Газоотводящий короб электродуговой печи Советский патент 1989 года по МПК F27D17/00 

сд

о 00

о со

Изобретение относится к организации охлаждаемого газоотвода из радиационной зоны плавильных печей открытого типа, в частности к устройствам для отбора высокотемпературных газов тигельной электродуговой печи для плавки кремния.

Цель изобретения - повышение энергетической ценности отводимых газов и надежности.

На фиг. 1 изображено устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Газоотводящий короб электродуговой печи (фиг. 1) размещается на некотором возвышении относительно ванны 1 плавильной

наблюдается лишь в отдельных точках, где целостность корки искусственно нарушается специальным механизированным пробойником. Поэтому проходное сечение обслужи- , вающего периферийную часть ванны газо10

сборного колпака 2 рассчитано на пропуск относительно малых расходов газов, а сам газосборный колпак выполняет вспомогательные функции, локализуя второстепенйый источник газовыделения.

Удельн1 1Й вес присосрв холодного воздуха из цеха к отходящим технологическим газам в предлагаемой конструкции значительно снижен, поскольку присосы поступают лишь в один из параллельных газоотво- печи и включает в себя соответствую- 5 дящих каналов, имеющий относительно более щий размерам ванны 1 в плане газосбор-высокое аэродинамическое сопротивление,

ный колпак 2, соединенный в своей верх-В свою очередь, это позволяет сохранить

ней части с отсасывающим патрубком 3высокий температурный (энергетический) пои имеющий в сводовой части 4 цилинд-тенциал отводимого с отходящими газами

рические манжеты 5 для ввода вертикаль-тепла и приблизить расходы отходящих ганых электродов 6, размешенных внутри га- 20 зов к обусловленному кинетикой реакции зосборного рукава 7. В свою очередь,в ванне минимуму, что предопределяет выгазосборный рукав 7 концентрично раз-сокую эффективность использования тепломещен Внутри газосборного колпака 2 иобменников-утилизаторов тепла за газоотвообразован вертикально ориентированнымидящим коробом предлагаемой конструкции,

замкнутыми термосифонами 8, объединенны- 25 Эти преимущества реализуются при правиль- ми в цилиндрическую газоплотную обечай-ном выборе гидравлических сопротивлений

ку с помощью вставок 9.

Верхние концы 10 термосифонов 8 отогнуты в плоскости свода 4 газосборного колпака 2 в направлении его вертикальной оси, а нижние концы 11 термосифо- 30 нов 8 имеют гибы к периферии плавильной ванны , образуя при этом расши- ряющ,ийся книзу конусный входной участок газосборного, рукава 7.

Вставки 9 выполнены на всей длине термосифонов 8 ниже входного окна отса- 35 быть осуществлено газоотводящим коробом сывающего патрубка 3, чем обеспечивается предлагаемой конструкции с соответствующи- последовательное гидравлическое включение ми соотношениями диаметров каналов газоканалов газосборного рукава 7 и отсасы- - сборного колпака 2 и рукава 7. Указан- вающего патрубка 3, объединенных через ный оптимальный диапазон соотношений межтрубные промежутки верхних участков „ предлагается для участков газоотводящих термосифонов 8, лишенных вставок 9.каналов с постоянным по высоте сечением.

Газоотводящий короб электродуговой печи- работает следующим образом.

Поддерживаемое внешними тепловыми устройствами разрежение в отсасывающем патрубке 3 обеспечивает всос отходящих 45 технологических газов электродуговой пе(сечений) каналов колпака 2 и рукава 7 с объективным учетом соответствующих расходных характеристик отводимых газовых потоков.

Согласно результатам анализа характера и количественных характеристик газовыделения от зеркала ванны типовых плавильных печей наиболее эффективное газоудаление с минимальными периферийными присосами холодного воздуха может

С целью обоснования выбора соотно- щения размеров газосборного колпака и газосборного рукава проводят специальные эксперименты.

Имеются две зоны газовыделения с резко отличающимися параметрами состояния и потока вещества, соответствующих указанным зонам.

чи по параллельным, каналам газосборного колпака 2 и рукава 7. При этом канал газосборного рукава 7, имеющий относительно большее поперечное сечение, отИмеются две зоны газовыделения с резко отличающимися параметрами состояния и потока вещества, соответствующих указанным зонам.

Соответствующие данным зонам газовые потоки имеют характерные собственные знаводит к патрубку 3 основное количество 50 чения расходов и средних температур.

высокотемпературных технологических газов печи, выделяющихся в активном процессе непосредственно у электродов 6 по центру плавильной ванны.

Периферийная часть плавильной ванны печи открытого типа имеет устойчивую корку застывщего в поверхностном слое расплава, активное газовыделение от которого

Полученные в ходе исследований параметры газовых потоков позволяют однозначно определить оптимальные геометрические соотношения газовых каналов в диапазоне, полностью соответствующем предлагаемому

с/2/й(,0-3,0, где di - диаметр рукава;

d - зазор между стенками рукава и колпака.

