Газодинамическое уплотнение электродных отверстий дуговой электропечи

 

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

0% а»

За Н 05 В 7/12

00ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOhNTET СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 341 0686/24-07 (22) 23.03;.82 (46) 15.08.83. Ьюл. и 30 (72) А .Д. Киселев, А .А. Устюгов, Ю .Н. Тулуевский, С.Ф. Соколевских, П .Н . Комаров, Ю.Ф. Маменко, И.Ю. Зинуров, M ..М . Крушинский, В .М . Архипов и А.Г. Шило (71) Научно-исследовательский институт металлургии и Волгоградский металлургический завод "Красный Октябрьн (53) 621..365.22(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 161792, кл. С 21 С 5/52, 1963.

2 . Патент Англии и 1 t40110, кл. H 05 В 7/12, 1966. (54)(57) ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ

ЭЛЕКТРОДНЫХ ОТВЕРСТИЙ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, выполненное в виде коллектора с соплами, направленными в сторо" ну печного пространства под острым углом к горизонтальной оси коллектора, установленного на своде и охватывающего электрод, расположенный в своде печи, с кольцевым зазором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стойкости уплотнения и эффективности работы, коллектор с соплами установлен относительно поверхности свода и поверхности электрода на расстоянии, равном

0,2-0,4 диаметра электрода, оси сопел направлены в плане в середину кольцевого зазора, а указанный угол составляет 20-50о.

9 10358

Изобретение относится к электротермии и может быть применено на дуговых печах.

Известна. конструкция уплотнения электродных отверстий дуговой Печи, представляющая собой стальной кольцевой короб, открытый в сторону электрода. 8нутрь короба тангенциально подают струю воздуха, который создает крутящийся кольцевой поток. Этот по- 10 ток препятствует выбиванию дымовых газов из электродных отверстий 1 1), Однако эта конструкция имеет ряд недостатков. Для запирания электрод" ного зазора применяются потоки вен- f5 тиляторного воздуха с низкими скоростями и низким давлением. При этом не, обеспечивается полного устранения выделений дымовых газов. Кроме того, в условиях высоких температур неох" .20 лаждаемые металлические короба дефор" мируются, выгорают и полностью выходят из строя нередко уже через 5"10 дней работы.. Дополнительной причиной выхода из строя таких уплотнителей 25 является возникновение электрической дуги между электродом и металлическим коробом, лежащим на своде, Короб также разрушается вследствие воздействия на него печных газов из рабо" чего пространства и излучения раскаленных электродов.

Наиболее близким к предлагаемому йо технической сущности является газодинамическое уплотнение электродных отверстий дуговой электропечи, выполненное в виде коллектора с соплами, направленными в сторону печного пространства под острым углом к горизонтальной оси коллектора, установленного на своде и охватывающего элект" род, расположенный в своде печи с кольцевым зазором 1, 2).

Недостатком такого уплотнения является его невысокая стойкость, так как из-за. малого расстояния между электродом и газодинамическим уплотнением существует вероятность возникновения электрической дуги и разрушения последнего. 50

При прогаре коллектора ухудшается эффективность его работы и газовыде" ления полностью не устраняются.

Цель изобретения - повышение стойкости уплотнения и эффективности его 55 работы.

Поставленная цель достигается тем,. что в газодинамическом уплотнении

38 2 электродных отверстий дуговой электропечи, выполненном в виде коллектора с соплами, направленными в сторону печного пространства под острым углом к горизонтальной оси коллектора, установленного на своде и охватывающего электрод, расположенный в своде печи с кольцевым зазором, коллектор с соплами установлен относительно поверхности свода и поверхнос" ти электрода на расстоянии, равном

0,2-0,4 диаметра электрода, оси со" пел направлены в плане в середину кольцевого зазора, а указанный угол составляет 20-50О.

На фиг. 1 показано газодинамическое уплотнение электродного отверстия дуговой печи, разрез; на фиг. 2уплотнитель, общий вид в плане.

На свод 1 печи на расстоянии 0,2"

0,4 диаметра электрода 2, установленного в своде с кольцевым зазором

3 от поверхности электрода и на этом

we расстоянии от поверхности свода устанавливается металлический коллектор 4 с соплами 5 и патрубком 6 для подачи газа в коллектор 4, Оси сопел 5 направлены в плане в середину зазора между электродом 2 и электродным отверстием 3 и вниз под угломс 20-50 к горизонтальной оси коллектора. Устанавливают уплотнитель на своде 1 на подставках 7, приваренных к коллектору 4 уплотнителя.

