Электродуговая печь Советский патент 1980 года по МПК F27B1/08 

1

Изобретение относится к области. производства металлов и сплавов и может быть использовано в электросталеплавильных цехах.

Известны электродуговые сталеплавильные печи с охлаждаемыми боковыми стенами 13 .

Общим недостатком, характерным для таких конструкций, является большая величина тепловых потерь, уносимых охлаждающей водой, так как часть футеровки дуговой печи заменена вoдooxлaждae ыми блоками. Кроме того, необходима бесперебойная подача воды в течение всей плавки, иначе блоки могут сгореть.

Наиболее близкой к изобретению является электродуговая печь, в которой часть футеровки боковых стен заменена охлаждаемыми блоками f2j . Блоки располагаются выше шлакового пояса против электродов и имеют ребристую поверхность, обращенную внутрь печи. Осаждающийся на ребрах гарниссаж несколько уменьшает тепловые потери, уносимые охлаждающей блок водой.

Недостаток указанной конструкции состоит в большой величине тепловых потерь печью, и как следствие этого.

высоком удельном расходе электроэнергии при выплавке стали. Для безаварийной работы такой печи также необходима бесперебойная подача во,ды. 5 Целью изобретения является улучшение тепловой работы и увеличение производительности печи за счет применения охлаждаеких элементов стен, установленных против электродов в нижней части печи.

Цель достигается тем, что на кожухе печи в нижней его части против электродов размещены водоохлаждаемые короба, имеющие центральный угол

5 20-30°, биссектриса которого совпадает с лучом, проходящим через вертикальную ось печи и электрода, а высота составляет 0,3-0,4 высоты печи от уровня порога до пяты свода,

2(i причем нижняя плоскость короба расположена на уровне порога.

На фиг. 1 показана предлагаемая электродуговая печь, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный

25 разрез А-А на фиг.1.

Печь содержит футерованную подину 1, боковые стены 2, свод 3 с установленными в нем электродами 4. В нижней части печи, на кожухе размещены

