Свод дуговой электропечи Советский патент 1993 года по МПК F27D1/02 

О

С

Сущность изобретения: свод дуговой электропечи, выполненный в виде металлического кессона с электродными отверстия- ми, содержащий охлаждающее водовоздушное устройство с патрубками для подвода и отвода воды и воздуха. На наружной боковой поверхности и внутренней нижней поверхности кессона выполнены ребра, а электродные отверстия соединены между собой герметизирующими кольцами с ребрами на наружной поверхности. Причем кессон выполнен выпуклым, а верхние и нижние его листы имеют одинаковую стрелу прогиба. При этом ребра на наружной боковой поверхности и на электродных кольцах выполнены в виде плоских колец, расположенных на одинаковом растяжении друг от друга, а на внутренней нижней поверхности кессона ребра выполнены в виде плоских стержней, расположенных параллельно продольной оси свода на одинаковом расстоянии друг от друга. 2 з.п.ф- лы, 3 ил.

Изобретение относится к конструкциям сводов и может быть использовано в сталеплавильных и рудоплавильных дуговых электропечах, в нагревательных колодцах и в других промышленных печах.

Известны конструкции водоохлаждае- мых панелей для электропечей, на поверхности которых выполнены плоские ребра на одинаковом расстоянии друг от друга и выступающие внутрь печи, что повышает эффект охлаждения поверхности.

Недостатком панелей такого типа является неравномерное распределение изотерм температурного поля по сечению панели с выступами внутрь печ. Причем в силу высокой температуры выступы прогреваются быстрее и это приводит к возникновению высоких термических напряжений и к образованию трещин в стенке панели. В результате этого охлаждающая жидкость из панелей попадает внутрь печи,

что может привести к взрыву панели и к сокращению срока службы свода.

К другому недостатку водоохлаждаемых панелей для дуговых электропечей относится высокая степень аккомуляции тепла в ребрах, а в связи с этим и большой расход охлаждающей жидкости в панелях. К недостаткам панелей следует также отнести большую засоряемость наружной поверхности ребер шлаками и возгонами, образующимися в процессе плавки руды.

Известна конструкция секции свода дуговой электропечи, выбранная в качестве прототипа, включающая металлический кессон, выполненный в виде двух камер с герметизирующейгоризонтальнойперегородкой между ними, подсоединенные к верхней камере патрубки для подвода проточной воды и сливной патрубок. Причем секция свода снабжена расположенной над кессоном третьей камерой для заполнения водой, а нижняя камера кессона запол2

00

i-Pk

ixj

йена гранулами 0,02-3,0 мм капиллярно-пористым термостойким веществом, насыщенным водой, кроме тогодрегья камера связана с нижней камерой кессона патрубками для подвода и отвода пароводяной смеси. Нижняя камера кессона разделена перегородками,на секторы, причем в каждом последующем секторе патрубки для подвода проточной воды установлены напротив патрубков для подвода пароводяной смеси предыдущего сектора. Кроме качестве перегородок между секторами установлены трубы с отверстиями, к которым подсоединены патрубки для подвода проточной воды.

Недостатком данной конструкции секции свода дуговой электропечи является то, что она не исключает прогара кессонов. Для предотвращения осаждения механических взвесей в нижней камере кессона скорость воды не должна быть меньше 0,8 м/с. Но нижняя камера кессона заполнена капиллярно-пористым термостойким веществом, которое снижает скорое ь воды и создает условия для осаждения механических примесей и закупорки капилляров, что приводит к росту термического сопротивления стенки кессона и повышению ее температуры, что повышает гласность прогара и прорыва воды внутрь печи, что приводит к сокращению срока службы своде.

Другим недостатком является усложненная конструкция секции свода, содержащая большое количество патрубков, что неизбежно ведет к образованию накипи на стенках и снижает эксплуатационные возможности кессона.

