Самообжигающийся электрод руднотермической электропечи Советский патент 1981 года по МПК H05B7/09 

(54) САМООБЖИГАЮЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОД РУДНОТЕРМИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Изобретение относится к электро термии, а именно к конструкции самообжигающихся электродов, применяемых в рудовосстановительных и плавильных электропечах большой единичной мощ-. ности предприятий цветной и черной металлургии, а также в химической промьшшенности. Известна и находит широкое применение в закрытых электропечах при производстве желтого фосфора, ферросплавов, карбида калыщя конструкция самообжигающегося электрода, .содержа щая стальной кожух, наполненный угле содержащей массой, контактный узел электрододержателя и несущий цилиндр выполненный в виде толстостенной металической трубы, окружающей кожух электрода. Конструкция самообжигающегося электрода довольно проста и применима в герметично укрытых электропечах 1 . При работе в электропечах, укрытых сводом, происходит выделение через колошник высококалорийного реакционного газа, который, сгорая над шихтой колошника, выделяет значительное количество тепла. Продзгкты горения поднимаясь вверх, обмывают боковую поверхность электрода и несущего цилиндра. Из-за хаотического движения нагретых газов, температура которых может достигать на:уровне 0,8 м от колошника 1000°С, а в отдельных случаях 1700°С, процесс нагрева электродной массы в кожухе и ее обжига оказывается неуправляемым. Кроме того, возможны случаи про::юга кожуха электрода отходящими газами и аварийный выход жидкой электродной массы в печь. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является самообжигающийся электрод руднотермической электропечи, содержащий стальHoii кожух, наполненный электродной массой,- вокруг которого установлен соосно с ним несущий цилиндр с системои воздушного охлаждения, подающей воздух в зазор между несущими цилинд ром и электродом. В такой конструкции самооблшгающе гося электрода регулирование температурного режима нагрева электродной массы осуществляется направленным по током воздуха в зазоре между несущим цилиндром и электродом, куда он подается по определенной программе. За счет воздзппного охлаж,цения и отво да с боковой поверхности определенного количества тепла создаются благоприятные условия для расплавления электродной массы в ко}кухе и дальнейшего ее обжига 2. Однако конструкция электрода оказывается недостаточно эффективной в электропечах большой единичной мощности. Расчеты показывают, что на электропечи типа РКЗ-16,5 с электродами 01200 мм для обеспечения им нормального режима форьшрования и обясига до таточно 1500-2000 ш-г/ч воздуха с те пературой 15-20 С. В действительност объем подаваемого воздуха превышает расчетное в 3-4 раза. В электропечах типа PK3-331I2 для охлаж,цения электрода 1500 мм предус мотрена подача воздуха на расчета 10000 , а в электропечах РКЗ63И1 с электродами ф 1900 мм эта величина унсе достигает 18000 им /ч, что тонсе в 3-4 раза превышает расчет ные объемы. Для обеспечеьшя подачи таких объемов воздуха печи оборудуются мощными воздуходувными устрой ствами с электродвигателями до ЮОкВ В случае, если не обеспечивается хороший теплоотвод с электрода, наблюдается раннее расплавление и обра зование зысокого столба жидкой электродной массы. В этих условиях получает интенсивное развитие сегрегация составляющих компонентов.В процессе да.пькейшего обжига такой неоднородной композиции из нее формируется рабочий блок с низкими эксплуатацион ньпШ характеристиками, который склонен к т рещинообразованшо и обрьшам. Цель изобретения - обеспечение стабильного теплового режима вания электрода и повьш1ениё его надежности в эксплуатации при условии снижения расхода электроэнергии, затрачиваемой на работу системы воздушного охлаждения электрода в электропечах большой единичной мощности. Указанная цель достигается тем, что несущий цилиндр по всей длине снаружи снабжен теплозащитньш элементом. При этом теплозащитный элемент может быть выполнен в виде цилиндрического экрана, установленного с зазором и концентрично с фшиндром.и прикрепленной к нему в нижней части заглушкой. Причем теплозащитный элемент может быть выполнен в виде покрытия из огнеупорного материала, укрепленного на боковой поверхности несущего цилиндра. На фиг. 1 - изобра) устройство с цилиндрическим экраном, общий вид; на фиг. 2 - устройство с огнеупорным покрытием на.несущем цилиндре, общий вид. Самооблшгающийся электрод имеет стальной кожух I, наполненньш электродной массой 2, контактный узел электродерлса-теля 3, несущий цилиндр 4 и цилиндрический экран 5 с заглушкой 6. Между несущим цилиндром 4 и экраном 5 имеется зазор - кольцевая полость, сообщающаяся с атмосферой печи в ее верхней части. Цилиндрический экран плотно соединен с несущим ЦШ11П1ДРОМ на уровне 0,5-1-м от верха контактного узла электрододержателя. Такое соединение исключает воздушные потоки в кольцевом зазора и повьшает его теплоизолирующие свойства. Экранирующий кожух Может быть выполнен из тонколистовой стали. В качестве теплоизолятора боковой поверхности несущего цилиндра от теплового воздействия отходящих газов может быть использовано покрытие 7 из огнестойкого легковесного материала, например пеношамот, каолиновая вата, шлаковата и т.д. фиг. 2, При работе электропечи выходящие реакционные газы и продукты их горения поднимаются вверх над колошником. Теплоизоляция несущего цилиндра либо в вцде воздушной прослойки между несу/цим и экранирующим кожухом, либо в ви,це огнестойкого легковесного огнеупора, исключает прямое воздействие отходящих газов на несущий цилиндр, и следовательно, на процесс формирования электрода. Предотвращается перегрев электродной массы в кожухе, стаб1шьно протекает процесс обжига, так как пряток тепла с боковой поверхности несущего цилиндра на кожух электродя сведен до минимума, отпадает необхо димость интенсивно охлаждать электр Использование предлагаемой конструкции самообжигающегося электрода может снизить на 50-70% расход электроэнергии, затрачиваемой на организацию воздушного охлаждения электрода. Экономический эффект от реализации изобретения в промьшшенности составляет 3-5 тыс. руб./год на одну печь. Формула изобретения 1. Самообжигающийся электрод руд нотермической электропечи, содержащий стальной кожух, наполненный эле тродной массой, вокруг которого установлен соосно С ним несущий цилин с системой воздзпдного охлаждения, подадащей воздух в зазор мелоду несущим цилиндром и электродом, отл чающийся тем, что, с целью стабилизации теплового режима .формирования электрода и повышения его надежности в работе, несущий цилиндр по всей длине снаружи снабжен теплозащитным элементом. 2.Электрод по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что теплозащитный элемент вьшолнен в виде цилиндрического экрана, установленного с зазором и концентрично d цилиндром и прикрепленной к нему в нижней части заглушкой. 3.Электрод по п. j, о .т л и ч а ющ и и с я тем, что теплозапртный элемент вьшолнен в виде покрытия из огнеупорного материала, укрепленного на боковой поверхности несущего циливдра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Киселев A.M. Исследование самообжигающихся электродов в конструкциях мощных рудовосстановительных электропечей и обеспечение их повьшенной эксплуатационной стойкости. Диссертация. М., 1975. 2.Гасин М.И. и др. Производство и эксплуатация непрерывных самообжигающихся элехстродов и анодов. Металлургия, 5965, с. 92.

0(

(

г

-4

-5

/

Фиг.г