается опорное кольцо 11 и графитовая секция 13. При этом электрод удерживается от проворачивания за лыски стального кольца 5 или за грузовую скобу 7.

При замене электрода и установке его на стенд возможно закипание воды (напорная и сливная магистрали отсекаются) в электроде, тогда паровоздушная смесь выбрасывается через предохранительный клапан 14, что защищает трубопровод 9 и элементы электрода от разрыва.

Заявляемый электрод в сравнении с прототипом обеспечивает простоту конструкции, которая достигается за счет исключения внутренней стальной несущей трубы и использования для этой цели корпуса электрода; применение неразъемной конструкции длинная труба 8 - ниппель 10 обеспечивает полную герметичность электрода; повышение эксплуатационной надежности, которое обеспечивается отсутствием утечек охлаждающей жидкости, надежным электрическим контактом между токопроводящим корпусом 1, длинной внутренней трубой 8, ниппелем 10 и графитовой секцией за счет исключения разъемных соединений между ниппелем и токопроводящей трубой, требующих устройств поджатия и тщательной механической обработки.

Сущность изобретения: сверху и снизу медного корпуса 1 установлены медные кольца 2, 3, соединенные между собой ребрами 4 жесткости, и стальные кольца 5, 6. Через кольца проходит грузовая скоба 7, которая воспринимает силу тяжести электрода через стальные кольца и резьбовые соединения с гайками в ее нижней части. С помощью гаек прозводится плотный зажим медных колец 2, 3 и корпуса 1 между стальными кольцами 5, 6. Благодаря этому и наличию ребер 4 жесткости достигается равномерное распределение весовой нагрузки электрода по поверхности медных колец 2, 3 и исключаются изгибные нагрузки на корпусе электрода. Путем закручивания опорного кольца 11, расположенного в нижней части внутренней трубы 8, выбирается зазор между огнеупорными кольцами 12 и стальным кольцом 6, обеспечивая полную герметичность электрода. 1 ил.

ЭЛЕКТРОД ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащий медный корпус с внутренней медной трубой, на которой закреплен ниппель, соединенный со съемной графитовой секцией, изолирующий элемент в виде набора съемных огнеупорных колец, напорную и сливную магистрали, отличающийся тем, что сверху и снизу медного корпуса установлены медные кольца с отверстиями под грузовую скобу, соединенные между собой ребрами жесткости и жестко прикрепленные к внутренней трубе и к корпусу, а над верхним и под нижним медными кольцами расположены стальные кольца, соединенные между собой грузовой скобой, жестко соединенной с верхним стальным кольцом и снабженной резьбовыми соединениями с гайками в нижней части, при этом в нижней части внутренней медной трубы установлено металлическое опорное кольцо в форме усеченного конуса, расположенное в соответствующем ему кольцевом пазу нижнего огнеупорного кольца, а на сливной магистрали в верхней ее точке установлен предохранительный клапан.