Дуговая руднотермическая печь

 

ДУГОВАЯ РУДНОТЕИ4ИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ,. включающая ванну, систему элек тродов и механизм их горизонтального перемещения по замкнутому контуру, отличающаяся тем, что, с целью улучшения {шхления колошника печи, ванна снабжена механизмом поворота , при этом, горизонтальная ось системы электродов расположена эксцентрично относительно горизонтальной оси ванны на величину, составляющую 0,1-0,3 диаметра электрода. 00 СХ) 00 о

CONS СООЕТСНИХ

PM&MT

РЕСПУБЛИН, „.SU„„1 38780 А

ЗСЮ,.С Э 1 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

II IlBlBPCMCMV CMTEETEBVCTBV (21) 3001325/22-02 (22) 04.11.80 (46) 30.08.83. Бюл. В 32 ,(72) Л.З. Беленький, Л.А. Рязанцев, 3.Н. Ройтенбурд, И.Й. Соболь и В.В. Ыульц (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электротерми,ческого оборудования ,(53) 669 ° 168.3(088.8) (56) 1. Йысс М.А. Печи с вращающейся вайиой для производства ферросплавов.

:М., Металлургия, 1964, с. 11.

2 ° Авторское свидетельство СССР

11 302373, кл. С. 21 С 5/52, 1970.

ГОСУДФРС ГОЕННЫЙ НОМИ ГЕТ СССР

ДЮЮ ЮТВ О (54). (57) ДУГОВАЯ РУДНОТЕРИИЧВСКАЯ

ПЕЧЬ,. включающая ванну, систему элек" тродов и механизм их горизонтального перемещения по замкнутому контуру, отличающаяся тем, что, с целью улуч аения рыхления колсщника печи, ванна снабжена механизмом поворота, при этом горизонтальная ось системы электродов расположена эксцентрично относительно горизонтальной оси ванны на величину, составляющую

0,1-0,3 диаметра электрода.

1038780

Изобретение относится к печестроению для металлургии, в частности оно может быть использовано в открытых руднотермических дуговых печах черной и цветной; металлургии, выплавляющих высококремнистые сплавы, кристаллический кремний, силикоалюминий.

Известны печи с вращающейся вайной, включающие ванну, систему механизмов удержания и перемещения электродов. 10

Устройство для вращения ванны содержит привод, поворотную плиту, на которой установлена ванна. Плита снабжена ходовыми катками, перемещающимися по кольцевому рельсу, уложен- )5 ному на фундаменте под печью. Плита может вращаться реверсивно s секторе или целиком по кругу, т..е. замкнутому контуру (1 1.

Однако устройство сложно в изготовлении, требует выполнения специального фундамента. Наличие механизма вращения ванны удорожает стоимость печной установки на 15 — 20%.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является дуговая руднотермическая печь, включающая ванну, систему электродов с механизмом ее горизонтального перемещения по- замкнутому контуру. Устройство горизбнтального перемещения системы электродов содержит привод и установленную на опорах бункерного перекрытия цеха поворотную раму с жестко прикрепленными к ней электродами. Эта конструкция бо- Ç5 лее целеообразна, поскольку при том же эффекте, что и при вращении ванны резко снижается мощность привода,так как масса всех электродов.в 3 — 4 раза меньше массы ванны и, кроме, того, 40 облегчаются условия выпуска и эвакуа ции готового сплава из-за возможности использования прямых путей для различной посуды, а также упрощается конструкция фундамента f2 ). 5

Недостаток известной печи и, в частности, конструкции устройства для поворота электродов состоит в том, что при повороте всех электродов относительно неподвижной ванны разрушение настылей из карборунда на коло шинке происходит неравномерно, т.е. разлыхление шихты производится на кольцевых участках между электродами шириной, равной диаметру электрода.

iKpoaee того, осуществляя реверсивный поворот электродов в секторе 120в, необходимо значительно удлинить гибкий токопровод короткой сети, что вызывает конструктивные трудности и увеличивает электрические потери 60 печи.

Общим недостатком известных конструкций дуговых руднотермических печей с устройствами для. вращения ванны или вращения системы электродов65 при неподвижной ванне является то, что разрыхление шихты происходит с набегающих сторон электродов, в то время, как со сбегающих сторон электродов образуются провалы в шихте.

Для обеспечения нормального хода плавки необходимо иметь постоянный сход шихты и хорошую газопроницаемость колошника, особенно-в зонах вокруг электродов, где йроисходят основные физико-химические процессы восстановления конических продуктов.

Цель изобретения — улучшение рыхления калошника печи.