30 водоохлаждаемые короба 5, ймеквдие центральный угол 20-30°, биссектриса которого совпадает с лучом, проходящим через вертикальную ось печи и электрода, а высота составляет 0,30,4 высоты печи от уровня порога до пяты свода. Короба имеют патрубки под вода и отвода воды. Вентиль б,установленный на патрубке подвода воды, позволяет регулировать расход воды, подаваемый в короб. Между футеровкой боковых .стен и кожухом печи по ее периметру проложен теплоизоляционный материал, например асбест 7. В местах, где к кожуху печи приварены охлаждаемые короба, теплоизоляционная прокладка отсутствует для того, чтобы облегчить отвод тепла от наиболее горячих участков футеровки боковых стен печи. Работа печи с охлаждаемыми элементами кладки осуществляется следую щим образом. В начальные периоды плавки - зава ка, прогрев, -когда электроды закрыты шихтовыми материалами, подвод воды к охлаждаемым коробам может быть уменьшен с помощью вентиля, регулиру щего расход воды. Тепловые потери с охлаждающей короба водой будут небольшими . После .расплавления и до выпуска плавки, когда печь работает с открытой дугой и вводимая мощность достигает максимального значения, тепловы нагрузки на боковую поверхность печи также достигают небольших значений, в этот период расход воды на охлаждение коробов увеличива ется, благодаря чему обеспечивается интенсивный отвод тепла с участков боковой поверхности кладки, расположенных против дуг. Наиболее нагружены, в тепловом отношении участки клад ки боковой поверхности дуговой печи, находящиеся против электродов и характеризующиеся центральным углом 20-30, биссектриса которого совпадает с лучом, проходящим через вертикальные оси печи и электрода. Кол чество таких участков три, по числу электродов. Высота участков, подвергаемых мак симальному облучению со стороны дуг составляет 0,3-0,4 высоты печи от уровня ванны до пяты свода. Тепловые потоки, падающие на эти участки футеровки печи, намного выше, чем на остальную кладку. Таким образом, ниж няя часть печи характеризуется не только наибольшими тепловыми нагрузками со стороны электродов, но и наи большей неравномерностью распределе ния тепловых потоков по периметру печи.Следовательно,для существенного увеличения стойкости боковых стен п чи необходимо защитить наиболее уяз мые в тепловом отношении участки кл ки. Размеры охлаждающих кладку элементов являются оптимальными, так как величение центрального угла сверх 30, как и увеличение высоты короба верх 0,4, высоты стен приводит к росу тепловых потерь печью; рост эффекта защиты кладки от теплового излуения электродов при увеличении размеов коробов будет незначительным. меньшение размеров короба (центральный угол менее 20 и высота менее 0,3 высоты печи) не обеспечит защиты ладки наиболее горячих участков. Таким образом, охлаждаемые короба указанных размеров интенсивно отводят тепло от участков кладки, подверженных максимальному тепловому воздействию дуг, что приводит к увеличению длительности кампании стен и улучшает тепловую работу печи. Тепловая работа печи оказывает большое -влияние на производительность и технико-экономические показатели. Геометрические соотношения размеров электродуговой печи оказывают влияние на распределение вводимой в печь мощности между ванной и элементами кладки. Для осуществления основной задачи металлургической печи - обеспечения максимальной теплопередачи к поверхности нагреваемого металла - поверхность стен печи должна быть минимальной, так как при этом потери тепла печью через кладку будут наименьшими. Однако при минимальной поверхности стен на элементы кладки падает наибольшая тепловая нагрузка и стойкость стен, следовательно, уменьшается. Поэтому геометрические соотношения печи (отношение диаметра распада электродов к диаметру плавильного пространства и степень развития кладки - отношение поверхности кладки выше уровня ванны в поверхности ванны) при работе на кирпичной кладке выбирают исходя из необходимости обеспечения приемлемой стойкости элементов. Другими словами, геометрические соотношения .печи обеспечивают не максимальную теплоотдачу к ванне, а максимальные тепловые нагрузки на элементы кладки. По этой же причине мощность, вводимая в печь после расплавления, снижается почти в два раза, хотя технологический процесс не накладывает ограниченный на вводимую в печь мощность за исключением восстановительного периода плавки. Применение элементов кладки.с искусственнь1М охлаждением позволяет пересмотреть геометрические соотношения печи. Определяющим фактором будет служить не стойкость элементов кладки (допустимые тепловые нагрузки) а максимальное количество тепла, которое может быть передано ванне. Использование охлаждаемых элементов

стен позволит успешно эксплуатировать печи с цилиндрической формой стен, которые строятся у нас в стране и имеют мощные трансформаторы (50 МВА).

Таким образом, использование охлаждающих клсщку элементов в наиболее уязвимых участках позволит не только увеличить длительность кампании стен, но и более широко применять самую рациональную геометрию печи - цилиндрические стены.

Экономический эффект рассчитывается из следуквдих соображений.

При установке охлаждающих кладку элементов увеличивается длительность кампании стен. Ремонт стен осуществляется, как известно, при остановке печи (холодный ремонт). Следовательно, сокращаются холодные простои печи. Защита участков кладки,находящихся в наиболее тяжелых условиях работы, приводит к экономии дефицитных огнеупорных материалов. Мощность вводимая в печь в конце расплавления может быть увеличена, в результате чего сокращается Время плавки.

Несмотря на некоторое увеличение расхода энергии, компенсирующей теплвые потери, уносимые охлаждающей элементы водой, экономический эффект от внедрения изобретения 0,1 р. на тонну выплавляемой продукции.

Формула изобретения

Электродуговая печь, содержащая кожух, футерованную подину, стены, свод с установленными в нем электродами, отличающаяся

0 тем, что, о целью увеличения длительности кампании стен и проиэводительност печи, она снабжена размещенными на кожухе печи по числу электродов охлаждаемыми коробами с центральным

5 углом 20-30, биссектриса которого совпадает с лучом, проходящим через вертикальную ось печи и электрода, а высота составляет 0,3-0,4 высоты печи от уровня порога до пяты свода,

0 причем нижняя плоскость короба расположена на уровне порога.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ОНА 3876818, кл. F 27 В 14/08, 1974.

5

2.Патент США 3940552, кл. 12 - 35, 1974.

у Водь /