КРЫШКА В СБОРЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГОВОЙ ПЕЧИ Российский патент 1999 года по МПК F27D1/02 F27D1/12 

Изобретение относится к крышке в сборе для какого-либо резервуара, например для электрической дуговой печи для расплавленного металла.

Известна крышка в сборе для электрической дуговой печи, содержащая перекрывающую ее нижнюю крышку с внутренним отверстием для вертикального размещения внутрь печи электрода и выполненную в виде нижней стенки, прочной периферийной стенки, прочной внутренней стенки и прочной верхней стенки, образующих контур закрытого пространства, в котором размещены первое разбрызгивающее средство, состоящее из множества трубок, соединенных с разбрызгивающими насадками, предназначенными для направления струи хладагента по меньшей мере на нижнюю стенку нижней крышки, первое средство для подачи хладагента к трубкам в форме трубопровода сборника, окружающее внутреннее отверстие нижней крышки, и первое выпускное средство для удаления хладагента из закрытого пространства нижней крышки (см. патент США N 4815096, кл. F 27 D 1/12, 1989).

Однако, хотя известная крышка печи и обладает небольшим весом и большой безопасностью, из-за больших размеров отверстия в такой крышке возникает связь с тепловыми потерями, а наличие в сегментах крышки свода печи встроенных напорных трубопроводов для охлаждающей воды связано с необходимостью использования какого-то центрального элемента с эксцентрично расположенным меньшим по размеру отверстием. В этом центральном элементе также имеются заделанные в него напорные трубопроводы для подачи охлаждающей воды, а сам центральный элемент может перемещаться, чтобы устанавливать эксцентричное отверстие в желаемую позицию. Недостатком известной крышки для электродуговой печи является относительно близкое расположение напорного трубопровода к электроду, а следовательно, и к дуге электрода, в случае образования электрической дуги в центральном элементе образуется высокое давление и имеет место большая утечка воды.

Технической задачей настоящего изобретения является создание крышки в сборе для электрической дуговой печи, обеспечивающей циркуляцию хладагента верхнего и нижнего ее сводов, минимизирующей тепловые напряжения в ситуации, когда электрод электрической печи опускается через внутренние отверстия верхнего свода и нижнего свода, а также минимизирующей тепловые потери над внутренним отверстием нижнего свода крышки.

Данная техническая задача решается за счет того, что крышка в сборе для электрической дуговой печи, содержащая перекрывающую ее нижнюю крышку с внутренним отверстием для вертикального размещения внутрь печи электрода и выполненную в виде нижней стенки, прочной периферийной стенки, прочной внутренней стенки, образующих контур закрытого пространства, в котором размещены первое разбрызгивающее средство, состоящее из множества трубок, соединенных с разбрызгивающими насадками, предназначенными для направления струи хладагента по меньшей мере на нижнюю стенку нижней крышки, первое средство для подачи хладагента к трубкам в форме трубопровода сборника, окружающее внутреннее отверстие нижней крышки, и первое выпускное средство для удаления хладагента из закрытого пространства нижней крышки, согласно изобретению снабжена верхней крышкой с внутренним отверстием для вертикального размещения внутрь печи электрода и выполненной в виде скошенной на конус вверх нижней стенки, прочной периферийной стенки, прочной внутренней стенки и прочной верхней стенки, образующих контур закрытого кольцеобразного пространства для верхней крышки, внутри которого расположены второе разбрызгивающее средство, состоящее из множества трубок, соединенных с разбрызгивающими насадками, предназначенными для направления струи хладагента по меньшей мере на нижнюю стенку верхней крышки, второе средство для подачи хладагента в трубки в форме трубопровода сборника, окружающее внутреннее отверстие верхней крышки, и второе выпускное средство для удаления самотеком из закрытого пространства в верхней крышке, кроме того, крышка в сборе снабжена первым шлангом, соединяющим трубопроводы сборников первого и второго разбрызгивающих средств для приема хладагента из трубопровода первого разбрызгивающего средства в трубопровод второго, и вторым шлангом, соединяющим выпускное средство верхней крышки с выпускным средством нижней крышки, причем верхняя стенка нижней крышки выполнена с плоской ступенькообразной частью, расположенной на некотором расстоянии от прочной периферийной стенки и окружающей внутреннее отверстие в нижней крышке, а на плоской ступенькообразной части верхней стенки нижней крышки установлена скользящим образом во всех направлениях нижняя часть скошенной на конус вверх нижней стенки верхней крышки.

