Дуговая сталеплавильная печь Советский патент 1984 года по МПК F27D3/16 

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к конструкциям дуговых сталеплавильных печей (ДСП). Известны ДСП с различными устройствами для перемещения электродов, в том числе конструкции подвижных электрододержателей с закрепленными в них электродами, соединенными с печным трансформатором токоподводом, включающим гибкие кабели 1. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ДСП, включающая трансформатор, токоподвод, электрододержатели с рукавами и закрепленные в них электроды, введенные через свод в рабочее пространство, образованное стенами и ванной, размещенной на опорах. Кожух печи с футерованными стенами и ванной установлен на опору неподвижно или с возможностью поворота вокруг вертикальной оси. Электроды жестко закреплены в электрододержателях, которые перемещаются механизмами перемещения электродов, управляемыми регулятором электрического режима. Токоподвод, соединяющий печной трансформатор с электродами на участке от трубощин до щинного моста. выполнен гибким для того, чтобы обеспечить перемещение электродов 2. Однако гибкая часть токоподвода на крупных современных печах выполняется из водоохлаждаемых кабелей больщого сечения, которые представляют собой дорогостоящие и сложные в технологическом отношении изделия, лимитирующие величину токов в печи из-за ограниченного сечения. Наличие гибких элементов в токоподводе приводит к появлению эксплуатационной нестабильности параметров электропечного контура из-за раскачки кабелей под действием электромагнитных сил. Перемещение электродов не позволяет обеспечить симметрию выделения мощности в электрических дугах, так как взаимное пространственное расположение проводников токоподвода во время плавки меняется, из-за чего меняются взаимоиндуктивность фаз и их индуктивные сопротивления. Целью Изобретения является улучщение энергетических показателей работы печи и упрощение конструкции. Поставленная цель достигается тем, Что в дуговой сталеплавильной печи, включающей трансформатор, токоподвод, электрододержатели с рукавами и закрепленные в них электроды, введенные через свод в рабочее пространство, образованное стенами и ванной, размещенной на опорах, ванна установлена на опорах с возможностью вертикального перемещения, а рукава электрододержателей с электродами установлены неподвижно относительно свода и соединены с трансформатором жестким токоподводом. В данной конструкции печи сохраняется регулирование электрического режима плавки за счет изменения дугового промежутка между электродами и расплавом, однако электроды остаются неподвижными, а перемещается ванна с расплавом. Такое конструктивное рещение позволяет выполнить токоподвод печи целиком из жестких трубошин любого необходимого сечения, расположив их относительно друг друга по верщинам равностороннего треугольника в плоскости поперечного сечения, что обеспечивает полностью симметричное выделение мощности по фазам. Дополнител1 ное преимущество данной конструкции прн исподьзовании водоохлаждаемых стен заключается , в том, что верхняя водоохлаждаемая часть кожуха печи со сводом может быть установлена неподвижно на опоре или фундаменте, а перемещается вертикально только футерованная нижняя часть печи с расплавом, которая может наклоняться на слив шлака и металла. В этом случае подвод охлаждающей воды к стационарны.м стенам может осуществляться жестким трубопроводом, рассчитанным на больщее давление перегретой воды или пара, что обеспечивает лучщие условия безопасности, охлаждения и утилизации вторичной энергии отходящей воды по сравнению с подводом воды гибкими щлангами к наклоняющимся ДСП известных конструкций. На фиг. 1 представлена печь, поперечный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1. Свод 1 закрывает кожух 2, установленный стационарно на площадке 3. Ванна 4 печи и подвижная часть кожуха расположены на раме 5, наклоняемой при помощи механизма 6 и перемещаемой вертикально при помощи двух гидроцилиндров 7. Электроды 8, например, объединенные в трехфазный .комбинированный электрод, состоящий из нескольких щихтованных частей, жестко закреплены в неподвижном относительно свода электрододержателе 9 и соединены с трансформатором 10 жестким токоподводом 11. Загрузка осуществляется через загрузочное устройство 12, теплоизоляция - с помощью экрана 13. Слив металла производится через устройство 14 донного слива в ковщ, установленный на самоходной тележке 15. Печь работает следующим образо.м. Плавку начинают, поднимая ванну с щихтой до соприкосновения с электродами 8 и зажигания дуг .между фазами электрода и щихтой. При прожигании колодца в шихте ванна 4 при помощи гидроцилиндров 7 поднимается, чтобы не прервалось горение дуг. Затем, по мере наплавления жидкого металла, уровень расплава повышается и гидроцилиндры начинают опускать ванну, поддерживая заданный дуговой промежуток между электродом и расплавом. Управление электрическим режимом осуществляется обычным способом, например одной фазой, стандартного автоматического регулятора дуговой сталеплавильной печи, который воздействует на механизм подъема и опускания вйнны. Для того, чтобы исключить открытое тепловое излучение при опускании ванны и нижней части кожуха ниже водоохлаждаемой верхней части кожуха 2, вокруг проема в площадке 3 установлен теплоизолирующий экр,ан 13, опущенный ниже уровня площадки 3 до уровня нижнего положения ванны 4. Для скачивания щлака или слива металла футерованная часть кожуха и ванна могут наклоняться при помощи механизма б наклона. Слив металла может осуществляться также через устройство 14-донного слива в ковщ, который устанавливается под печью. Данная конструкция печи позволяет перемещать ванну относительно неподвижных электродов, что обеспечивает стабильность электротехнических параметров печи- в первую очередь реактивного сопротивления и симметричности выделения мощности по фазам. Предполагаемая эксплуатационная реактивность токоподвода предложенной печи на 5-7% меньше, чем у печи той же емкости известной конструкции. Поскольку активная мощность, потребляемая печью, обратно пропорциональна реактивности, то для 100-тонной ДСП, например, это равно приросту производительности приблизительно на 5%. Для годовой производительности 300 тыс. т и условно постоянных расходов 15 руб./год экономический эффект от стабилизации режима на печи предложенной конструкции составит 230 тыс. руб. Дополнительный экономический эффект от предложенной конструкции складывается из экономии, вызванной заменой гибких водоохлаждаемых кабелей на медные трубощины. Комплект водоохлаждаемых кабелей для современной высокомощной 100-тонной печи типа печи нового поколения ДСП100И6 стоит 150 тыс. руб. Стойкость комплекта составляет примерно 1 год, следовательно, экономический эффект на одну 100тонную печь составляет 150 тыс. руб. в год.

ДУГОВАЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ, включающая трансформатор, токоподвод, электрододержатели с рукавами и закрепленные в них электроды, введенные через свод в рабочее пространство, образованное стенами и ванной, размещенной на опорах, отличающаяся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей работы печи и упрощения конструкции, ванна установлена на опорах с возможностью вертикального перемещения, а рукава электрододержателей с электродами установлены неподвижно относительно свода и соединены с трансформатором жестким токоподводом. (Л ю