Поставленная цель достигается тем> что в известной дуговой руднотермической печи, включающей ванну, систему электродов и механизм их горизонтального перемещения по замкнутому контуру, ванна печи снабжена механизмом поворота, при этом горизонтальная ось системы электродов расположе-на эксцентрично относительно горизонтальной оси ванны на величину,составляющую 0,1-0,3 диаметра электрода.

На фиг. 1 изображена печь без механизма вращения ванны, общий вид; на фиг. 2 — разрез A-Р. на фиг. 1; на фиг. 3 — узел l на фиг. 1; на фиг.4вид по стрелке Б на фиг. 1;на фиг.5печь с поворотной ванной, общий вид.

Дуговая руднотермическая печь содержит привод 1, поворотную раму 2 с закрепленными к ней электродержателями 3 с электродами 4, погружен,ными в ванну 5. На бункерном перекрытии б цеха установлено концентрично вертикальной оси 7 печи опорное кольцо 8 с шарами. Под рамой 2 соосно кольцу 8 выполнено жесткое кольцо 9, опирающееся нижней плоскостью на шары опорного кольца 8. механизм поворота электродов выполнен с тремя (или более) приводами 1. Ванна 5 печи, проходящая сквозь перекрытие 10 цеха, установлена на фундаменте 11, .Над печью имеется вытяжной зонт

Ы, подвешенный к перекрытию б. В верхней крышке зонта 12 выполнен проем для свободного перемещения электродержателей 3. Для возможности вертикального перемещения электродов 4 выполнены гибкий токопровод

13,. соединяющий электроды 4 с корот кой сетью 14. В зонте 12 имеются окна для прохода гибкого токопровода 13 в период перемещения рамы 2.

Ванна 5 печи постоянно заполнена шихтой 15.

С целью герметизации при перемеще. нии электродержателей 3 между перек; рытием 6 и рамой 2 вокруг электродов

4 установлен уплотнитель 16, выпол-, ненный, например, в виде кольцевого мешка из огнестойкой газбплотной ткани. Электродержатели 3 с электродами

4 образуют систему электродов. Верти. кальная ось 17 системы электродов

1038780

I смещена относитель оси 7 печи (Фиг. 2) .

Шестерня 18 привода 1 соединена с выходной шестерней 19, установленной на оси 20, опирающейся на подшипниковую ohopy 21, которая закреплена на перекрытии 6. На шестерне 19 вы- полнен силовой вертикальный штырь с осью 22, расположенный эксцентрично оси 2() на величину равную 0,1-0,3 диаметра электрода 4. 10

Штырь с оси 22 введен в подшипник

23, жестко прикрепленный снизу к раме 2. На фиг. 2 показано. крайнее . правое положение рамы 2, а штрихпунк. тирными линиями показано крайнее левое положение рамы 2.

Привод 24 установлен на фундаменте ll под ванной 5 ° Шестерня 25 привода 24 соединена с выходной шестерней 26, установленной на оси 27, опи.рающейся на подшипниковую опору 28, :которая закреплена на фундаменте 11.

На шестерне 26 выполнен силовой вертикальный штырь 29,. расположенный эксцентрично оси 27 на величину, рав. ную 0 1-0,3 диаметра электрода 4.

Штырь с осью 29 введен в подшипник

30, жестко прикрепленный снизу к подовым балкам ванны 5. В перекрытии

10 выполнен проем для свободного перемещения кожуха ванны 5 печи. Кожух ванны 5 печи опирается на шаровые опоры 31, установленные на фундаменте 11.

Дуговая руднотермическая печь работает следующим образом. 35

При эксплуатации печи постоянно включены все приводы 1. Для обеспечения синхронности работы каждый привод 1 снабжен гидромотором. Все гидромоторы подключены к единой масло- 4() напорной установке.

При включении приводов 1 с помощью зубчатых передач прая:ходит вращение шестерен 19. Вместе с шестернями 19 начинают вращаться штыри 4> с осью 22 вокруг осей 20 и описывать окружность диаметром, равным двойному эксцентриситету, так как рассоя)ние между осями 20 и 22 выполнено равным величине смещения осей 7 и 17

Поскольку штыри с осью 22 входят в подшипник 23, закрепленные к раме

2, при включении приводов 1 переме.щается рама 2 и каждая точка рамы 2 описывает замкнутый контур, в данном случае окружность диаметром,рав-; ньФю ) войному эксцентриситету при не-изменной параллельности соответствую. щих центральных горизонтальных осей

7 и 17, т.е. центр оси 17 вращается по окружности вокруг центра оси 7. 60

На фиг. 2 штрихпу*ктирными линиями показана траектория движения электродной системы (изображены крайние четыре положения электродной системы относительно неподвижной ванны 5). 65

Ширина кольца 9 выбирается в зави. симости от величины эксцентриситета, т.е. расстояния между осями 20 и 22.

