Секция свода дуговой печи Советский патент 1984 года по МПК F27D1/02 

Изобретение относится к печестроению для металлургии, а именно к конструктивному решению сводов дуговых рудно-термических печей черной и цветной металлургии.

Известен водоохлаждаемый свод дуговой электропечи, который содержит водоохлаждаемый каркас с кладкой, выполненной из фасонного высокоглиноземистого кирпича 1.

Недостаток этого свода состоит в том, что он является не секционным; поэтому увеличивается трудоемкость его монтажа и демонтажа. Кроме того, наличие фасонного кирпича значительно удорожает конструкцию свода в целом. При прогаре водоохлаждаемого каркаса вода под давлением 2-4 ати попадает в ваьЕйу печи, вызывая аварийную ситуацию.

Известна также конструкция секции свода дуговой печи, содержащая металлический кессон, заполненный охладителем, внутри которого расположен параллельный ряд труб с циркулирующей водой, причем концы каждой трубы присоединены к коллекторам,, расположенным на противоположных гранях секции свода 2.

Такая конструкция секционного свода более технологична, однако ее целесообразно использовать только для прямоугольных печей. При создании круглого свода вызывает конструктивные трудности установка коллектора в секциях.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является секция дуговой печи, содержащая металлический кессон с вертикальными сквозными трубами, приваренными к верхнему и нижнему листам кессона, и внутренними вертикальными перегородками для прохода циркулирующей воды 3.

Недостаток известной секции свода состоит в том, что при раскрытии сварных щвов происходит разгерметизация кессона, н вода под давлением попадает в ванну печи, в результате чего может возникнуть авария, вплоть до взрыва. Наличие большего количества сварных швов, воспринимающих значительные термические нагрузки от колошника печи, резко снижает срок службы свода. Ненадежная работа сварных швов обуславливается также тем, что последние находятся в различных температурных условиях, а именно сварные П1вы, расположенные ближе к электроду печи, нагреваются значительно больше, чем сварные швы, обращенные в сторону от печи. В результате этого возникают термические треплины в сварных пшах и происходит разгерметизация кессона.

Целью изобрете1шя является увеличение срока службы и безопасности работы.

Поставленная цель достигается тем, что в секции свода дуговой печи, содержащей металлический кессон с вертикальными сквозными трубами и внутренними вертикальными перегородками для прохода циркулирующей воды, кессон размешен внутри герметичного металлического короба, заполненного охладителем с зазором относительно его внутренних поверхностей.

Причем кессон подвешен к верхней стенке короба.

Верхняя стенка короба выполнена разъемной.

Кроме того, верхняя стенка кессона по периметру снабжена фланцами, герметично прикрепленными к боковым стенкам короба.

Ширина зазора между нижними стенками кессона н короба составляет 1,5--2 толщины нижней стенки короба.

На фиг. 1 изображена предлагаемая секция свода дуговой печи, разрез; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - разрез А--А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - кессон с фланцами, вариант вь полнения; на фиг. 6 - секция с разъемной верхней стенкой короба, вид в плане; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 6.

Секция свода дуговой печи содержит металлический водоохлаждаемый кессон 1 с вертикальными сквозными трубами 2 и внутре1шими вертикальными нерегородками 3 для прохода циркулирующей воды 4. Трубы 2 приварены к верхнему и к нижнему листам кессона соответственно 5 и 6. Перегородки 3 приварены к листу 6.

Кессон 1 расположен с зазором внутри герметичной заполненной охладителем полости 7 металлического короба 8, поверхность которого выполнена эквилиарно наружной поверхности кессона 1. Короб 8 снаружи футерован огнеупорной теплоизоляционной обмазкой 9 и 10. Для удерживания обмазки 9 к нижней стенке 11 коробка 8 приварены анкеры 12. Для отвода и подвода воды кессон 1 снабжен подводящим патрубком 13 и отводящим патрубком 14. Патрубки 13 и 14 проходят сквозь верхнюю стенку 15 короба 8. Для заполнения охладителем полости 7 короба 8 имеется трубка 16, пропущенная через стенку 15 короба 8.

На фиг. 1 и 2 изображена секция свода со сквозной трубой 17 (отверстие, например, для прохода труботечки).

В кессоне 1 концентрично трубе 17 выполнена труба 18.

