Кожух дуговой сталеплавильной печи Советский патент 1983 года по МПК F27D1/00 

Изобретение относится к электротермии, электрометаллургии, в. частности к электродуговым печам, конкретнее к конструкции их кожуха.

Известны конструкции кожухов дуговых сталеплавильных печей (ДСП ), ко- 5 торые имеют цилиндрическую или -цилиндроконическую форму и футерованы изнутри огнеупорной набивной массой или кирпичомС.

Наиболее близкигл к изобретению Ю по технической сущности и достигаемому результату является кожух дуговой сталеплавильной печи, состоящий из нижней футерованной и верхней водоохлаждаемой частей С23..1$

Недостатком известной, конструкции является -то, что для верхней части кожуха используют панели с цилиндрической поверхностью. Это удорожает

их изготовление и повышает эксплуатационные затраты при замене изношен- ннх панелей. ., . ;

Кроме того, панели цилиндрической формы -испытывают напряжение, обуслов.Ленные температурным полем печного пространства, что снижает надежность И уменьшает срок службы кожуха.

Искривленный лист панели, обращенный к печному пространству, можно рассматривать как незамкнутук тонко-, стенную цилиндрическую оболочку, под- 30 верженную воздействию термических напряжений, возникающих в результате неравномерного распределения температуры по поверхности, и толщине листа. Причем температурное поле прак- 35 тически линейно зависит от координат срединной поверхности и толщины оболочки . В этом- случае наличие кривизны и условия закрепления краев листа

панели приводит к появлению усилий, 40 которые снижаются при уменьшении кривизны конструкции.

Цель изобретения - снижение эксплуатационных затрат и увеличение ле надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в кожухе дуговой сталеплавильной печи, состоящем из нижней футерованной и верхней водоохлаждаемой частей, верхняя часть кожуха выпол- 50 нена в виде многогранника / составлен.ного из плоских панелей с прямоугольными внутренними гранями с Шириной

грани, не превышающей 0,3 .нарьтаного диаметра нижней футерованной части 55 на уровне ее верхнего обреза, . .

На фиг,1 предста влен кожух,, общий

вид на фиг.2 - то же, вид сверху

. на фиг.3 - график изменения облученнос-Еи поверхности стен .100-тонной rfej-60 . чи в зависимости от внутреннего диаЧ метра кожуха, выраженного соотноаюнием D,/D,cx гДе ис)Г исходный диаметр;. D - текущий диаметр, меньь й DUCX-V,65

Кожух состоит иа нижней футерован ной части 1 и верхней водоохлаждаемой части 2г обставленной из плоских панелей 3. Последние образуют многоранник 4, охваченный верхними и нижним коллекторами 5 и б для подвода и отвода воды к панелям 3 и от них.

Ширина внутренней прямоугольной грани 7 панели 3 с огнеупорным слоем 8 не превышает 0,3 наружного диаметра нижней футерованной части 1 на уровне ее верхнего обреза.

Выбор соотношения между шириной внутренней грани 7 панели 3 и наружным диаметром нижней части кожуха на уровне ее верхнего обреза основан на изучении радиационного воздействия дути на огнеупорный слой в дуговой сталеплавильной печиСЗ}.

Экспериментально установлено, что по мере приближения огнеупорного слоя 8 панели 3 к центру печи облученность возрастает.

Облученность с начинает существенно возрастать при уменьшении Д/ исхгиэчиная с величины 0,940,96 (фиг.З ).

Исходя из этого, нормаль .N от центра печи А до.огнеупорного слоя 8 панели 3 не должна быть меньше 0,470/48 диаметра D окружности, в которую вписан многоугольник, образованный горизонтальным сечением многогранника 4.

Для равностороннего многоугольника, вписанного в окружность, связь между стороной m , нормалью i N и диаметром D выражается соотноше-.. ниями

m D sin ISO/ n; (1) ,53)cosl8( П, (2) где n - число сторон многоугольника

Поскольку 2N. соответствует наружному диаметру нижней футерованной части 1 кожуха на уровне ее верхйего обреза, а D представляет собой исходный диаметр цилиндра, в который можно вписать многогранник вер ней части 2 кожуха, то из условий до.пустимой тепловой нагрузки на поверхность плоских граней 7 панелей 3 принимаем, что

{з;

ictt /2 «М 0,47-0,48D

Отсюда,подставляя вырежение (3) S соотношение (2) получаем

сое 1807п i 0,94 +0,96 (4)

:и соответственно

stn 180% 0,34-0,28 (5;

Подставляя шлражения (3) и(5) в соотношение (1) получаем

(гиО,28 - 0,34)или 0,26-0,(6)

Пример. Нижняя часть кожуха печи ДСП-lOp на уровне ее верхнего обреза имеет диаметр 6700 мм. Верхняя часть предлагаемого кожуха представляет собой многогранни-К из водоохлаждаемых плоских панелей с шириной внутренней грани 2000 мм.

.Кожух работает следзпощим образом.

После проплавления пихты дуги открыто облучают рабочую поверхность 8 водоохлаждаемых панелей 3. Под действием тепловых нагрузок в плоских . панелях возникают технические напряжения, которые существенно меньше, чем в криволинейных, так как лист панели, обра14енный к рабочему пространству, представляет собой пластину, iподверженную действию квазилинейного температурного поля. В этом случае ( с учетом ераничных условий ) термонапряжения ничтожно малы.

В результате срок службы йтанелей возрастает, повышается безопасность с точки зрения прорывов воды, а число панелей, необходимых в качестве запчастей для замены, зпиеньшается. Все это увеличивает надежность и снижает эксплуатационные затраты.

При повышении атойквсти панелей кожуха, например, с 500 до 1000 плавок, сокращается вдвое число простоjeB на их замену, -т.е. с .10 до 5 сут.

---г

,. Это эквивалентно приросту производительности на печи ДСП-100 на 3500 т в год.

15

При исходной производительности 230000 т в год и условно-постоянных расходах 1 т стали 15 руб/т экономический эффект составит 35000 руб/год.

КОЖУХ ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВЮ1ЬНОЙ ПЕЧИ, состоящий ИЗ нижней футерованной и верхней водоохлаждаемой частей, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности и снижения эксплуатационных затрат, верхняя часть кожуха выполнена в виде многогранника, составленного из плоских панелей с прямоугольными внутренними гранями с шириной грани, не превышаннцей 0,3 наружного диаметра нижней футерованной части |На уровне ее верхнего обреза. ё СО

Ф{1г2

Я KSm fl.-jpO WA

mHavaJJo существенного возрастания (j.

500M5 ОМ

0,15 O.W

0,95

Фиг.