ОХЛАЖДАЕМЫЙ ЭЛЕКТРОДОДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ ДУГОВЫХ ПЕЧЕЙ Советский патент 1937 года по МПК H05B7/101 

Для подвода тока к ванне дуговой электрической печи и для получения в ней вольтовой дуги применяются графитовые или угольные проводники, называемые электродами. Электрод закрепляется специальным зажимным устройством печи - электрододержателем.

В начале работы печи ниппелем свертываются два электрода. Когда во время работы нижний электрод сгорает настолько, что длина свечи недостаточна для работы, то свечу дополняют новым электродом, навертывая его каждый раз сверху.

В современных условиях, когда преобладает применение в электропечах угольных электродов, в процессе эксплуатации приходится сталкиваться с целым рядом трудностей. Угольные электроды при их применении на 8-тонных и 15-тонных печах типа Геру сильно нагреваются и в результате интенсивно окисляются в воздухе. Это обстоятельство ведет к уменьшению сечения электродов в процессе работы не только в ванне печи, но и над ней вплоть до электрододержателей, и свечи, в силу действия собственной тяжести, ломаются и отваливаются; чаще всего это происходит в месте соединения ниппеля. Расход электродов, при этом, на 1 тонну годного металла чрезмерно высок. Кроме того, частые поломки электродов значительно увеличивают простои электропечей из-за необходимости замены угольных электродов.

Быстрому окислению угольных электродов способствует еще наличие потоков горячих газов из печи через зазоры в своде, служащие для прохода электродов. Несмотря на ряд соответствующих способов защиты путем уплотнения зазоров, результаты получаются далеко не положительные.

Нагревание докрасна электрода вплоть до зажимного устройства приводит к нагреву последнего и, в результате, имеет место быстрое сгорание вкладышей, ползунов и гибких медных шин (токоведущих частей) со всеми вытекающими отсюда неприятными последствиями, несмотря даже на наличие охлаждаемых водой головок.

Для устранения указанных недостатков предлагалось выполнять электрододержатель в виде пустотелого цилиндра, снабженного на конце ниппелем, ввинчиваемым в тело электрода, причем цилиндр и ниппель охлаждаются омывающей их изнутри водой. Однако, и такие электрододержатели оказались несовершенными. При нетщательной сборке свечи в гнезде угольного электрода возникает вольтова дуга, которая выжигает резьбу ниппеля.

Предлагаемый переходной электрододержатель с охлаждением устраняет все указанные недостатки и дает возможность более производительно работать на электропечи с минимальным расходом электродов.

Предлагаемый электрододержатель состоит из металлического (железного) полого цилиндра, снабженного на конце ниппелем, к которому привинчивается электрод. Цилиндр и ниппель охлаждаются водой, воздухом и т.п. При достаточной длине цилиндра получается, что зажимное устройство как бы переносится ближе к дуге, чем уменьшается область разрушительного окисляющего действия на электрод. При этом, согласно изобретению, ниппель электрически изолируется от частей электрододержателя, имеющих назначением подвод тока к электроду. Такое изолирование ниппеля препятствует возникновению электрических дуг между нарезкой ниппеля и электродом.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 которого предлагаемый электрододержатель изображен в продольном разрезе, а на фиг. 2 - в поперечном разрезе по линии АБ на фиг. 1.

Предлагаемый электрододержатель выполнен в виде полого железного цилиндра 1 с ниппелем 2, к которому привинчивается угольный или графитовый электрод. Верхняя часть цилиндра 1 закрыта фланцем, наглухо приваренным к кромке цилиндра. Через этот фланец пропущена трубка 3, проходящая вдоль оси цилиндра и не доходящая до дна ниппеля 2 на величину диаметра самой трубки. Трубка 3 служит для подвода охлаждающей воды (воздуха и т.п.), вытекающей через вторую трубку 11, конец которой приварен к фланцу, закрывающему верхнюю часть цилиндра 1.

Ниппель 2 вваривается во фланец 5, имеющий диаметр, меньший внутреннего диаметра цилиндра 2. Затем фланец ниппеля прикрепляется к фланцу 4 цилиндра 1 шестью шпильками 9, которые фиксируются гайками 10. Шпильки изолированы от фланца 5 миканитовыми втулками 8 и шайбами 7; кроме того между фланцами 4 и 5 проложена клингеритовая шайба 6. Фланец 4 имеет внутреннюю расточку, большую диаметра тела ниппеля. После предварительной сборки ниппеля фланец 4 вваривается в цилиндр 1.

Зазор между телом ниппеля 2 и фланцем 4 должен быть набит изолирующим материалом (асбестовый шнур или миканитовая лента).

Перед введением электрододержателя в работу на ниппель его навинчивается плотно до отказа электрод, гнездо которого предварительно хорошо смазано электродной массой. Затем электрододержатель поднимают краном за транспортное кольцо, заводят в головку печи, опускают свечу до необходимой высоты и закрепляют ее зажимным механизмом. На вкладышах головки закреплены при помощи шурупов алюминиевые (или медные) пластины, которые способствуют большей плотности контакта между переходным электрододержателем и вкладышами головки. К трубкам 3 и 11 прикрепляются соответствующие гибкие шланги, включается охлаждение (вода, воздух и т.п.) электрододержателя и печь можно включать в работу.

После того, как электрод сгорит и уменьшится по длине настолько, что не будет доставать до подины печи, необходимо снять свечу и установить резервную. Одновременно, независимо от работы печи, на стороне надлежит отвернуть оставшийся кусок электрода, нарастить к нему сверху новый электрод и эту свертку опять привинтить плотно на ниппель электрододержателя. Таким образом будет приготовлен очередной резерв.

Плавки, проведенные с предлагаемым переходным электрододержателем с водяным охлаждением, выявили ожидавшиеся авторами преимущества:

1. Значительно сокращается на первой фазе расход электродов и исключается интенсивное окисление. Угольный электрод даже после нескольких плавок очень хорошо сохраняется.

2. Совсем отсутствуют простои по замене электродов.

3. Вкладыши, ползуны и шины не горят, так как первые имеют охлаждение с двух сторон (головки и цилиндра).

Использование предлагаемого электрододержателя при графитовых электродах должно снизить их расход, так как электрододержатель дает возможность работать на короткой свече, чем уменьшается всегда имеющееся обсасывание графитовых электродов по длине даже при наличии хорошего уплотнения.

Предлагаемая конструкция электрододержателя может дать возможность и на больших печах работать на угольных электродах и тем самым освободиться от импорта графитовых электродов.

Опасения применения охлаждаемого водой переходного электрододержателя надо считать совершенно неосновательным - это подтверждает работа опытных электрододержателей.

Наличие воды над ванной металла и электропечи уже имеется и в головках и в охладительных кольцах. Если даже электрод прогорит и даст течь, то это будет заметно (будет видна струя и под этим местом почернеет шлак) и его немедленно можно будет заменить.

Конструкция электрододержателя разработана так, что при самом нижнем положении электрододержателя ниппель находится выше верхнего уровня шлака в печи на 150 мм. Следовательно, попадание переходного электрододержателя в шлак или металл совершенно исключено.

Охлаждаемый электрододержатель для дуговых печей, имеющий охлаждаемый металлический ниппель, ввинчиваемый в тело электрода, отличающийся тем, что, с целью воспрепятствования возникновению электрических дуг между нарезкой ниппеля и электродом, ниппель электрически изолирован от частей электрододержателя, имеющих назначением подвод тока к электроду.