Газодинамическое уплотнение электродного отверстия дуговой печи Советский патент 1984 года по МПК H05B7/12 

1

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в электросталеппавипьном и ферросплавном производствах для уплотнения электродных отверстий дуговых печей.

Известна конструкция газодинамическогр уплотнения электродного отверстия дуговой печи в виде кольцевого короба, открытого в сторону электрода. Внутрь короба тангенциально подают струю вентипяторного воздуха низкого давления, который создает крутящий кольцевой поток, препятствующий выбиванию дымовых газов из электродных отверстий ij .

Опыт эксплуатации этого уплотнения показал, что оно не обеспечивает полного устранения вьдаелений печных газов. При использовании известного уплотнения на печах с электродным отверстием квадратной формы эффективность его работы еще больше снижается, так как при создании кольцевого потока уплотняющего газа происходит.выбивание печных газов по углам электродного отверстия. Низкая эйхЬективность работы плотнителя является причиной

овьшенного расхода электродов при аботе печи.

Наиболее близким по технической, сущности к предлагаемому является газодинамическое уплотнение электродного отверстия дуговой печи, выполенное в виде установленного на свое коллектора с плоскими соплами, аправленными в сторону печного пространства под острым углом к горизонтальной оси коллектора 2j .

Однако при установке известного уплотнителя на свод дуговой печи с квадратными электродными отверстиями эффективность уплотнения печи снижается.

.Выполнение электродных отверстий в своде; круглой формы сопряжено с дополнительными трудовыми затратами по теске кирпича, изготовлению огнеупорных изделий специальной формы или бетонированию. Кроме того, деформация электрододержателей и свода, а также, требование взаимозаменяемости сводов с различных печей предопределяет выполнение электродных отверстий в своде со значительными зазорами. Поэтому, например, на 200-т дуговых сталеплавильных печах металлургического завода Крас5787J

ный Октябрь с электродами 610 мм электродные отверстия в своде выполнены прямоугольными с размером стороны 850-920 мм. Прямоугольными 5 электродые отверстия в своде выполняют также на 100-т электропечах Челябинского металлургического завода и др. печах.

Недостатком известного уплотнн10 телй является низкая эффективность уплотнения электродного отверстия квадратной формы. Чтобы обеспечить эффективные уплотнения, необходимо увеличить расход уплотняю15 щего газа. Расположение коллектора с соплами на расстоянии от электродного отверстия, необходимое для ослабления интенсивности теплового воздействия пылегазовых выбросов и. 20 электрода на уплотнитель, также требует увеличения расхода газа на уплотнение электродньпс зазоров. Удаление коллектора от края электродного отверстия в известном уплотнителе при5 водит к увеличенному подсосу наружного воздуха в печь со струями уплотнителя , что увеличивает интенсивность окисления электродов и повышает их расход.

Цель изобретения - повышение эффективности работы уплотнения электродного отверстия прямоугольной формы.

Указанная цель достигается тем, что в газодинамическом уплотнении электродного отверстия дуговой печи, выполненном в виде установленного на сйоде коллектора с плоскими соплами, направленными в сторону печного пространства под острым углом к горизонтальной оси коллектора, плоские сопла установлены у вершин, углов электродного отверстия, причем боковые грани каждого сопла расположены-параллельно одной из двух стенок электродного отверстия, образующих угол, и перпендикулярно боковым граням соседних сопел, а высота выходного отверстия сопла в 3,5-5,5 раза превьшает его ширину.

0 На фиг.1 показан уплотнитель элек тродного отверстия дуговой печи, вид в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. ..