Устройство работает следующим образом.

Газ на уплотнение подается из цеховой магистрали гибкям металлорукавом к распределительному коллектору, который установлен на водоохлаждаемом сводовом кольце, а от него - металлическими трубами по своду печи к коллектору 4 через патрубки б.

В качестве газа для уплотнения электродного отверстия используется пар, может быть применен азот или другой инертный газ.

Инертный газ, выходя из сопел коллектора с большой скоростью истечения, попадает в электродный зазор и препятствует выходу сильнозапыленных дымовых газов. При соответствующих расходах газа полностью устраняются выбросы, тем самым предохраняется атмосфера цеха от загрязнений, Кроме того, устранение пылегазовых выбросов способствует увеличению стойкости электрододержателей и другого

10358

Угол наклона о сопел, Расход газа на печь, кг/ч

Количество выбивающихся газов, м /ч

800

1300

100

1300

1300

1300

50

1300

450

1300

3 оборудования, расположенного над сводом.

Благодаря тому, что уплотнитель находится на расстоянии от поверхности электрода равном 0,2-0,4 диаметра электрода и воздействие интенсивного излучения рабочего пространства и электрода ослаблено, обеспечивается его высокая стойкость.

Оптимальность выбранных расстоя- 10 ний уплотнителя от свода и поверхности электрода, равных 0,2-0,4 диаметра электрода, была определена s результате промышленных испытаний. Было замечено, что по мере приближе- 15 ния коллектора уплотнителя к поверхности электрода, т.е. при уменьшении размеров самого коллектора, стойкость

его уменьшается. При установке кол- . лектора от поверхности электрода на расстоянии менее 0,2 диаметра электрода увеличилось тепловое воздействие от электрода и рабочего пространства. Появились случаи деформации . коллекторов, оплавления сопел. Кроме 25 того, часто наблюдались случаи забивания сопел, что приводило к снижению эФФективности работы уплотнителя..

При увеличении расстояния от поверхности электрода до коллектора более 0,4 диаметров электрода увеличиваются подсосы холодного окружающего воздуха, что отрицательно влияет на тепловую работу печи. Для по35 падания струй пара в электродный зазор необходимо расположить коллектор на расстоянии от поверхности свода, равным также 0,2-0,4 диаметра электрода.

Из приведенных данных видно, что наиболее рациональными углами накло38 4

При расстоянии от коллектора до свода меньшем 0,2 диаметра электрода струи газа при заданных углах наклона сопел не попадают в электродный зазор, тем самым нарушается работа уплотнительного устройства. При увеличении этого расстояния более 0,4 диаметра электрода увеличивается расход газа энергоносителя на уплотнение электродного отверстия и увеличиваются подсосы атмосферного холодного воздуха в печь. При расположении сопел, когда их оси направлены в пла-. не в середину зазора между электродом и краем электродного отверстия, истекающие из сопел струи газа надежно закрывают весь электродный зазор.

При смещении осей сопел к электроду ухудшается запирающая с особность уплотнителя и, кроме того, вытекающие с большой скоростью струи, например пара, отрицательно влияют на стойкость электрода.

При смещении осей сопел в сторону стенок электродного отверстия ухудшается эффективность работы уплотнителя, так как струи прилипают к стен" кам отверстия, не перекрывается вся его площадь и появляются выбивания вокруг электрода. Оптимальность yrn8 наклона сопел 20-50 к горизонтали определена на холодной гидравлической модели дуговой печи, выполненной из органического стекла в масштабе

1:5. В качестве газа, уплотняющего электродный зазор, использовали компрессорный воздух.

В таблице приведены данные моделирования расхода газов в пересчете на условия промышленной печи, !

4 на сопел к горизонтали являются 20 и 50 .- При значениях углов меньше о

Фиа2

Составитель Е. Пономарев

Техред А.Бабинец Корректор А. Повх

Ре акто С. Тимохина

Заказ 55/1 Тираж 5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303 Москва 3-35, Рауаская наб. . 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Йроектная, Ф 1035838 4

20 и больше 50 выбросы из элект-. как позволяет без значительных калиродных отверстий не устраняются. тальных и эксплуатационных затрат

Ожидаемый экономический эФФект вне улучшить условия труда обслужидрения изобретения составляет 140625 руб вар щего персонала и резко сокраВнедрение изобретения имеет так- . 5 тить загрязнение воздушного басже важное социальное значение, так )сейна.