УЗЕЛ БОКОВОЙ СТЕНКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГОВОЙ ПЕЧИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1998 года по МПК F27D1/12 F27B3/24 

Настоящее изобретение относится к электрическим дуговым печам, а более точно к узлу боковой стенки для электрической дуговой печи. Этот узел охлаждается орошением и устанавливается в сегменте боковой стенки на месте, подвергаемом очень высокому термическому напряжению, т.е. воздействию высоких температур.

Известные охлаждаемые орошением системы электрических печей [1, 2, 3], используют оросительное охлаждение ограждающих элементов печей, например, сводов и боковых стенок, которые являются унитарными, т.е. сформированными в виде единого целого. Ввиду того, что при нагреве печи происходят изменения геометрии электродов дуговой печи и кислородных фурм, конкретная относительно ограниченная область поверхности охлаждаемого орошением ограждающего элемента, например боковой стенки, может подвергаться воздействию необычайно высокой температуры и оказываться при этом под воздействием температурного напряжения с риском разрушения такой области.

Известен узел стальной рамы и медной плиты, предназначенный для использования совместно с унитарными ограждающими элементами печей в местах высокого температурного напряжения [4].

Поскольку вышеуказанные системы печей имеют унитарные, выполненные в виде единого целого ограждающие элементы из углеродистой стали, невозможно использовать заменяемые съемные расходуемые секции для решения вышеуказанной проблемы.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание узла боковой стенки для электрической дуговой печи, имеющего съемные секции, разрушаемые в процессе воздействия на них высоких температур, для обеспечения простоты обслуживания, ремонта и повторного использования этого узла.

Этот технический результат достигается в узле боковой стенки для электрической дуговой печи, который включает множество плотно примыкающих друг к другу полых, охлаждаемых орошением сегментов, которые взаимосвязаны разъемным соединением и могут включать отдельные подсборки для установки в местах конкретного высокого температурного напряжения.

Ниже приведено подробное описание изобретения со ссылками на фигуры, на которых:
фиг. 1 - вертикальный вид узла боковой стенки для электрической дуговой печи, согласно настоящему изобретению;
фиг. 2 - вид сверху узла боковой стенки, согласно настоящему изобретению;
фиг. 3 - вертикальный вид, подсборки узла боковой стенки, согласно настоящему изобретению;
фиг. 4 - вид сбоку в частичном разрезе сегмента узла боковой стенки, согласно настоящему изобретению;
фиг. 5 - вертикальный вид сбоку в частичном разрезе подсборки узла боковой стенки, согласно настоящему изобретению.

На фиг. 1 показан резервуар 10 электрической дуговой печи, имеющий свод 12 и узел 15 боковой стенки, окружающей электрод 20. Периферийные полые сегменты 22a - 22g боковой стенки, показанные на фиг. 2, примыкают друг к другу в боковом направлении, и опираются на фланец 9 резервуара 10 дуговой печи. Как показано на фиг. 1 и 2, каждый из полых сегментов 22a - 22g имеет соответствующие внутренние металлические основные элементы 100a - g, которым придана такая форма, что они образуют определенную часть узла боковой стенки. Наружные металлические облицовочные элементы 200a - g отстоят от внутренних металлических основных элементов 100a - g и соответствуют им.

Как показано на фиг. 1 - 4, по существу закрытое пространство 300 образовано для каждого сегмента 22a - g металлической верхней плитой 30, металлической нижней плитой 35 и металлическими боковыми плитами 40, 42, которые соединяют наружные облицовочные элементы 200a - 200g с внутренними основными элементами 100a - 100g. В самой нижней части 310 каждого закрытого пространства 300 предусмотрено сливное отверстие 320, которое сообщается со сливным выпускным каналом 330 и периферийным трубопроводом 340 слива охлаждающей жидкости, расположенными рядом с наружным краем и сбоку от сегментов 22a - 22g боковой стенки.

Трубопровод 350 подачи охлаждающей жидкости соединен разъемным соединением на фланце 355 с одним из расположенных горизонтально напорных трубопроводов 400a - 400g подачи охлаждающей жидкости, установленных на фланце 410 внутри соответствующих полых сегментов 22a - 22g. Снаружи полых сегментов боковых стенок размещено множество соединяемых разъемными соединениями трубопроводов 500, предназначенных для последовательного соединения соответствующего напорного трубопровода 400 подачи охлаждающей жидкости в каждом из полых сегментов 22a - 22g.

