Дуговая рудно-термическая электропечь Советский патент 1992 года по МПК F27D3/08 

Изобретение относится к конструкции дуговых электропечей черной и цветной металлургии и химической промышленности.

Одним из важнейших факторов, влияющих на ход технологического процесса в электропечи и на его технико-экономические показатели, является система загрузки шихты в электропечь. Опыт в эксплуатации печей показывает, в частности, что система загрузки должна обеспечивать такой рельеф колошника, при котором происходит наиболее эффективный противоток шихты, поступающей в активную зону печи сверху, и печных газов, выходящих из активной зоны вверх, в систему газоочистки. При таком противотоке происходит полезный теплообмен с охлаждением газа и нагревом шихты, а также фильтрация газа в слое шихты, сводящая к минимуму вынос из печи с газами ведущих химических элементов. Такой рельеф колошника лучше всего достигается при загрузке шихты через воронки с образованием конусов вокруг электродов. Но современные электропечи из условий экологии стремятся строить герметичнымы, поэтому вместо воронок, на месте которых располагаються уплотнения электрод - свод, используют для Нагрузки шихты f ру- ботечки.

Однако при загрузке труботечками ухудшается рельеф колошника, образующийся обратный конус шихты приводит к тому, что толщина слоя шихты, прилежащая к электроду, уменьшается и газ вместо равномерного выделения со всей поверхности колошника выходит преимущественно в узкой кольцевой зоне вокруг электрода, что нередко приводит к образованию свищей В результате ухудшается теплообмен между газом и шихтой, увеличивается вынос окислов из печи, увеличивается температура под сводом.

Второе важное условие эффективной работы системы шихтоподачи заключается в обеспечении возможности оперативной корректировки шихты в ходе процесса. ЗаVIО

сл

ON О СО

паздывание корректирующих добавок приводит к длительному расстройству технологического хода печи и к снижению ее технико-экономических показателей.

Известна дуговая рудно-термическая электропечь с уплотненными в своде электродами, в которую подача шихты осуществляется через загрузочные труботечки.

Недостатком такой конструкции является то, что, во-первых, колошкик печи имеет неблагоприятный рельеф, при котором происходит слабый теплообмен между выделяющимся печным газом и поступающей в печь шихтой, увеличивается пылеунос из печи, растет температура под сводом до вели- чин, недопустимых с точки зрения стойкости элементов конструкции, а во-вторых, не имеется возможности оперативной корректировки шихты, так как корректирующие добавки в течение нескольких часов проходят весь тракт шихтоподачи и попадают в точки колошника, удаленные от активной зоны печи, что еще более задерживает их воздействие на технологический процесс.

Известна дуговая рудно-термическая электропечь, содержащая ванну, погруженные в нее уплотненные в своде электроды, электрододержатели с нажимными кольцами вокруг контактных щек, подвешенными к несущим кожухам, систему шихтоподачи с труботечками, пропущенными через свод.

Недостаток такой конструкции заключается в том, что, устраняя один существенный недостаток аналога (неэффективная корректировка шихты), не устраняется другой существенный недостаток аналога (неблагоприятный профиль колошника). Кроме того, система подачи шихты в ванну печи через полый электрод имеет сложную конструкцию и требует специального обслуживания.

Целью изобретения является создание дуговой руднотермической электропечи, лишенной указанных недостатков, снижение расхода электроэнергии, улучшение технологии выплавки сплава.

Эта цель достигается тем, что дуговая рудно-термическая электропечь, содержащая ванну, погруженные в нее электроды, уплотненные на своде, электрододержатели с нажимными кольцами вокруг контактных щек, подвешенными к несущим кожухам, систему шихтоподачи с труботечками, пропущенными через свод, снабжена дополнительными труботечками для корректировки шихты, проходящими вертикально через фланцы несущих кожухов и нажимные кольца электрододержателей до уровня нижней кромки контактных щек, жестко соединенных с кронштейнами-захватами, установленными на своде.