Трубопровод сборника в закрытом пространстве верхней крышки может быть расположен около прочной периферийной стенки верхней крышки и вдали от внутреннего отверстия верхней крышки.

При этом внутреннее отверстие верхней крышки может быть выполнено меньше внутреннего отверстия нижней крышки и плотно окружающим электрод.

Кроме того, трубопровод сборника в закрытом пространстве нижней крышки может быть расположен около внутреннего отверстия нижней крышки и вдали от прочной периферийной стенки нижней крышки.

Далее преимущества изобретения будут пояснены со ссылкой на чертежи, на которых:
Фиг. 1 - вид сбоку электрической дуговой печи с крышкой в сборе согласно настоящему изобретению.

Фиг. 2 - вид в плане частично с выровом и частично в разрезе крышки в сборе электрической дуговой печи по настоящему изобретению, иллюстрирующий внутреннюю часть крышки в сборе печи.

Фиг. 3 - вертикальная боковая проекция части крышки печи по линиям 3-3 на фиг. 2.

Фиг. 4 - вид в плане верхней крышки печи, частично в разрезе.

Фиг. 5 и 6 - соответственно вертикальная проекция и вид в плане верхней крышки печи.

На фиг. 1 ссылочная позиция 1 обозначает электрическую дуговую печь, имеющую проходящий в вертикальной плоскости электрод 2, который поддерживается обычными опорными средствами (не показаны). Дуговая печь 1 содержит стальную оболочку 3, нижний конец которой футирован огнеупорным материалом 4 и в которой находится расплавленный металл 5. Блок крышки 6 для дуговой печи 1 состоит из нижней крышки 7 и верхней крышки 8. Нижняя крышка 7 установлена и опирается непосредственно на стальную оболочку 3 электрической дуговой печи 1 и определяет контур относительно широкого центрального отверстия в нижней крышке 7, через которое проходит электрод 2. Отверстие 9 нижней крышки 7 должно быть относительно широким по сравнению с шириной электрода 2, так как хорошо известно, что довольно часто возникает ситуация, когда электрод 2, имеющий продольную центральную ось 10, необходимо устанавливать эксцентрично относительно центральной продольной оси 11 отверстия 9, чтобы избежать образования чрезмерных температур в какой-то специфической точке печи. Чтобы обеспечить относительно полное закрытие печи при одновременном сохранении возможности эксцентричной установки электрода 2, используется верхняя с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости крышка 8, которая имеет отверстие 12, которое может плотно окружать электрод 2. Верхняя крышка 8 может перемещаться в горизонтальной плоскости скользящим образом по поддерживающей ее нижней крышке 7, а следовательно, может допускать широкое разнообразие эксцентричных позиций электрода.