наблюдается лишь в отдельных точках, где целостность корки искусственно нарушается специальным механизированным пробойником. Поэтому проходное сечение обслужи- вающего периферийную часть ванны газосборного колпака 2 рассчитано на пропуск относительно малых расходов газов, а сам газосборный колпак выполняет вспомогательные функции, локализуя второстепенйый источник газовыделения.

Эти преимущества реализуются при правиль- ном выборе гидравлических сопротивлений

быть осуществлено газоотводящим коробом предлагаемой конструкции с соответствующи- ми соотношениями диаметров каналов газосборного колпака 2 и рукава 7. Указан- ный оптимальный диапазон соотношений предлагается для участков газоотводящих каналов с постоянным по высоте сечением.

(сечений) каналов колпака 2 и рукава 7 с объективным учетом соответствующих расходных характеристик отводимых газовых потоков.

Согласно результатам анализа характера и количественных характеристик газовыделения от зеркала ванны типовых плавильных печей наиболее эффективное газоудаление с минимальными периферийными присосами холодного воздуха может

С целью обоснования выбора соотно- щения размеров газосборного колпака и газосборного рукава проводят специальные эксперименты.

Имеются две зоны газовыделения с резко отличающимися параметрами состояния и потока вещества, соответствующих указанным зонам.

Соответствующие данным зонам газовые потоки имеют характерные собственные зна чения расходов и средних температур.

чения расходов и средних температур.

Полученные в ходе исследований параметры газовых потоков позволяют однозначно определить оптимальные геометрические соотношения газовых каналов в диапазоне, полностью соответствующем предлагаемому

с/2/й(,0-3,0, где di - диаметр рукава;

d - зазор между стенками рукава и колпака.

Конусные входные участки газосборного колпака 2 и рукава 7 предназначаются для создания необходимого запаса надежности при перекрытии соответствующих зон плавильной ванны с характерной и резко отличающейся газовыделительной активностью. В данном агрегате газоотводящий короб является неподвижным элементом, а электродам 6 по мере их выгорания сообщается вертикальное осевое перемещение, что требует сохранения соответствующей степени свободы при выполнении узла уплотнения электродов в сводовой части 4 газосборного колпака 2; необходимого для предотвращения паразитных присосов холодного воздуха, а следовательно, для сохра- нения температурного потенциала отходящих газов как энергоносителя. Для этого в сводовых отверстиях для вывода электродов б концентрично к ним с кольцевым зазором щириной 10-15 мм закреплены цилиндрические манжеты высотой 300-500 мм. Узкий кольцевой канал, образованный манжетами 5 с электродом 6, обусловливает существенное аэродинамическое сопротивление и практически препятствует присосам существенных количеств холодного воз- духа при сохранении свободы вертикального перемещения электрода.

Роль термосифонов 8 сводится к тепловой защите сверхтеплонапряженного входного участка газосборного рукава 7, находящегося в непосредственной близости к рад- плаву. При этом сброс тепла от термосифонов 8 происходит на удаленных от расплава участках и преимущественно на обращенной к относительно холодному потоку газов в канале газосборного колпака 2 части периметра их оболочки. Учитывая достаточно высокий температурный уровень нижнего источника (в канале газосборного колпака) при термосифонном теплопереносе в качестве промежуточного теплоносителя могут быть применены теплоносители средне- температурной группы (например сера, сера-ьиод и др.). Изобретение обеспечивает надежность работы устройства.

Формула изобретения

Газоотводящий короб электродуговой печи, содержащий расположенный над плавильной ванной газосборный колпак с отверстиями в центральной части для электродов и размерами, не превыщающими размеры печи, рукав, расположенный внутри колпака с зазором и соединенный в верхней части с отсасывающим патрубком, отличающийся тем, что, с целью повыщения энергетической ценности отводимых газов, газоотводящий короб снабжен вставками, рукав выполнен из термосифонов, которые соединены между собой вставками в одно целое на всей высоте от нижнего среза всасывающего патрубка до нижнего среза рукава, а нижние концы термосифонов отогнуты от оси рукава к стенкам печи и расположены на уровне торцов боковых стенок печи, причем зазор между рукавом и колпаком в 2-3 раза меньше диаметра рукава, а нижний срез колпака расположен выще нижнего среза рукава.

Изобретение касается организации охлаждаемого газоотвода из радиационной зоны плавильных печей открытого типа , в частности, устройств для отбора высокотемпературных газов тигельной электродуговой печи для плавки кремния. Цель изобретения - повышение энергетической ценности отводящих газов. Через отсасывающий патрубок 3 происходит отвод технологических газов из ванны 1 печи по параллельным каналам газосборного колпака 2 и рукава 7. При этом рукав 7 отводит к патрубку 3 высокотемпературные технологические газы, выделяющиеся непосредственно у электродов 6. Газосборный рукав 7 представляет собой вертикально ориентированный замкнутый ряд термосифонов 8, объединенных в цилиндрическую газоплотную обечайку с помощью вставки 9. Верхние концы 10 термосифонов 8 отогнуты в плоскости свода 4 газосборного колпака 2 в направлении его вертикальной оси, а нижние концы 11 имеют гибы к периферии плавильной ванны 1. Герметичность газосборного рукава при этом обеспечивается цилиндрическими манжетами 5 для ввода электродов 6. 2 ил.