Кроме этого, дополнительные труботечки расположены между нажимными упорами

нажимного кольца, диаметр дополнительной труботечки составляет 0,2-0,3 диаметра основной труботечки, мести прохода дополнительных труботечек через фланцы несущих кожухов герметично уплотнены, дополни0 тельная труботечка в поперечном сечении может быть выполнена овальной формы, при этом ширина овала составляет 0,15-0,2 диаметра основной труботечки, а отношение ширины овала к его длине составляет

5 0,6-0,8, дополнительные овальные труботечки расположены в плане таким образом, что их продольные оси расположены ради- ально относительно центра электрода.

Сущность изобретения поясняется чер0 тежами, где на фиг. 1 представлен общий вид дуговой рудно-термической электропечи с дополнительными труботечками: на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 (с дополнительной труботечкой).

5 Дуговая рудно-термическая электропечь содержит ванну 1, заполненную шихтой 2. В ванну 1 погружены электроды 3 с контактными щеками 4 на подвесках 5 и токоподводящими трубами 6. Контактные

0 щеки 4 охвачены нажимным кольцом 7, прикрепленным подвесками 8 к несущему кожуху 9. К нажимному кольцу 7 прикреплена обечайка 10, а к своду 11 - кронштейн 12, на котором находится уплотнение 13. Система

5 шихтоподачи состоит из бункеров 14 и основных труботечек 15, проходящих сквозь перекрытия 16 и свод 11 в ванну 1. Дополнительные труботечки 17 проходят вертикально сквозь фланец 18 несущего кожуха 8

0 и нажимное кольцо 7 до уровня нижней кромки контактных щек 4. Верхняя вертикальная часть дополнительных труботечек 17 жестко соединена кронштейнами-захватами 19, установленными на своде 11. Ших5 та 2, поступающая в ванну 1, располагается на колошнике в виде конусов 20. Дополнительные труботечки 17 могут располагаться между нажимными упорами 21 нажимного кольца 7. Места прохода дополнительных

0 труботечек 17 сквозь фланец 18 несущих кожухов 9 имеют герметичные уплотнения 2.

В нажимном кольце 7 в местах прохода труботечек 17 установлены вертикальные

5 направляющие втулки 23, на верхнем фланце которых установлен уплотнитель 24, примыкающий по периметру к наружной поверхности труботечки 17. Свободное пространство между нажимным кольцом 7 и контактными щеками 4 перекрыто асбестоцементной плитой 25. На верхнюю поверхность нажимного кольца 7 и плиты 25 уложена асбестовая крышка 26. Воздух, поступающий из кольцевого зазора между несущим кожухом 9 и электродом 3 (путь прохождения воздуха изображен стрелками на фиг. 2), выходит в атмосферу через отверстия 27, выполненные во фланце 18.

Поскольку назначение дополнительных труботечек 17 заключается в подаче корректирующих добавок в виде мелкой шихты и формировании конусов 20 шихты 2 вокруг электрода 3, а основная масса шихты 2 подается через труботечки 15, то диаметр дополнительной труботечки 17 предлагается равным 0,2-0,3 диаметра основной труботечки, Поперечное сечение дополнительной труботечки 17 предлагается овальной формы с шириной овала 0,15-0,2 диаметра основной труботечки 17, а отношение ширины и длины овала предлагается равным 0,6-0,8, при этом труботечки предлагается в плане расположить таким образом, чтобы продольные оси овала располагались радиаль- но относительно центра электрода 3. Это соответствует условиям подачи шихты через дополнительную труботечку 17 в количестве, составляющем 0,04-0,09 количества шихты через основную труботечку 15 (пропорционально квадрату диаметров труботечек, находящихся в соотношении 0,2-0,3), а также конструктивным условиям.

Дуговая рудно-термическая электропечь работает следующим образом.