При работе охлаждающую жидкость, например воду, подают под давлением из трубопровода 350 подачи охлаждающей жидкости в один из напорных трубопроводов 400 подачи охлаждающей жидкости, например, в напорный трубопровод 400А. Множество полых распылительных штанг 600, расположенных поперек и вниз от напорного трубопровода 400А в полом сегменте 22b для подачи охлаждающей жидкости к распылительным насадкам 620, предназначенным для подачи капель жидкости к внутреннему металлическому основному элементу 100C со скоростью истечения, которая обеспечивает охлаждение внутреннего основного элемента 100 C до желаемой пониженной температуры, причем охладитель остается в жидком виде и покидает закрытое пространство 300 через сливное отверстие 320 и проходит через сливной выпускной канал 330 в трубопровод 340 слива охлаждающей жидкости.

Находящаяся под давлением охлаждающая жидкость из трубопровода 350 подачи охлаждающей жидкости проходит от напорного трубопровода 400A в каждый из других напорных трубопроводов 400b - 400g в соответствующих полых сегментах 22a - g по соединяемым разъемными соединениями трубопроводам 500, которые соединяют напорные трубопроводы 400 последовательно для подачи охлаждающей жидкости в полые распылительные штанги 600 и насадки 620 в соответствующих полых сегментах 22a - 22g боковых стенок. Полые сегменты 22a - 22g боковых стенок соединены друг с другом съемными крепежными средствами 660, которые могут быть выполнены в виде сварных зажимных элементов. Конфигурацию распылительных штанг и насадок можно изменять в каждом сегменте, чтобы она соответствовала условиям температурных напряжений, воздействию которых подвергается этот сегмент.

В конкретном варианте воплощения настоящего изобретения, когда конкретное место боковой стенки печи подвергается конкретному значительному температурному напряжению, сегмент боковой стенки в этом месте, например, сегмент 22a боковой стенки, выполняют в виде арки с отверстием 700, в котором размещена съемная подсборка 2200. Подсборка 2200, в основном, аналогична по конструкции вышеупомянутым сегментам боковой стенки и опирается на фланец 9 резервуара 10 печи и имеет внутренний металлический основной элемент 1000, которому придана такая форма, что он образует ту часть узла боковой стенки, которая подвергается воздействию значительного температурного напряжения.

Наружный металлический облицовочный элемент 2000 расположен на некотором расстоянии от внутреннего металлического основного элемента 1000 и соответствует ему. Закрытое пространство 3000 образовано в подсборке 2200 металлической верхней плитой 3000, металлической нижней плитой 3500 и металлическими боковыми плитами 4000, 4200, которые соединяют наружный облицовочный элемент 2000 с внутренним металлическим основным элементом 1000.

В самой нижней части 3100 закрытого пространства 3000 предусмотрено сливное отверстие 3200, которое сообщается со сливным выпускным каналом 3300 (соединенным разъемным соединением на фланце 3150) и с периферийным трубопроводом 340 слива охлаждающей жидкости. Коллектор 4000 подачи охлаждающей жидкости, установленный на фланце 4100 внутри закрытого пространства 3000, заполняется находящейся под давлением охлаждающей жидкости из напорного трубопровода 400 окружающего сегмента 22a боковой стенки посредством соединяемого разъемным соединением трубопровода 5000.

Охлаждающую жидкость, заполняющую коллектор 4000, подают в полые штанги 6000 распыления охладителя и насадки 6200 в закрытом пространстве 3000, подающие капли жидкости на внутренний металлический основной элемент 1000 со скоростью истечения, обеспечивающей охлаждение подвергаемого высокому температурному напряжению внутреннего металлического основного элемента 1000 до желаемой пониженной температуры. Количество и местоположение распылительных штанг и насадок регулируют в зависимости от условий конкретного температурного напряжения, воздействию которого подвергается подсборка. Подсборку 2200 можно удалить из боковой стенки, отпуская крепежные элементы 6600 и извлекая высвобождаемый трубопровод 5000 и слив 3300.

Таким образом, подсборку 2200 легко обслуживать, ремонтировать и повторно устанавливать. Изоляция 7000 из керамических волокон размещена на всех кромках подсборки.

