ВОДООХЛАЖДАЕМЫЙ СВОД ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ Российский патент 2001 года по МПК F27D1/02 

Изобретение относится к конструкции сводов плавильных печей. Известна конструкция свода, содержащая коллекторы подвода и отвода охладителя, соединенные с трубчатыми кронштейнами, верхние и нижние ветви которых расположены радиально, при этом их вершины образуют концентрическое посадочное гнездо, в которое установлена огнеупорная центральная часть свода [1].

Недостатком данного свода является большое количество сварных герметичных соединений кронштейнов с коллекторами, повышенное требование к сварным работам, большая степень опасности нарушения герметизации сварных швов, низкая стойкость центральной огнеупорной части свода.

Известен свод электродуговой печи, содержащей коллекторы подачи и отвода охладителя, соединенные с трубчатыми кронштейнами, верхние и нижние ветви которых расположены радиально, при этом их вершины образуют концентрическое посадочное гнездо, в которое установлена огнеупорная центральная часть свода. Трубчатые кронштейны разделены на отдельные секции, каждая из которых выполнена в форме профильной пружины, вертикальная проекция витков которой соответствует кронштейну [2].

Недостатком данного свода, взятого нами за прототип, является низкая эксплуатационная стойкость центральной огнеупорной части свода. Это приводит к повышенному расходу огнеупоров, непроизводственным простоям, связанным с заменой футеровки, и, как следствие, - к снижению производительности печи.

Задача изобретения - повышение эксплуатационной стойкости центральной части свода, снижение расхода огнеупорных материалов, увеличение производительности печи.

Технический результат изобретения - обеспечение повышенной работоспособности центральной части свода, снижение эксплуатационных расходов при производстве стали, увеличение производительности печи.

Указанный технический результат достигается тем, что в водоохлаждаемом своде электродуговой печи, содержащем периферийную часть, включающую коллекторы подачи и отвода охладителя, соединенные с трубчатыми кронштейнами, верхние и нижние ветви которых расположены радиально и разделены на отдельные секции, каждая из которых выполнена в форме профильной пружины, вертикальная проекция витков которой соответствует кронштейну, при этом вершина трубчатых кронштейнов образует концентрическое посадочное гнездо, в которое установлена центральная огнеупорная часть с отверстиями для электродов, согласно изобретению он снабжен соплами для подачи газового охладителя, расположенными в периферийной части свода по периметру центральной огнеупорной части, с раскрытием сопел радиально по отношению к центру свода, и сообщенными с отверстиями для электродов, расположенными в огнеупорной центральной части соплами, направленными под углом 30 - 47^o к горизонтальной плоскости, а в плане - по касательной к окружности, проходящей через середину электродного отверстия. Минимальное расстояние между электродом и ближайшей металлической деталью посадочного гнезда составляет 320 - 340 мм, а трубчатые кронштейны выполнены с изгибом, образуя у вершин горизонтальную плоскость.

Снабжение свода соплами, через которые к центру свода подается газовый охладитель, например, паровоздушная смесь, позволяет экранировать центральную огнеупорную часть свода от теплового воздействия электрических дуг и шлакометаллического расплава.

Тем самым значительно повышается эксплуатационная стойкость центральной части свода, снижаются расход огнеупоров и время простоев печи, увеличивается ее производительность.

На фиг. 1 представлен свод, вертикальное сечение.

На фиг. 2 - свод, вид сверху.

Водоохлаждаемый свод электродуговой печи содержит трубчатые кронштейны 1, соединенные с подводящим коллектором 2 и отводящим коллектором 3. Кронштейны 1 открыты со стороны рабочего пространства и расположены радиально с зазором. Кронштейны 1 разделены на отдельные секции, каждая из которых выполнена в форме профильной пружины. Трубчатые кронштейны 1 выполнены с изгибом, образуя у вершин горизонтальную плоскость. Вершины витков - кронштейнов соединены между собой, а верхние ветви кронштейнов жестко соединены с наложенной на них сверху опорной пластиной 4 планками 5. Обечайка 6 жестко соединена с опорными пластинами 4 косынками 7. Центральная часть свода 8 выполнена из огнеупорного неэлектропроводного материала и установлена в посадочное гнездо 9. По периметру огнеупорной части 8 установлены сопла 10 с раскрытием сопел 10 радиально по отношению к центру свода. Сопла 10 соединены с подводящим коллектором 11. Сопла 12 выполнены в огнеупорной части свода и направлены под углом 30 - 47^o к горизонтальной плоскости, а в плане - по касательной к окружности, проходящей через середину электродного отверстия и соединены с подводящим коллектором 13, который в свою очередь соединен с подводящим коллектором 11 сопел 10. Свод содержит отверстие газоотсоса 14, электрод 15.

После изготовления свод опрессовывают, затем производят набивку секций из огнеупорного материала.

Трубчатые секции свода практически не имеют сварных соединений в горячей зоне, что повышает их надежность и уменьшает трудоемкость изготовления. Отсутствие крутых поворотов потока воды снижает гидравлическое сопротивление системы охлаждения.

Между верхними и нижними радиально расположенными трубами со стороны коллекторов организованы зазоры. Величина зазоров по периметру свода рассчитана из условия надежного удержания набивки и гарнисажа без использования шлакодержателей, а также максимально возможного снижения тепловых потерь при работе печи.