В процессе производства заданного сплава в ванну 1 загружается шихта 2. Основное ее количество подается через трубо- течки 15, при этом конусы шихты, образующиеся под труботечками 5, отстоят от электродов 3 на некотором расстоянии из-за наличия уплотнений электрод - свод, вследствие чего около поверхности электродов 3 поверхность колошника местами понижается. Шихта 2, подаваемая в эти места через дополнительные труботечки 17, поднимает уровень колошника вокруг электродов 3, что приводит к более эффективному теплообмену между горячим газом, поднимающимся снизу из ванны 1, и холодной шихтой 2, опускающейся сверху из системы загрузки, при этом более полно используется тепло, выделяющееся в печи, снижается температура подсводового пространства, увеличивается стойкость свода 11, повышаются технико-экономические показатели, в частности снижается удельный расход электроэнергии. Периодически, по мере необходимости, через дополнительные труботечки 17 в активную зону ванны 1 оперативно подаются корректирующие добавки, что

улучшает технологию выплавки сплава. Кроме того, корректирующие добавки позволяют быстро приводить печь в нормальное состояние при различных технологических

расстройствах, что дополнительно снижает удельный расход электроэнергии.

Печные газы не могут поступать в атмосферу цеха, так как труботечки 15 уплотнены на своде 11, а труботечки 17 также снабже0 ны уплотнителями 22 и 24, кроме этого, обечайка 10 снабжена уплотнителем 13 и, наконец, уплотнено свободное кольцевое пространство между электродом 3 и нажимным кольцом 7 с помощью плиты 25 и сыпу5 чим уплотнителем 26. Вертикальные участки труботечек 17 позволяют осуществлять вертикальное перемещение несущего кожуха 9 с подвешенными к нему элементами на величину хода электрода 3 (на фиг. 2

0 условными линиями показано крайнее верхнее положение обечайки 10). Прижимной элемент кронштейна-захвата 19 расположен по высоте таким образом, чтобы не препятствовать вертикальному перемещению

5 обечайки 10 на величину хода электрода 3. Технико-экономический эффект от внедрения данного изобретения определяется улучшением технологии выплавки сплава и снижением удельного расхода

0 электроэнергии за счет более эффективного нагрева поступающей в печь шихты 2 отходящими печными газами и оперативной корректировки шихты.

Формула изобретения

5 1. Дуговая рудно-термическая электропечь, содержащая ванну, погруженные в нее уплотненные в своде электроды, электродо- держатели с нажимными кольцами вокруг контактных щек, подвешенными к несущим

0 кожухам, систему шихтоподачи с труботечками, проходящими через свод, о т л и- ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, улучшении технологии выплавки сплава, электропечь снаб5 жена дополнительными труботечками для корректировки шихты, проходящими вертикально через фланцы несущих кожухов, и нажимные кольца электрододержателей до уровня нижней кромки контактных щек, же0 стко закрепленными на своде посредством кронштейнов-захватов, которыми снабжена печь.

2.Электропечь по п. 1,отличающа- я с я тем, что диаметр дополнительной тру5 ботечки составляет 0,2-0,3 диаметра основной труботечки.

3.Электропечь по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что дополнительные труботечки в поперечном сечении выполнены в овальной форме, при этом ширина овала

составляет 0,15-0,2 диаметра основной тру- ботечки, а отношение ширины овала к его длине составляет 0,6-0,9.

4 Электропечь поп. 1, о т л и ч а ю щ а- я с я тем, что дополнительные труботечки расположены между упорами нажимного кольца.

5. Электропечь по п. 1,отличающа- я с я тем, что места прохода дополнительных труботечек через фланцы несущих кожухов герметично уплотнены.

6. Электропечь по п. отличающаяся тем, что проекция продольной оси дополнительной труботечки на горизонтальную плоскость расположена радиаль- но по отношению к центру электрода.

Использование: в элементах конструкции дуговых электропечей черной и цветной металлургии, химической промышленности. Сущность изобретения: электропечь снабжена дополнительными труботечками для корректировки шихты, вертикально проходящими через фланцы несущих кожухов и нажимные кольца электрододе ржател ей до уровня нижней кромки контактных щек. Труботечки расположены в осевой плоскости электрода. 5.3.п. ф-лы, 2 ил.

Ф&1