Кессон 1 прикреплен к внутренней поверхности стенки 15 короба 8 с помощью приварных нггырей 19. На фиг. о -юказанс выполнение кессона 1 с фланцами 20, прикрепленными через уплотнительную прокладку 21 к вертикальным стенкам короба 8 с помощью болтов 22. На фиг. б и 7 изображен вариант короба 1 с разъемной верхней стенкой 15. В этом случае верхняя стенка короба 8 имеет проем для прохода внутрь короба 8 кессона 1. Верхняя разъемная стенка 15 кессона 1 прикрепляется к верхней стенке короба через уплотнительную прокладку 23 шпильками 24 с гайками 25 по всему периметру (фиг. 6). Трубы 2 в кессоне 1 являются стягивающими элементами и предохраняют кессон от выпучивания при давлении охлаждающей воды порядка 2-4 атм. Секция свода дуговой печи работает следующим образом. При эксплуатации печи вода 4 постоянно циркулирует внутри кессона 1 между перегородками 3, охлаждая всю поверхность кессона 1. Подвод воды производится через патрубок 13, а отвод воды выполняется через патрубок 14. Герметичная полость 7 короба 8 постоянно заполнена охладителем, например водой. Внутренняя полость короба через трубу 16 сообщается с атмосферой и давление охладителя внутри полости короба всегда равно атмосферному. Преимущество предложенной секции свода дуговой печи по сравнению с известной состоит в том, что сварные щвы кессона постоянно находятся в одинаковых температурных условиях, не превыщающих 50- 60°С, поскольку кессон 1 погружен в герметичную полость 7 короба 8. Благодаря этому значительно увеличивается срок службы кессона 1, и практически исключается его разгерметизация. Поскольку кессон 1 погружен в охладитель и не испытывает никакой внещней механической нагрузки, его стенки 5 и 6 могут быть выполнены из стального листа толщиной 4-6 мм вместо обычно используемых 10-14 мм. Наличие в кессоне 1 сквозных труб 2, равномерно расположенных по всей его поверхности, обуславливает наличие конвективных потоков воды в коробе 8 и тем самым повыщает эффективность охлаждения охладителя в полости 7. При нагреве нижние слои воды в коробе 8 поднимаются вверх и, охлаждаясь, вновь опускаются вниз, и таким образом происходит перемещение массы охладителя, заключенного во внутренней полости 7 короба 8, вследствие чего на стенках короба не образуется накипи и обеспечивается повышение эксплуатационной надежности и увеличение ресурса работы свода в целом. При выполнении короба 8 с разъемной верхней стенкой 15 появляется возможность ревизии секции свода при эксплуатации печи. Разъемная стенка 15 позволяет также легко производить замену кессона 1. Вариант исполнения кессона 1 с фланцами 20 вместо штырей 19 целесообразно использовать в печах с относительно невысокой температурой (до 400°С) в подсводовом пространстве. При более высоких температурах в подсводовом пространстве целесообразно применять вариант с подвесным кессоном 1 (фиг. 4), так как в этом случае увеличивается поверхность охладителя. Выбранный диапазон расстояния между нижней стенкой кессона 6 и нижней стенкой 11 короба 8 является оптимальным. При зазоре между нижней стенкой кессона 6 и нижней стенкой 11 короба 8, равным менее 1,5 толщины стенки 11, ухудшаются условия создания конвективных потоков воды, а при зазоре более двух толщин стенки 11 неоправданно увеличивается высота секции свода, что ведет к нерациональному расходу металла. Использование предлагаемой секции свода на одной печи типа РКЗ-63И1 позволяет за счет снижения ее простоев на ремонте свода и повышения производительности получить годовой экономический эффект порядка 18 тыс. руб.

9

А-А

Фиг.г

Б-В

11

Фиг.З

15

.б

1. СЕКЦИЯ СВОДА ДУГОВОЙ ПЕЧИ, содержащая металлический кессон с вертикальными сквозными трубами и внутренними вертикальными перегородками для прохода циркулирующей воды, отличающаяся тем, что, с целью увеличения срока службы и безопасности работы, кессон размещен внутри герметичного металлического, заполненного охладителем короба с зазором относительно его внутренних поверхностей. 2.Секция по п. 1, отличающаяся тем, что кессон подвещен к верхней стенке короба. 3.Секция по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что верхняя стенка короба выполнена разъемной. 4.Секция по пп. 1-3, отличающаяся тем. что верхняя стенка кессона по периметру снабжена фланцами, герметично при- с крепленными к боковым стенкам короба. 5.Секция по пп. 1-4, отличающаяся (Л те.м, что щирина зазора между нижними стенками кессона и короба составляет 1,5-2 толщины нижней стенки короба.

23

Фиг. 7