Нагревательный колодец Советский патент 1983 года по МПК C21D9/70 

Изобретение относится к нагревательным ; . устройствам и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности .

Известен нагревательный регенеративный колодец, содержащий рабочую камеру, горелочные устройства, регенераторы 1.

Недостатком данной конструкции колодца является достаточно большая неравномерность температуры в рабочем пространстве, что приводит к необходимости увеличения времени вьщержки металла при высокой температуре и, как следствие, к снижению производительности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является нагревательный колодец, содержащий футерованную камеру с расплавленным шлаком с неэлектропроводными стенами и подом, горелочные устройства 2. Недостатком известного нагревательного колодца является то, что при использовании в качестве нагревательной среды расплавленного шлака имеет место готохая смачиваемость шлаком нагревательных слитков, что ведет к ухудшению условий нагрева слитков покрытых слоем окалины, последняя затрудняет процесс передачи тепла к слитку.

Целью изобретения является увеличение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что нагревательный колодец, содержащий футерованную камеру с 2асплавленным шлаком, с неэлектропроводными стенами, под и гореЛочные устройства, снабжен нерасходуемыми электродами, один из которых расположен в стенах по периметру рабочей камеры на уровне, равном 0,45-0,6 высоты стены, и выполнен в виде полосы с площадью, равной 0,150,25 площади пода, а другой расположен в центре пода.

Подовый электрод в центре пода выполнен в виде гофрированного цилиндра с оребренной поверхностью гофр и площадью 0,37- 0,75 площади пода.

На чертеже показана схема предлагаемого нагревательного колодца (передняя стенка условно снята).

В камере 1 расположены нагреваемые слитки 2, которые головной частью касаются электродного пояса 3. Слитки погружены в шлаковый расплав, уровень налива 4 которого находится выше электродного пояса. Нл, поду 5 камеры расположен подовый электрод б. Электродный пояс и подовый электрод снабже ны токоподводами, посредством которых они присоединены к источнику электрического питания (не показан). Электродный пояс выполнен в виде полосы из тугоплавкого электропро-:. водного материала (например, графита, молиб

дена, титана). Подовый электрод выполнен в виде гофрированного цилиндра с оребренной поверхностью гофр и изготовлен из того же материала, что и электродный пояс. Электродный пояс расположен на высоте 0,45-0,6 высоты стенки камеры и имеет площадь, равную 0,15-0,25 площади пода. Подовый электрод имеет площадь, равную 0,37-0,75 площади пода. ,

Нагревательный колодец работает следующим образом.

В футерованную камеру заливают жидкий шлак до уровня налива и в шлаковую ванну опускают топливно-окислительную погружную горелку. С помощью погружной горелки (горелок) шлак перемешивают и разогревают до рабочей температуры, необходимой по технологии для нагрева слитков, которые помещают после этого в камеру, ставя их на под нижней частью, а верхней (головной), опирая на стенку на уровне электродного пояса. Нерасходуемый электродный пояс, сделанный из туго- . плавкого электропроводного материала, выполнен в виде полосы, закрепленной на стенке камеры, на высоте 0,45-0,6 высоты стенки и имеющей площадь, равную 0,15-0,25 площади пода. При работе колодца слиток головной частью опирается на электродный пояс. Если высота расположения электродного пояса меньше 0,45 высоты стенки, то слиток располагается слишком наклонно и он может сползти на под камеры. Если же высота расположения электродного пойса боль- .. ше 0,6 высоты стенки, то слиток находится в положении, близком к вертикальному, его центр масс высоко, а его положение неустойчиво, что нежелательно. Если площадь полосы меньше 0,15 площади пода, то полоса узка и сложно головной частью слитка при not

становке его з нагревательный Колодец попасть на полосу. При площади полосы, боль.-: шей 0,25 площади пода, полоса слишком широка и расход тугоплавкого материала (например, листового молибдена) на изготовление полосы излишне высок. Нижние части загруженнцх слитков не прикасаются к подовому электроду 6. Этот электрод выполнен в виде гофрированного цилиндра с оребренной поверхностью гофр. Такая конфигурация подового электрода выбрана с целью придать ему возможно большую поверхность, площадь кото рой выбирают равной 0,37-0,75 площади пода. При площади подового электрода, меньшей 0,37 площади пода, не обеспечивается достаточная плотность тока, достаточная для того, чтобы при последовательном прохождении электрического тока по слиткам и подовому электроду необходимое падение потенциала

осуществилось в слое шлака, прилегающем к слиткам, а не к подовому электроду.

При площади подового электрода, большей, чем 0,75 площади , последний занимает слишком большой объем внутри камеры нагревательного колодца. После загрузки футерованной камеры слитками на электродный пояс и подовый электрод подают напряжение от источника питания (не показан) с катодной либо анодной поляризацией слитка. Элект{ясческий ток при этом идет по цепи: источник питания - токоподвод - подовый электрод - шлаковый расплав - слитки - элект родный пояс - токоподвод - источник питания. . .

Между шлаковым расплавом и нагреваемыми слитками возникает электрическое поле, , имеющее напряженность: порядка В/см. .Для этого обеспечивается прохождение электрического тока по указанной выше цепи н наложение постоянного потенциала.

При этом, в случае анодной поляризации, слитков, слой окалины растворяется и улучшается теплопередача, кроме того, при анодной или катодной поляризации улучшается смачиваемость слитков -шлаком н параллельно со смачиваемостью интенсифицируется теплопередача. После нагрева до нужной темпера туры электрическую цепь размыкают, слитки извлекают из шлакового расплава н направляют для механической обработки (прокатки, ковки н др.).

1. НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ КОЛОДЕЦ содержащий футерованную камеру с расплавленным шлаком с неэпектропроводными стенами, под и горелочные устройства, о т личающийся тем, что, с целью увелиЧЁИКЯ производктельвости, колодец снабжен нерас одуемыми электродаяю, один из которых расноложен в стенах по периметру {«бочей камеры на уровне 0,45-0,6 высоты стены и выполнен в виде полосы с площадью 0,15- 0,25 площади пода, а другой расположен в центре пода. 2. Колодец по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, по злектрод в центре пода выполнен в виде гофрированного щшинщ с opeG-,:. ренной поверх1юстью гофр R площадью 037-0,75 площади пода. ч1 4