Из фиг. 2-4 ясно видно, что нижняя крышка 7 содержит полую внутреннюю секцию 13 между своей верхней стенкой 14 и нижней стенкой 15. В пределах внутреннего пространства 13 расположено множество спицеобразных разбрызгивающих хладагент стержней 16, которые соединены с и принимают хладагент, например воду, от водораспределительного коллектора круглой формы 17, который поддерживается на кронштейнах 18, расположен концентрично с и окружает отверстие 9 нижней крышки 7 и находится в непосредственной близости от нее; в пространстве 13 расположено множество спицеобразных разбрызгивающих хладагент насадок 19, которые отходят от коллектора 17 по направлению вниз. Направленные вниз разбрызгивающие насадки 19 коллектора 17 разбрызгивают жидкий хладагент на внутреннюю поверхность 20 нижней стенки 15, чтобы в процессе работы печи на нижней крышке 7 поддерживалась приемлемая температура. В процессе работы печи из внутренней части 13 нижней крышки 7 хладагент удаляется при соответствующей температуре. Хладагент также удаляется из внутренней части 13 нижней крышки 7 через отверстия 21 в сточном коллекторе 22, который будет концентричен отверстию 9 и расположен в самой нижней части внутренней секции 13 нижней крышки 7. Сетка 23 исключает возможность попадания различного мусора в сточный коллектор 22, а жидкий хладагент выходит из сточного коллектора 22 через разгрузочное выпускное средство 24 и попадает в дренажную линию 25. Хладагент подается к разбрызгивающим насадкам 19 и к разбрызгивающим стержням 16 от распределительного коллектора 17, который расположен близко от внутреннего отверстия 9 и далеко от прочной периферийной стенки 26 и выходит под давлением через выпускную линию 27 и трубку 28. Выходящий из разбрызгивающих насадок 19 и попадающий во внутреннюю секцию 13 хладагент уже не находится под давлением, а после контактирования с нижней стенкой 15 использованный хладагент выходит из нижней крышки 7 через сточный коллектор 22, о чем уже говорили выше. Прочная периферийная стенка 26, прочная внутренняя стенка 29, нижняя стенка 15 и верхняя стенка 30 определяют контуры закрытого кольцеобразного пространства 13, внутри которого расположены разбрызгивающие средства, состоящие из распределительного коллектора 17, разбрызгивающих насадок 19 и разбрызгивающих стержней 16. Верхняя стенка 30 нижней крышки 7 имеет плоскую ступенеобразную часть 31, расположенную на некотором расстоянии внутрь от периферийной стенки 26 и окружающую внутреннее отверстие 9 нижней крышки 7. Верхняя крышка 8 опирается с возможностью движения на плоскую ступенеобразную часть 31 нижней крышки 7 и может перемещаться во всех направлениях. Верхняя крышка 8 снабжена скошенной на конус вверх нижней стенкой 32, прочной периферийной стенкой 33, верхней стенкой 34 и прочной внутренней стенкой 35, которые определяют контур закрытого кольцеобразного пространства 36, и отверстием 12, которое плотно окружает электрод 2 и через которое электрод 2 простирается вниз внутрь печи 1. Разбрызгивающие средства, состоящие из разбрызгивающих насадок 37, разбрызгивающих стержней 38 и из трубопровода сборника хладагента 39, расположены внутрь кольцеобразного пространства 36, где они крепятся и поддерживаются кронштейнами 40. Трубопровод сборника хладагента 39 расположен около и концентрично относительно периферийной стенки 33 и на некотором расстоянии от отверстия 12. Разбрызгивающие стержни 38 простираются внутрь по направлению к отверстию 12 от трубопровода сборника хладагента примерно от 2/3 до 3/4 расстояния от отверстия 12. Хладагент под давлением подается в распределительный коллектор трубопровода сборника 39 верхней крышки 8 из распределительного коллектора 17 трубопровода сборника нижней крышки 7 через гибкий шланг 41. Трубопровод сборника 39 верхней крышки 8 расположен в непосредственной близости от прочной периферийной стенки 33, но далеко от отверстия 12 верхней крышки 8. Выходящий из разбрызгивающих насадок хладагент больше не находится под давлением и в виде капель жидкости он попадает на скошенную на конус вверх нижнюю стенку 32, а уже использованный жидкий хладагент собирается в самой нижней части 42 кольцеобразного пространства 36 и выходит из верхней крышки 8 через гибкий шланг 43 и самотеком поступает во внутреннее пространство 13 нижней крышки 7 через сток 44, который установлен над сеткой 23, чтобы уже использованный хладагент с верхней крышки 8 поступал в сточный коллектор 22 нижней крышки 7 и выходил из нижней крышки 7 через разгрузочное выпускное отверстие 24 вместе с и тем же способом, как и использованный хладагент от нижней крышки 7. Нижняя кромочная часть 45 верхней крышки находится по существу в периферийном точечном контакте с плоской ступенеобразной частью 31 верхней стенки 30 нижней крышки 7. Следовательно, полая относительно легкая верхняя крышка 8 может перемещаться с целью обеспечения различных эксцентричных позиций оси 10 для электрода 2 за счет скольжения крышки 8 по плоской ступенеобразной части 31 нижней крышки 7. В данном случае нет необходимости поднимать верхнюю крышку и нет необходимости отсоединять какие-либо линии подачи или отвода хладагента.

