Узел для уплотнения электрода в своде дуговой электропечи Советский патент 1980 года по МПК H05B7/12 

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для герметизации электродов в сводах дуговых и руднотермических электроне чей. При уплотненных околоэлектродных проемов в своде в значительной степени улучшаются условия труда, появляется возможность полностью утилизи ровать колошниковый газ и, что самое важное, резко сократить выброс токси чного газа в воздушную среду. Известна конструкция сухого сальникового уплотнения, состоящая из сальника, расположенного вокруг герметизирующего экрана. Сальник прижимается к цилиндрическому экрану при помощи натяжной стальной ленты, охва тывающей сальник по наружной поверхности. Для натяжения ленты по всему периметру имеются пружинные механизмы 1 . Недостаток этой конструкции состо ит в том, что в целом она весьма сло жна в изготовлении и монтаже. Кроме того, сальник довольно быстро стира,ется,и приходится часто производит-ь Зс1мену, что вызывает простои печи. При этом, эта конструкция требует весьма строгой фиксации электрода в вертикальной плоскости, так как при перекосах электрода сальник заклинивает. Выполнение строгой фиксации электрода вызывает значительные технические трудности. Известна также конструкция тканевого уплотнения электрода, содержащая установленный на своде вокруг электрода короб и уплотнитель из эластичного материала, соединенный с несущим кожухом электродержателя, причем внутри короба помещен кольцевой мешок из огнеупорной ткани, заполненный сыпучим уплотнителем. Верхний конец ,ткани прикреплен к коробу, а нижний к несущему кожуху электродержателя Такое уплотнение должно работать достаточно надежно на печах с относительно небольшой температурой под сводом до 300-40 0 С,так как тканевый мешок непосредственно обращен к плавильной ванне и омывается печными газами. Однако невозможно использовать это уплотнение для печей с более горячими процессами, например, при вьшлавке кремнистых сплавов, поскольку отсутствуют ткани, работающие надежно при 1200-1400С.

Кроме того, сыпучий уплотнитель под воздействием высоких температур может скоксоваться и при перемещении будет истирать ткань.

Известен также узел для уплотнения электрода в своде дуговой электропечи, содержащий установленный на своде коаксиально электроду кольцевой короб с двойными стенками, между которыми образована и-образная полость, заполненная жидкой уплотняющей средой, например, водой, и уплотняющий цилиндр, герметично прикрепленный снаружи несущего кожуха злектрододержателя и заглубленный в U-образную полость зЗ .

Недостаток такого гидравлического уплотнения состоит в том, что водянаякоробка быстро зарастает колошниковой пылью и перегорает, вызывая аварийную ситуацию на печи. Чистка U-образной полости - трудоемкое дело и вызывает длительные простои печи.

Цель изобретения - повышение надежности работы узла.

Цель достигается тем, что узел для уплотнения снабжен кольцевым уплотнителем, выполненным из эластичного водонепроницаемого материала, подвешенным в виде петли внутри U-образной полости и прикрепленным одним концом к торцу цилиндра, а вторым - к внутренней стенке короба, и металлическими грузами, уложенными по периметру внутри петли уплотнителя.

Кроме того, с целью улучшения охлаждения уплотнителя, стенки U-образной полости снабжены ребрс1ми.

На фиг. 1 схематически изображен узел для уплотнения, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Уплотнение содержит U-образный короб 1, расположенный вокруг электрода 2 и жестко укрепленный на своде 3. Внутри короба 1 помещен уплотнитель 4 из эластичного водонепроницаемого материала, например, прорезиненной ткани. Уплотнитель 4 выполнен в виде петли. Наружная стенка 5-короба 1, снабженная патрубками 6 и 7 для входа и выхода воды 8, может быть выполнена съемной из отдельных секций. У верхней кромки стенки 5 имеется предохранительный выходной патрубок 9. Внутренний край уплотнителя 4 прикреплен к внутренней стенке короба 1 болтами 10, а наружный край - к несущему кожуху 11 электрододержателя болтами 12. Нижний фартук несущего кожуха выполнен с водоохлаждаемой полостью 13. Между кожухом 11 и электродом 2 установлен сальник 14.

Контактные щеки 15 с нажимным кольцом 16 утоплены под свод 3. Ток к щекам 15 подводится водоохлаждаемыми трубами 17, которые проходят через полость 13 и уплотнены. По наружному контуру полости 13 приварен цилиндр 18, который вместе со стенкой 5 образует кольцевую заполненную циркулирующей водой и-образную полость. Верхние кромки цилиндра 18 и стенки 5 расположены на одинаковом уровне при самом нижнем положении электрода 2. Рляподвода и отвода охлаждающей воды в коробе 1 имеются патрубки 19 и 20 Для придания уплотнителю 4 формы в виде кольцевой петли на его донную часть изнутри уложены металлические грузы 21, например, шары. Токоведущи трубы 17 при проходе через полость 13 уплотнены втулками 22..

Внутренние стенки короба 1 выполнены с выступами 23 по всему периметру, т.е. сребренными.

Устройство для уплотнения электрода в своде работает следующим образом.

Выходящие из кольцевого электродного, зазора в своде 3 печные газы не выходят в атмосферу цеха, так как уплотнитель 4 образует замкнутую герметическую полость, а токоведущие трубы 17 уплотнены втулками 22.

Выход газов во внутреннюю полость несущего кожуха 11 также невозможен из-за наличия сальника 14.

При вертикальном перемещении электрода 2 вместе с контактными щеками 15, нажимным кольцом 16 и несущим кожухом 11 герметичная полость не нарушается, так как уплотнитель 4 внутренним концом прикреплен к неподвижному коробу 1, а наружным - к кожуху 11.

Поэтому при вертикальном перемещении электрода 2 вместе с ним перемещается, уплотнитель 4 .

Высота обечайки 18 выбирается таким образом, чтобы уплотнитель 4 постоянно омывался водой 8 в пределах хода электрода 2.

Масса шаров 21 выбирается из расчета, чтобы уплотнитель 4 выдержал выталкивающее усилие напора заполненного водой столба кольцевой полости, образованной обечайкой 18 и стенкой 5. Вода 8 в коробе 1 постоянно циркулирует. В случае резкого повышения давления в подсводовом пространстве (например, при обвалах шихты) вода 8 не выливается из короба на свод 3, так как имеется предохранительный выходной патрубок 9.

Предлагаемая конструкция позволяет использовать уплотнитель 4 из проре5 зиненйой ткани, поскольку его наружная поверхность постоянно омьшается охлаждающей водой 8 и кроме того уплотнитель вынесен из горячей зоны и помещен внутри короба 1. Прорезиненп ная ткань берется толщиной 2-4 мм и является водонепроницаемым эластичным материалом.

При работепечи поверхность уплотнителя 4 покрывается возгонами, приc чем возгоны измельчаются, благодаря