Надежное удержание набивки и гарнисажа обеспечивает снижение тепловых потерь и повышает надежность работы свода, так как снижается вероятность прожога свода дугой при касании шихты.

В посадочное гнездо 9 устанавливаются, например, бетонные блоки центральной части свода 8, выполненные из огнеупорного неэлектропроводного материала. В огнеупорной центральной части свода 8 выполнены сопла 12 и направлены под углом 30 - 47^o к горизонтальной плоскости, т.к. в этих пределах обеспечивается наиболее эффективное уплотнение зазора между электродом 15 и центральной частью свода 8. Футеровка центральной части свода 8 может быть выполнена также из огнеупорных неэлектропроводных кирпичей специальной формы. Расстояние между электродом 15 и огнеупорной частью свода 8 выбирают 20 - 50 мм. Расстояние между электродом 15 и ближайшей металлической деталью посадочного гнезда 9 выбирают 320 - 340 мм для исключения перекрытия дугой.

Собранный свод устанавливается на печь.

Коллектор 2 соединяется с цеховой системой подачи воды, а коллектор 3 - с системой слива охладителя. Патрубок подводящего коллектора 11 подвода газового охладителя сопел 10 и 12 соединяется с цеховой системой подачи газового охладителя.

Перед завалкой шихты в печь свод приподнимается и отводится в сторону. После завалки свод поворачивается в сторону плавильной ванны и опускается на корпус печи. Из цеховой системы в сопла 10 и 12 подается газовый охладитель, например, пар или паровоздушная смесь. Подаваемый через сопла 10 пар за счет снижения лучепрозрачности печной атмосферы уменьшает тепловую нагрузку на огнеупорную центральную часть свода 8 в 2-3 раза. Подаваемый через сопла 12 газовый охладитель создает крутящий воронкообразный кольцевой поток в зазоре между электродом и центральной частью свода, что обеспечивает необходимую эффективность уплотнения. Кроме того, газовый охладитель, подаваемый в сопла 12, дополнительно охлаждает огнеупорную центральную часть свода 8.

Снижение тепловой нагрузки на центральную часть свода 8 повышает срок службы огнеупоров. Кроме того, осуществляется хорошее уплотнение электродных отверстий. При этом снижается скорость окисления боковой поверхности электродов, а соответственно, и их расход.

Информационный материал, используемый при составлении описания:
1. А.с. N 1409833, МКИ F 27 D 1/02 от 27.01.1988 г. Водоохлаждаемый свод электродуговой печи - аналог.

2. А.с. N 2049298, МКИ F 27 D 1/02 от 29.06.1993 г. Водоохлаждаемый свод электродуговой печи - прототип.

Изобретение относится к области металлургии, к конструкции водоохлаждаемых сводов плавильных печей. Водоохлаждаемый свод электродуговой печи содержит периферийную часть, включающую коллекторы подачи и отвода охладителя, соединенные с трубчатыми кронштейнами, верхние и нижние ветки которых расположены радиально и разделены на отдельные секции, каждая из которых выполнена в форме профильной пружины, вертикальная проекция которой соответствует кронштейну. Вершины трубчатых кронштейнов образуют концентрическое посадочное гнездо, в которое установлена центральная огнеупорная часть с отверстиями для электродов. В периферийной части по периметру центральной огнеупорной части свода расположены сопла для подачи газового охладителя, выполненные с возможностью радиального раскрытия по отношению к центру свода. В центральной огнеупорной части выполнены сопла, сообщенные с отверстиями для электродов и направленные под углом 30 - 47^o к горизонтальной плоскости, а в плане - по касательной к окружности, проходящей через середину электродного отверстия. Минимальное расстояние между электродом и ближайшей металлической деталью посадочного гнезда составляет 320 - 340 мм. Трубчатые кронштейны выполнены с изгибом, образуя у вершин горизонтальную плоскость. Технический результат - повышение эксплуатационной стойкости огнеупорной центральной части свода, снижение расхода огнеупоров и электродов. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Водоохлаждаемый свод электродуговой печи, содержащий периферийную часть, включающую коллекторы подачи и отвода охладителя, соединенные с трубчатыми кронштейнами, верхние и нижние ветви которых расположены радиально и разделены на отдельные секции, каждая из которых выполнена в форме профильной пружины, вертикальная проекция витков которой соответствует кронштейну, при этом вершины трубчатых кронштейнов образуют концентрическое посадочное гнездо, в которое установлена центральная огнеупорная часть с отверстиями для электродов, отличающийся тем, что он снабжен расположенными в него периферийной части по периметру центральной огнеупорной части соплами для подачи газового охладителя, выполненными с возможностью радиального раскрытия по отношению к центру свода, и сообщенными с отверстиями для электродов соплами, расположенными в центральной огнеупорной части, направленными под углом 30 - 47^o к горизонтальной плоскости, а в плане - по касательной к окружности, проходящей через середину отверстия для электрода. 2. Водоохлаждаемый свод электродуговой печи по п.1, отличающийся тем, что минимальное расстояние между электродом и ближайшей металлической деталью посадочного гнезда составляет 320 - 340 мм. 3. Водоохлаждаемый свод электродуговой печи по п.1, отличающийся тем, что трубчатые кронштейны выполнены с изгибом, образуя у вершин горизонтальную плоскость.