Цель изобретения - обеспечение взры- вобезопасности и повышение надежности сводов дуговых электропечей за счет улучшения теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в своде дуговой электропечи, выполненном в виде металлического кессона с электродными отверстиями и содержащем охлаждающее водовоздушное устройство с патрубками для подвода и отвода воды и воздуха, новыми признаками согласно изобретению являются: нл наружной боковой поверхности и внутренней нижней поверхности кессона выполнены ребрз, а элект-. родные отверстия соединены -между собой герметизирующими когьцами с ребрами на наружной поверхности при этом кессон выполнен выпуклым, а верхний и ь ижний его листы имеют одинаковую стрелу прогиба. Ребра на наружной боковой поверхности и на электродных кольцах выполи ;ны в виде плоских колец. располлженных -а одинаковом расстоянии друг от друга.

Ребра на внутренней нижней поверхности кессона выполнены в виде плоских стер- жней, расположенных параллельно продольной оси свода на одинаковом рас- стоянии друг от друга.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить его критерию новизна. При изучении других известных источников технических

0 решений в данной области, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию существенные отли5 чия.

На фиг. 1 изображен свод дуговой электропечи, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

0Свод дуговой электропечи выполнен в виде металлического кессона 1 с электродными отверстиями 2. Свод содержит охлаждающее водовоздушное устройство 3 с патрубком 4 для подвода воды, с патрубка5 ми 5 и 6 для подвода воздуха, с патрубком 7 для отвода воды, с патрубком 8 для отвода воздуха.

На наружной боковой поверхности и внутренней нижней поверхности кессона 1

0 выполнены ребра 9 и 10.

Электродные отверстия 2 соединены между собой герметизирующими кольцами 11 с ребками 12 на наружной поверхности, причем кессон 1 выполнен выпуклым, а вер5 хний 13 и нижний 14 его листы имеют одинаковую стрелу прогиба.

Ребра на наружной боковой поверхности кессона 1 и на электродных кольцах 11 выполнены в виде плоских колец 9 и 12 и

0 расположены на одинаковом расстоянии друг от друга.

Ребра на внутренней нижней поверхности кессона 1 выполнены в виде плоских стержней 10 и расположены параллельно

5 продольной оси свода на одинаковом расстоянии друг от друга.

Свод дуговой электропечи работает следующим образом.

В водовоздушное охлаждающее устрой0 ство 3 поступает охлажденная вода, например, из градирен, по патрубку 4, а по патрубку 5 поступает сжатый воздух. На выходе из водовоздушного охлаждающего устройства 3 вода из патрубка 4

5 диспергируется сжатым воздухом из патрубка 5, образуя водовоздушную смесь.

Вторичный воздух, например, от венти- ляторной установки подается по патрубку 6, сталкивается с водовоздушной смесью и повышает дисперсность.

Подготовленная таким образом водо- воздушная смесь далее попадает в полость кессона 1 и охлаждает поверхности нагрева. Увеличивая или уменьшая напор воды и сжатого воздуха в водовоздушном охлажда- ющем устройстве 3 можно регулировать качество распыла (диспергирования) водовоздушной смеси при различных режимах работы печи и повысить экономический эффект охлаждения кессона 1.

Отработавшая водовоздушная смесь отводится по патрубкам 7 и 8 - вода и воздух соответственно.

Расположение электродных колец 11 в шахматном порядке способствует турбули- зации омывающего потока водовоздушной смеси и улучшает теплоотдачу.

Расположение ребер 10 и 12 внутри кессона 1 позволяет значительно снизить тер- мические напряжения, возникающие по сечению стенок электродных колец 11 и нижнего листа 14 благодаря низкой температуре внутри кессона 1, что увеличивает срок службы кессона 1 и его взрывобезопас- ность.

Для обеспечения равномерной сплошности водовоздушного охлаждающего потока по сечению кессона 1, верхний 13 и нижний 14 его листы выполнены с одинако- вой стрелой прогиба, что способствует улучшению теплообмена и взрывобезопасности свода.

Таким образом, применение кессона 1 с водовоздушным охлаждением улучшает условие теплопередачи, причем при минимальных затратах на охлаждение, достигнутое путем искусственного увеличения поверхности теплообмена как за счет ребер 9 и 12, так и за счет увеличения поверхности нижнего листа 14 с ребрами 10 путем изменения его формы, выполненного со стрелой прогиба.

Формула изобретения

.{

Фиг.2

Б - Б

А-А