Изобретение может быть использовано в области черной металлургии, конкретнее в конструкции боковой стенки электрической дуговой печи. Согласно изобретению, охлаждаемый орошением узел боковой стенки электрической дуговой печи содержит отдельные охлаждаемые орошением полые сегменты, соединенные воедино с образованием боковой стенки печи. Один или несколько полых сегментов могут быть аркообразными и окружают охлаждаемую орошением съемную подсборку, предназначенную для установки в местах, находящихся в условиях высокого температурного напряжения. Техническим результатом является создание узла боковой стенки для электрической дуговой печи, имеющего съемные секции, разрушаемые в процессе воздействия на них высоких температур, для обеспечения простоты обслуживания, ремонта и повторного использования этого узла. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Узел боковой стенки для электрической дуговой печи, содержащий опирающиеся на конструкцию печи внутренний металлический основной элемент и отстоящий от него наружный облицовочный элемент с образованием между ними окружающей один или несколько графитовых электродов полости для подвода охлаждающей жидкости через расположенные внутри нее вблизи внутреннего металлического основного элемента и на некотором расстоянии от него средства подачи охлаждающей жидкости к внутреннему металлическому основному элементу, трубопровод подачи охлаждающей жидкости, сообщающееся по меньшей мере с одним сливным отверстием выпускное средство слива потока охлаждающей жидкости из полости, отличающийся тем, что полость выполнена в виде множества отдельных, примыкающих друг к другу в боковом направлении полых сегментов, опирающихся на конструкцию печи с образованием по меньшей мере части боковой стенки, окружающей один или несколько графитовых электродов, расположенных в рабочем пространстве печи, причем каждый из полых сегментов имеет внутренний металлический основной элемент, форма которого образует часть узла боковой стенки, отстоящий от него и соответствующий ему по форме наружный металлический облицовочный элемент, верхнее и нижнее средства для соединения внутреннего и наружного металлических элементов с образованием между ними закрытого пространства, в нижнем средстве которого выполнены одно или несколько выпускных отверстий для слива охлаждающей жидкости, сообщенных с выпускным средством слива потока охлаждающей жидкости из закрытого пространства, соединенного с расположенным снаружи сегмента боковой стенки и рядом с соответствующим выпускным средством слива трубопроводом для отвода охлаждающей жидкости из соответствующего полого сегмента боковой стенки, а средства распыления охлаждающей жидкости расположены в закрытом пространстве в местах рядом с внутренним металлическим основным элементом на некотором расстоянии от него и выполнены с возможностью направления распыленной охлаждающей жидкости в виде капель к внутреннему металлическому основному элементу в количестве, достаточном для поддержания его рабочей температуры, соединенный с трубопроводом подачи охлаждающей жидкости, закрепленный в закрытом пространстве и расположенный поперек внутреннего металлического основного элемента напорный трубопровод коллектора подачи охлаждающей жидкости к средствам распыления и средство разъемного плотного соединения каждого полого сегмента боковой стенки с каждым соседним сегментом, кроме того, он снабжен множеством расположенных снаружи боковой стенки, соединенных разъемными соединениями трубопроводами, выполненными с возможностью последовательного соединения соответствующих коллекторов подачи охлаждающей жидкости в полые сегменты боковой стенки. 2. Узел по п.1, отличающийся тем, что внутренний металлический основной элемент и наружный металлический облицовочный элемент выбранного полого сегмента боковой стенки выполнены в виде арки с образованием аркообразного сегмента боковой стенки, в отверстии которой плотно установлена съемная подсборка, опирающаяся на конструкцию печи и содержащая внутренний металлический основной элемент, образующий заданную часть периферии узла боковой стенки, ограниченного аркой, наружный металлический облицовочный элемент, отстоящий от внутреннего металлического основного элемента и соответствующий ему по форме, верхнее и нижнее средства для соединения наружного металлического облицовочного и внутреннего металлического основного элементов с образованием между ними закрытого пространства, в нижнем средстве которого выполнены одно или несколько выпускных отверстий для слива охлаждающей жидкости, сообщенные посредством по меньшей мере одного выпускного канала слива охлаждающей жидкости, расположенного снаружи подсборки вблизи нее, с трубопроводом слива охлаждающей жидкости из подсборки для ее отвода и исключения любого ее скопления внутри закрытого пространства, множество средств распыления охлаждающей жидкости, расположенных в закрытом пространстве в местах рядом с внутренним металлическим основным элементом и на некотором расстоянии от него, для направления распыленной охлаждающей жидкости в виде капель к внутреннему металлическому основному элементу в количестве, достаточном для поддержания его рабочей температуры, закрепленный в закрытом пространстве и расположенный поперек внутреннего металлического основного элемента напорный трубопровод коллектора подачи охлаждающей жидкости к расположенным в закрытом пространстве средствам распыления, сообщенный посредством выполненного с разъемным соединением трубопровода с коллектором подачи охлаждающей жидкости выбранного сегмента боковой стенки, и средство разъемного плотного соединения подсборки внутри арки выбранного сегмента боковой стенки. 