Электродуговая печь с переменной геометрией рабочего пространства Советский патент 1980 года по МПК F27B1/08 C21C5/52 

1

Изобретение относится к производству металлов и сплавов, оно может быть использовано в электросталеплавильных печах.

Известна конструкция электродуговой сталеплавильной печи с переменной геометрией рабочего пространства 1. Недостатком указанной конструкции является низкая стойкость нижней части боковых стен печи.

Наиболее близкая по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению электродуговая печь с переменной степенью развития кладки 2. Широкие пределы изменения степени развития кладки достигаются за счет .перемещения в вертикальной плоскости плоского водоохлаждаемого свода относительно водоохлаждаемых стен печи. Одним из основных недостатков указанной конструкции является большая потеря тепла, уносимого охлаждающей стены водой. Однако охлаждение стен электродуговых печей с переменной геометрией рабочего пространства, особенно нижнего короба, неизбежно, так как при нижнем положении свода резко увеличивается тепловая нагрузка на боковые стены, и их стойкость без системы охлаждения оказывается неудовлетворительной.

Цель изобретения - улучшение тепловой работы, увеличение длительности кампании печи по стенам.

Указанная цель дос игается тем, что печь 5 снабжена несущими кладку кронштейнами кольцевой формы, приваренными к внутреннему диаметру кожуха печи, причем их ширина составляет 0,6-0,7 толщины кладки. Разгрузочные кронштейны соединены между собою ребрами, расположенными по окружности с шагом, кратным толщине укладываемого кирпича, причем расстояние между кронштейнами пропорционально ширине огнеупорного кирпича. Охлаждаемый

15 короб разделен вертикальными перегородками на части, число которых пропорционально удвоенному числу электродов.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен продольный разрез

20 дуговой печи с переменной геометрией рабочего пространства, а на фиг. 2 - вид А фиг. 1.

Печь содержит футерованную подину 1, боковые стены 2, свод 3 с установленными

25 в нем электродами 4. В нижней части печи от уровня порога до верхнего среза рабочего окна 5 размещен охлаждаемый короб 6, разделенный на 6 или более частей перегородками. Участки короба против элект30 родов, подвергаемые наибольшему облуче tV77378

НИЮ CO стороны дуг, имеют центральный угол 20-30. На внутренней поверхности кожуха печи расположены кронштейны 7 кольцевой формы, наружный диаметр которых равен внутреннему диаметру кожуха. Ширина кронштейнов составляет 0,,7 толщины кладки, укладываемой на кронштейны. Кронштейны соединены ребрами 8, расположенными по окружности рабочего пространства печи.

Расход воды на охлаждение каждого участка нижнего короба регулируется с помош,ью вентиля 9.

Работа печи с охлаждаемым нижним коробом осуществляется следующим образом,

В начальный период плавки свод занимает верхнее положение. Расход воды, регулируемый вентилем на подводящем патрубке, на охлаждение всех участков нижнего короба, в том числе и участков, находящихся против дуг, минимален, так как электроды глубоко погружены в шихту и кладка стен защищена от прямого излучения дуг.

По мере расплавления шихты свод опускается, теплонапряжение печного увеличивается, а тепловая нагрузка на боковые стены печи возрастает. Этому способствует не только уменьшение объема плавильного пространства, но и то, что после расплавления и до выпуска печь работает с открытой дугой.

Следовательно, участки боковой поверхности стен печи, находящиеся против дуг, подвергаются максимальному облучению со стороны последних. Поэтому для успешной работы печи отвод тепла с участков, наиболее нагруженных в тепловом отношении, должен быть наибольшим; в противном случае не обеспечивается необходимая стойкость боковых стен. С этой целью охлаждаемый нижний короб печи разделен на участки с индивидуальными подводами и отводами воды. Количество участков должно быть не менее шести (удвоенного числа фаз). Расход воды на охлаждение участков нижнего короба, находящихся против дуг, наибольший, на остальных участках кратность циркуляции воды должна быть меньше во избежание увеличения потерь тепла, уносимого охлаждающей водой.

Таким образом, при раздельном регулировании подачи воды на участках нижнего короба потери тепла с водой будут минимальными, причем обеспечивается стойкость боковых стен ниж.негО короба.

На внутренней поверхности кожуха размещены кронштейны, назначение которых- разгрузить кладку от избыточных статических напряжений, и тем самым облегчить условия службы кладки печи. Ширина кронштейна должна быть меньше толщины кладки, т. е. кронштейны должны быть утоплены в кладке, чтобы они не подвергались облучению со стороны печи. С другой

стороны, на кроиштейнах должны устанавливаться огнеупоры, поэтому оптимальным размером ширины кронштейна является размер, равный 0,6-0,7 толщины кладки. Форма кронштейна - кольцевая, соответствует геометрии печи, наружный диаметр кронштейна должен быть равен внутреннему диаметру кожуха печи. Для удобства монтажа печи кронштейн может быть выполнен из ряда звеньев. Расстояние между кронштейнами в вертикальной плоскости кратно ширине огнеупорного кирпича, из которого набираются боковые стены, а сами кронштейны соединены ребрами, расположеннымипо окружности рабочего пространства печи с шагом, кратным толщине укладываемого кирпича. Расчеты показали, что шаг ребер составляет (4-5) В, где В - толшина кирпича. Ребра обеспечивают жесткость конструкции, так как кронштейны размещены на кожухе печи в нижней ее части, где находится охлаждаемый короб, то сами кронштейны также в некоторой степени охлаждаемые. Следовательно, кладка, размещаемая на кронштейнах, подвержена эффекту охлаждения.

Экономический эффект от внедрения охлаждаемого короба в нижней части электродуговой печи с переменной геометрией рабочего пространства рассчитан из следующих соображений. Охлаждение нижнего короба печи увеличит длительность кампании печи по стенам. Ремонт стен осуществляется, как известно, при холодных ремонтах печи. Следовательно, производительность печи увеличивается за счет сокращения холодных простоев. Интенсивность производства стали может быть увеличена путем повышения мощности дуги в конце расплавления, при этом сокращается время плавки, что приводит в конечном итоге к увеличению производительности.

Рассчитанный таким образом экономический эффект от внедрения составляет 0,1 руб. на 1 т выплавляемой стали.

Внедрение электродуговой печи с переменной геометрией рабочего пространства позволяет существенно улучшить тепловую работу печи за счет сокращения тепловых потерь, при этом увеличивается ее производительность благодаря сокращению холодных простоев и увеличению длительности кампании. Предлагаемая печь может успешно эксплуатироваться при выплавке широкого сортамента сталей и особенно на заводах, печи которых работают на легковесной стружке.

Формула изобретения

1. Электродуговая печь с переменной геометрией рабочего пространства, состоящая из футерованной подины, боковых стен с рабочим окном, короба для подвода и отвода воды, свода с установленными в нем

электродами, отличающаяся тем, что, с целью улучшения тепловой работы и увеличения длительности кампании печи по стенам, печь снабжена несущими кладку кронштейнами кольцевой формы, приваренными к внутреннему диаметру кожуха печи, причем их ширина составляет 0,6-0,7 толщины кладки.

2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что несущие кронштейны соединены между собой ребрами, расположенными по окружности рабочего пространства с шагом, кратным толщине укладываемого кирпича, причем расстояние между кронштейнами пропорционально ширине огнеупорного кирпича.

3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что охлаждаемый короб разделен вертикальными перегородками на части, число которых пропорционально удвоенному числу электродов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 287238, кл. F 27В 3/08, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2635339, кл. С 21С 5/52, 1978.

3

ВадА

ГГТТПТггт

111Х1С1Ш 1