На своде I дуговой печи по углам 5 электродного отверстия 2 устанавливаются плоские сопла 3, боковые грани которых направлены параллельно стенкам 4 электродного отверстия. Каждое из сопел 3 с помощью патрубка 5 соединяется с коллектором 6. Выходное отверстие 7 сопла 3 выполняется наклонным под.углом 45-60 к горизонтали, а его высота С3| в 3,5-5,5 раза превышает ширину ) . Энергоноситель для уплотнения электродного отверстия, в качестве которого может быть использован пар азот или другой инертный газ, подается из цеховой магистрали по патрубку 8 к коллектору 6 и направляется в. зазор между электродом 9 и стенками 4 электродного отверстия.2 Струи энергоносителя с большой скоростью истечения выходят из плос ких сопел 3 и направляются параллел но стенкам 4 квадратного электродно го отверстия 2 в эазор-между электр дом 9 и стенками электродного отвер стия.. Предлагаемая конструкция уплотни теля электродного отверстия испытана на холодной гидравлической модели дуговой печи, вьтолненной из орг нического стекла в масштабе 1:5. В качестве энергоносителя, уплотняю щего электродный зазор, был использ йан компрессорный воздух. Результаты моделирования показали необходимость установки плоских сопел непос редственно на своде по углам электр ного отверстия, причем боковые гран каждого из плоских сопел должны быт направлены параллельно соответствую щим стенкам электродного отверстия. Как показали исследования на модели, применение плоских сопел обес печивает по сравнению с соплами кру лой формы меньший подсос наружного воздуха в струи уплотнителя (подсос воздуха сокращается в 1,3-1,4 раза) Установка сопел непосредственно на свод печи уменьшает расстояние от выходного сечения сопла до края электродного отверстия, что также снижает подсосы наружного возд-ух:а и повьш1ает эффективность работы предлагаемого уплотнителя. При таком выполнении уплотнителя расг ход газа на уплотнение квадратных электродных отверстий по сравнению с известным сокращается на 30-40%, а подсосы воздуха из окружающего пространства уменьшаются в 1,8-2 раза, следовательно уменьшается количество кислорода из эжек тируемого воздуха, омьшающего электрод, снижается скорость износа электрода и сокращается его расход. Оптимальные соотношения высоты и ширины выходного отверстия сопла были установлены при проведении опытно-промьшшерных испытаний. При отношении высоты выходного отверстия плоского сопла к щирине, равном 3,5-5,5, обеспечивается наиболее эффективное уплотнение электродного отверстия. Струи энергоносителя (уплотняющего газа) раскрываются и полностью перекрывают зазор между электродом и стенками электродного отверстия в своде. При этом полностью прекращаются .пылегазовые выбросы иэ электродных отверстий электропечи во все периоды электроплавки. Расход энергоносителя на уплотнение одного электродного отверстия, например, электропечи ДСП-200 колеблется в пределах 260-300 кг/ч. При увеличении этого отношения с 5,5 до 6 расход энергоносителя, необходимого для полного уплотнения электродного i отверстия, возрастает до 410 кг/ч, что приводит -к повьш1енным затратам. При отношении меньше 3,5 струи энергоносителя, раскрываясь,ударяются о поверхность электрода,что приводит к увеличению скорости его износа . При проведении опытно-промьшшенных испытаний предлагаемого уплотнителя на 200-т дуговой сталепла-, вильной печи были полностью устранены пылегазовые выбросы во все периоды плавки, включая период продувки ванны кислородом. В качестве энергоносителя для уплотнения элект трбдных отверстий в своде на этой печи был использован перегретый пар давлением 0,6-0,8 МПа .и температурой 250°С. Эффективность работы одного уплотнителя при расходе энергоносителя 260-30U кг/ч не снижаась также при увеличении, размеров электродного отверстия, что происходит при износе кладки свода. Полное устранение пылегазовых выбросов и снижение количества эжектируемого из окружающего пространства воздуха позволило на этой печи снизить расход электродов на 0,45-0,6 кг/т выплавляемой стали, повысить стойкость печного оборудования, ул учшить условия труда работающих и уменьшить загрязнение воздушного бассейна .

Фиг. 2

ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ ЭЛЕКТРОДНОГО ОТВЕРСТИЯ ДУГОВОЙ ПЕЧИ, выполненное в виде установленного на своде коллектора с ш оскими соплами, направленными в сторону печного пространства под острым углом к горизонтальной оси коллектора, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы уплотнения , электродного отверстия прямоугольной формы, плоские сопла установлены у вершин углов электродного отверстия, причем боковые грани каждого сопла расположены параллельно одной из двух стенок электродного отверстия, образующих угол, и перпендикулярно боковым граням соседних сспел, а высота выходного отверстия сопла в 3,5-5,5 раза превышает его ширину. fui.f