3. Узел боковой стенки для электрической дуговой печи, содержащий опирающиеся на конструкцию печи внутренний металлический основной элемент и отстоящий от него наружный облицовочный элемент с образованием между ними окружающей один или несколько графитовых электродов, полости для подвода охлаждающей жидкости через расположенные внутри нее вблизи внутреннего металлического основного элемента и на некотором расстоянии от него средства подачи охлаждающей жидкости к внутреннему металлическому основному элементу, трубопровод подачи охлаждающей жидкости, сообщающееся по меньшей мере с одним сливным отверстием выпускное средство слива потока охлаждающей жидкости из полости, отличающийся тем, что полость выполнена в виде множества отдельных, примыкающих друг к другу в боковом направлении полых сегментов, опирающихся на конструкцию печи с образованием по меньшей мере части боковой стенки, окружающей один или несколько графитовых электродов, расположенных в рабочем пространстве печи, причем каждый из полых сегментов имеет внутренний металлический основной элемент, форма которого образует часть узла боковой стенки, отстоящий от него и соответствующий ему по форме наружный металлический облицовочный элемент, верхнее и нижнее средства для соединения внутреннего и наружного металлических элементов с образованием между ними закрытого пространства, в нижнем средстве которого выполнено одно или несколько выпускных отверстий для слива охлаждающей жидкости, сообщенных с выпускным средством слива потока охлаждающей жидкости из закрытого пространства, соединенного с расположенным снаружи сегмента боковой стенки и рядом с соответствующим выпускным средством слива трубопроводом для отвода охлаждающей жидкости из соответствующего полого сегмента боковой стенки, средства распыления охлаждающей жидкости расположены в закрытом пространстве в местах рядом с внутренним металлическим основным элементом на некотором расстоянии от него и выполнены с возможностью направления распыленной охлаждающей жидкости в виде капель к внутреннему металлическому основному элементу в количестве, достаточном для поддержания его рабочей температуры, соединенный с трубопроводом подачи охлаждающей жидкости, закрепленный в закрытом пространстве и расположенный поперек внутреннего металлического основного элемента напорный трубопровод коллектора подачи охлаждающей жидкости к средствам распыления и средство разъемного плотного соединения каждого полого сегмента боковой стенки с каждым соседним сегментом, кроме того, он снабжен множеством расположенных снаружи боковой стенки, соединенных разъемными соединениями трубопроводами, выполненными с возможностью последовательного соединения соответствующих коллекторов подачи охлаждающей жидкости в полые сегменты боковой стенки, кроме того, внутренний металлический основной элемент и наружный металлический облицовочный элемент выбранного полого сегмента боковой стенки выполнены в виде арки с образованием аркообразного сегмента боковой стенки, в отверстии которой плотно установлена съемная подсборка, опирающаяся на конструкцию печи и содержащая внутренний металлический основной элемент, образующий заданную часть периферии узла боковой стенки, ограниченного аркой, наружный металлический облицовочный элемент, отстоящий от внутреннего металлического основного элемента и соответствующий ему, верхнее и нижнее средства для соединения наружного металлического облицовочного и внутреннего металлического основного элементов с образованием между ними закрытого пространства, в нижнем средстве которого выполнены одно или несколько выпускных отверстий для слива охлаждающей жидкости, сообщенные посредством по меньшей мере одного выпускного канала слива охлаждающей жидкости, расположенного снаружи подсборки вблизи нее, с трубопроводом слива охлаждающей жидкости для ее отвода и исключения любого ее скопления внутри закрытого пространства, множество средств распыления охлаждающей жидкости, расположенных в закрытом пространстве в заданных местах рядом с внутренним металлическим основным элементом и на некотором расстоянии от него, для направления распыленной охлаждающей жидкости в виде капель к внутреннему металлическому основному элементу в количестве, достаточном для поддержания его приемлемой температуры, закрепленный в закрытом пространстве и расположенный поперек внутреннего металлического основного элемента напорный трубопровод коллектора подачи охлаждающей жидкости к расположенным в закрытом пространстве средствам распыления, сообщенный посредством выполненного с разъемным соединением трубопровода с коллектором подачи охлаждающей жидкости выбранного сегмента боковой стенки, и средство разъемного плотного соединения подсборки внутри арки выбранного сегмента боковой стенки.