Изобретение относится к конструктивным элементам печей. Крышка в сборе для электрической дуговой печи для расплавленного металла содержит перекрывающую ее нижнюю крышку, во внутреннем пространстве которой размещены первое разбрызгивающее средство в виде трубок с насадками, первое средство для подачи хладагента к трубкам и первое выпускное средство для удаления хладагента из закрытого пространства нижней крышки, и верхнюю крышку с отверстием для вертикального размещения внутрь печи электрода и выполненную в виде стенок, образующих контур закрытого кольцеобразного пространства для верхней крышки, внутри которого расположены второе разбрызгивающее средство в виде множества трубок с насадками, второе средство для подачи хладагента в трубки и второе выпускное средство для удаления хладагента, кроме того, крышка снабжена первым шлангом для соединения трубопроводов сборников первого и второго разбрызгивающих средств и вторым шлангом для соединения выпускного средства верхней крышки с выпускным средством нижней крышки, причем верхняя стенка нижней крышки выполнена с плоской ступенькообразной частью, расположенной на некотором расстоянии от прочной боковой стенки и окружающей внутреннее отверстие в нижней крышке, а на плоской ступенькообразной части верхней стенки нижней крышки установлена скользящим образом во всех направлениях нижняя часть скошенной на конус вверх нижней стенки верхней крышки. Изобретение обеспечивает минимизацию тепловых напряжений в ситуации, когда электрод печи опускается через внутренние отверстия верхнего свода и нижнего свода, а также минимизацию тепловых потерь над внутренним отверстием нижнего свода крышки. 3 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Крышка в сборе для электрической дуговой печи, содержащая перекрывающую ее нижнюю крышку с внутренним отверстием для вертикального размещения внутрь печи электрода и выполненную в виде нижней стенки, прочной периферийной стенки, прочной внутренней стенки и прочной верхней стенки, образующих контур закрытого пространства, в котором размещены первое разбрызгивающее средство, состоящее из множества трубок, соединенных с разбрызгивающими насадками, предназначенными для направления струи хладагента на, по меньшей мере, нижнюю стенку нижней крышки, первое средство для подачи хладагента к трубкам в форме трубопровода сборника, окружающее внутреннее отверстие нижней крышки, и первое выпускное средство для удаления хладагента из закрытого пространства нижней крышки, отличающаяся тем, что она снабжена верхней крышкой с внутренним отверстием для вертикального размещения внутрь печи электрода и выполненной в виде скошенной на конус вверх нижней стенки, прочной периферийной стенки, прочной внутренней стенки и прочной верхней стенки, образующих контур закрытого кольцеобразного пространства для верхней крышки, внутри которого расположены второе разбрызгивающее средство, состоящее из множества трубок, соединенных с разбрызгивающими насадками, предназначенными для направления струи хладагента на, по меньшей мере, нижнюю стенку верхней крышки, второе средство для подачи хладагента в трубки в форме трубопровода сборника окружающее внутреннее отверстие верхней крышки и второе выпускное средство для удаления хладагента самотеком из закрытого пространства в верхней крышке, кроме того, крышка в сборе снабжена первым шлангом, соединяющим трубопроводы сборников первого и второго разбрызгивающих средств для приема хладагента из трубопровода первого разбрызгивающего средства в трубопровод второго, и вторым шлангом, соединяющим выпускное средство верхней крышки с выпускным средством нижней крышки, причем верхняя стенка нижней крышки выполнена с плоской ступенькообразной частью, расположенной на некотором расстоянии от прочной периферийной стенки и окружающей внутреннее отверстие в нижней крышке, а на плоской ступенькообразной части верхней стенки нижней крышки установлена скользящим образом во всех направлениях нижняя часть скошенной на конус вверх нижней стенки верхней крышки. 2. Крышка в сборе по п.1, отличающаяся тем, что трубопровод сборника в закрытом пространстве верхней крышки расположен около прочной периферийной стенки верхней крышки и вдали от внутреннего отверстия верхней крышки. 3. Крышка в сборе по п.1 или 2, отличающаяся тем, что внутреннее отверстие верхней крышки меньше внутреннего отверстия нижней крышки и выполнено плотно окружающим электрод. 4. Крышка в сборе по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что трубопровод сборника в закрытом пространстве нижней крышки расположен около внутреннего отверстия нижней крышки и вдали от прочной периферийной стенки нижней крышки.