Защитный экран электрододержателя дуговой электропечи Советский патент 1982 года по МПК H05B7/12 F27D11/10 

1

Изобретение относится к электротермии, в частности может быть использовано на фосфорных печах химической промышленности, а также в герметичных руднотермических электропечах черной и цветной металлургии.

Известны защитный экран электрододержателя дуговой печи, содержащий металлический цилиндр, на внутренней поверхности которого по всей его высоте приварены по винтовой линии желоба, образующие водоохлаждаемые полости IT.

Недостаток этой конструкции состоит в том, что полости образованы угольниками, сваренными .друг с другом, в результате чего возникает возможность перетекания воды из одной полости в другую ъ случае непровара или некачественного шва ). В этом случае возникают неводоохлаждаемые участки экрана, что способствует прогару цилиндра и попаданию

ВОДЫ в ванну печи с возможным взрывом и длительным простоем печи.

Известен также защитный экран, содержащий металлический цилиндр, на внутренней поверхности которого по всей высоте приварены по винтовой линии с равномерным шагом водоохлаждаемые желоба трапециедальной формы. Такая конструкция является более совершенной, поскольку она обес10печивает свободный доступ к сварным .

Однако для использования накладных водоохлаждаемых желобов трапециедальной формы важно определить

15 оптимальные соотношения геометрических размеров трапециедального сечения, от которых зависит механическая прочность желоба, трудоемкость его изготовления, а также количество свар20ных швов.

Цель изобретения - повышение надежности работы экрана путем предотвращения его коробления. Указанная цель достигается тем, что отношение толщины листа трапециедального желоба к, высоте трапеции составляет 0,15, а высота трапеции относится соответственно к меньшему и большему ее основаниям как 1:2, 6:«,6. На фиг. 1 изображено расположение электрододержателя в ванне печи; на фиг, 2 - узел I, на фиг,1 защитный экран в разрезе , на фиг. 3 узел II на фиг. 2 (установка коллектора к экрану). Защитный экран содержит металличе кий ЦИЛИНДР 1, выполненный путем вол цовки и сварки металлического листа, например, из маломагнитной стали. Защитный экран, установленный соосно электроду 2, через отверстие в своде 3 печи опускается в ванну k. Места прохода защитного экрана через свод 3 уплотняются сальником 5. На внутренней поверхности цилиндра 1 по всей его высоте приварены по винтовой линии желрба 6 трапецеидальной формы, образующие водоохлаждаемые полости 7./ Желоба 6 расположены независимо друг от друга с равномерным шагом, причем профиль желоба 6 в поперечном сечении представляет трапецию с бол шим основанием, прилегающим к поверх ности цилиндра 1. Желоба 6 также могут быть выполне ны и маломагнитной листовой стали. Под нижней кромкой цилиндра 1 установлен кольцевой коллектор 8, желоба 6 прикреплены к внутренней поверхности цилиндра 1 с помощью сварных швов 9Защитный экран электрододержателя дуговой печи работает следующим образом. Наличие водоохлаждения цилиндра 1 обуславливается тем, что последний находится в зоне высоких температур. Охлаждаемая вода поступает в полости 7 из коллектора 8. Учитывая то, что полости 7 отделены друг от друга, исключается возможность проте кания охлаждающей воды на одной полости в другую, что обеспечивает более надежную эксплуатацию цилиндра 1 . Предлагаемая конструкция в случае прогара цилиндра обеспечивает врзможиость ремонта сварных швов 9, поскольк к ним имеется свободный доступ. 9 4 Выполнение желобов 6 трапецеидальной формы обеспечивает возможность расположить их с максимальным расстоянием друг от друга с точки зрения выполнения сварных швов 9. Для обеспечения эффективности работы трапецеидальных желобов 6 очень важно определить оптимальные геометрические соотношения трапецеидального сечейия. В результате многочисленных испытаний в производственных условиях определены оптимальные соотношения, которые выражаются в следующем: отношение толщины листа желоба 6 К высоте трапеции составляет 0,15 а высота трапеции относится соответственно к меньшему и большему ее основаниям как 1:2,6:, 6. Отношение толщины листа желоба 6 к высоте трапеции равное 0,15 является оптимальным, так как при отношении меньшем, чем 0,15 увеличивается проходное сечение желоба 6, что снижает скорость протекания охлаждающей воды, т.е. ухудшается теплосъем. При отношении большем, чем 0,15, проходное сечение желоба уменьшается, что вызывает увеличение потерь напора охлаждающей воды, т.е. снижается эффективность водоохлаждения защитного экрана. При отношении высоты трапеции соответственно к меньшему и большему ее основаниям менее, чем 2,6 и 4,6 увеличивается периметр сварных швов, что нежелательно с точки зрения трудоемкости изготовления, а при соотношениях более, чем 2,6 и 4,6 снижается механическая прочность желоба, который испытывает давление охлаждающей воды. В качестве конкретного примера исполнения желоба 6 можно привести следующие геометрические размеры трапецеидального сечения желоба, которые соответствуют вышеупомянутым соотношениям, мм , , Толщина листа желоба 3 Высота трапеции 20 Меньшее основание трапеции52 Большее основание трапеции92При выполнении толщины листа желоба 6 мене мм не обеспечивается жесткость желоба для восприятия внутреннего давления от охлаждающей воды. При выполнении толщины листа желоба более мм значительно усложняется его изготовление и благодаря увеличению жесткости, желоба в этом случае при приварке его к защитному экрану, последний подвергается повод ке и короблению. Коробление и поводка экрана исключает возможность надежно герметизировать его в своде печи. Ниже приводится расчет ожидаемого годового технико-экономического эффекта от использования предлагаемого изобретения. Расчет проведен из условия использования предлагаемого изобретения на фосфорных руднотермических печах. В настоящее время на фосфорных печах РКЗ- 8Ф и РКЗ-72Ф головка электрододержателя имеет среднюю стойкость порядка одного года. Срок .службы головки электрододержателя в OCHQBHOM зависит от надежности ра боты защитного экрана. При выходе из строя головки электрододержателя последняя заменяется полностью новой. Стоимость головки электрододер жателя составляет 92-106 тыс.руб. На печи одновременно работают по три головки электрододержателя. Мож но предположить, что при использова 6« НИИ предлагаемого изобретения стой- i кость защитного экрана увеличивается на 10%. В этом случае годовая экономия на одной электропечи составляет(100000-90000)х 3 - 30000 руб. Формула изобретения Защитный экран электрододержателя дуговой электропечи, содержащий металлический цилиндр, на внутренней поверхности которого по всей его высоте приварены по винтовой линии с равномерным шагом водоохлаждаемые желоба трапецеидальной формы, о т личающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, отношение толщины листа трепецеидального желоба к высоте трапеции составляет 0,15, а высота трапеции относится соответственно к меньшему и большему основанию как 1:2,6:,6. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гасин М.И. Самообжигающиеся элечтроды рудовосстановительных электропечей, М., Неталлургия, 1976, с. 332. 2.Фролов А.Л. Соединения в конструкциях радиотехнических изделий. М., Энергия, 1966, с.180.