При вращении Злктродной системы относительно неподвижной ванны 5 с постоянным эксцентриситетом между центрами ванны и системы электродов, величина которого составляет 0,1-0,3 диаметра электрода 4, обеспечивается разрыхление шихты 15 в зонах вокруг каждого электрода 4, что улучшает технологию плавки и снижает трудозатраты на об работку калошника, так как в этом случае имеет место нормальнйй сход шихты 15.

Укаэанный диапазон эксцентричности осей 7 и 17 является оптимальным. При эксцентриситете менее, чем 0,1 диаметра электрода 4 эффект вращения электродной системы относительно неподвижной ванны 5 весьма мал, так.как разрыхление шихты 15 на таком узком участке не может препятствовать возникновению свищей на калошнике. Газопроницаемость шихты 15 в узком кольцевом пространстве вокруг электродов

4 недостаточна. Выполнять зксцентри-, ситет более, чем 0,3 диаметра электрода 4 нецелесообразно, так как в этом случае в определенных участках электрод 4 слышном близко, подходит к футеровке стен, что вызывает ее перегрев.

Так, например, при использовании предлагаемой конструкции руднотермической печи для действующей печи

1РКО-16, 5КрБ, мощностью 16,5 NBA npu производстве кристаллического кремния с тремя электродами диаметром 1200 мм, эксцентриситет.между центрами ванны 5 и системы электродов должен быть равен 250 мм.

Очевидно, что при использовании относительно малых диаметров (1001000 мм) эксцентриситет следует при.нимать близким к соотношению 0,3 диаметра электрода 4, а при использо-. вании больших диаметров электродов (1000-2000 мм) эксцентриситет следует выбирать близким К соотношению 0,1 диаметра электрода 4.Преимущество предлагаемой конструкции состоит также и в том,что она не требует значительного увеличения длины гибкого токопровода .13 и реверсивного поворота электродов 4.

Скорость поворота системы электродов 4 определяется практически .применительно к условиям выплавки то- го или иного сплава. Как показал опыт, эксплуатации открытых руднотермичес-. ких печей РКО-16,5, выплавляющих

75%-ный ферросилиций, оптимальное время одного поворота ванны состав.:ляет 90 ч. Исходя из этого, oripe- ".

<деляют скорость на заданном диаметре распада электродов 4.

Преимуществом предлагаемой конструкции печи является также ее универ1038780 фиг. 3 сальность т. е. возможность ее использования для печей с различным расположением электродов и формой ванны. Например, для прямоугольных печей, целесообразно произво. дить взаимное перемещение ванны и системы электродов по прямоугольным отрезкам по замкнутому контуру, но обязательно со смещением между центрами ванны 5 н системы электродов.

Одновременно с вращением системы 10 электродов, на тех же положениях основано вращение ванны печи.

При включении привода 24 с помощью зубчатых передач происходит вращение шестерни 26, а вместе с ней начинает 35 вращаться штырь 29 вокруг оси 27 и описывать окружность диаметром, рав.ным двойному эксцентриситету, так как растояние между осями 27 и 29 выполнено равным величине смещения осей 7 и 17.

Поскольку штырь с осью 29 через опору 30 жестко соединен с подовыми балками кожуха ванны 5, последняя вращается таким образом, что каждая ее точка описывает окружность диаметом, равным двойному эксцентриситету ром, при неизменности соответствующих ц ентральных горизонтальных осей 7 и 1

17 т. е.. центр оси 7 вращается по окружности вокруг центра оси 17.

Предлагаемая конструкция дуговой. уднотермической печи обеспечивает

P качественно новый эффект, обусловл ен ный постоянным наличием кольцевых разлыхленных участков шихты 15 вокруг каждого электрода 4, что способствует улучшению полноты физико-химических реакций и увеличению скорости востановления ведещуго элемента и в конечном результате производит к снижению расхода электроэнергии на тонну выплавляемого сплава.

Таким образом, предлагаемая конструкцня печи обеспечит возможность в значительной степени улучшить ведение технологического процесса плавки высококремнистых сплавов (кристаллический кремний, силикоалюминий, 6590% ферросилиций, силикокальций), склонного к постоянному спеканию шихтовых материалов вокруг электродов и образованию карборудных настылей в реакционных зонах и тем самым сократить удельный расход электроэнергии и увеличить производительность. Кроме того, предлагаемая конструкция печи позволяет значительно упростить систему выпуска и разливки сплава из печи.

Расчет ожижаемого эффекта прове« дем, на примере работы руднотермической дуговой печи мощностью.

16,5 МВР., выплавляющей кристаллический кремний на одном из действующих отечественных заводов. Годовой эффект от использования одной печи составляет 200 000 руб.

ВНИИПИ 3 акаэ 6204/47 Тирам 615 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Умгород, ул. Проектная, 4