Газодинамическое уплотнение электродного отверстия дуговой печи

 

ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ ЭЛЕКТРОДНОГО ОТВЕРСТИЯ ДУГОВОЙ ПЕЧИ, выполненное в виде установленного на своде коллектора с ш оскими соплами , направленными в сторону печного пространства под острым углом к горизонтальной оси коллектора, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы уплотнения , электродного отверстия прямоугольной формы, плоские сопла установлены у вершин углов электродного отверстия, причем боковые грани каждого сопла расположены параллельно одной из двух стенок электродного отверстия, образующих угол, и перпендикулярно боковым граням соседних сспел, а высота выходного отверстия сопла в 3,5-5,5 раза превышает его ширину. fui.f

ае (11) СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

ШИ ЛИС

РЕСПУБЛИН

3(59 Н .05 В 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 3570891/24-07 (22) 17.02.83 (46). 23.11.84. Бюл. 11- 43 (72) Ю.Н.Тулуевский, А.Д.Киселев, И.Ю.Зинуров, П.Н.Комаров, А.А.Устюгов, С.Ф.Соколевских и О.И.Селпер (71) Научно- исследовательский институт мет алл ургии (53) 621. 365.22(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР% 346343, кл. Н 05 В 7/12, 1.97.0..

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 0 3410668/24-07, кл. Н 05 В 7/12, 1982. (54)(5?) ГАЗОДИНАИИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ

ЭЛЕКТРОДНОГО ОТВЕРСТИЯ ДУГОВОЙ ПЕЧИ, выполненное в виде установленного на своде коллектора с плоскими соплами, направленными в сторону печного пространства под острым углом .к горизонтальной оси коллектора, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы уплотнения, электродного отверстия прямоугольной формы, плоские сопла установлены у вершин углов электродного отверстия, причем боковые грани каждого сопла расположены параллельно одной из двух стенок электродного отверстия, образующих угол, и перпендикулярно боковым граням соседних сспел, а высота выходного отвер- Я стия сопла в 3,5-5,5 раза превышает его ширину .

1 11257

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в электросталеплавильном и ферро.сплавном производствах для уплотнения электродных отверстий дуговых печей, Известна конструкция газодинамического уплотнения электродного отверстия дуговой .печи в виде кольцевого короба, открытого в сторону 10 электрода. Внутрь короба тангенцианьно подают струю вентиляторного воздуха низкого давления, который создает крутящий кольцевой поток, препятствующий выбиванию дымовых готов ив еиектродиых отверстий (1) .

Опыт эксплуатации этого уплотнения показал, что оно не обеспечивает полного устранения выделений печных газов. При использовании 20 известного уплотнения на печах с электродным отверстием квадратной формы эффективность его работы еще больше снижается, так как при созда.нии кольцевого потока уплотняющего газа происходит выбивание печных газов по углам электродного отверстия. Низкая эффективность работы уплотнителя является причиной повьппенного расхода электродов при работе печи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является газодинамическое уплотнение электродного отверстия дуговой печи, выполненное в виде установленного на сво- 35 де коллектора с плоскими соплами, направленными в сторону печного йространства под острым углом к горизонтальной оси коллектора (2) .

Однако при установке известного уплотнителя на свод дуговой печи с квадратными электродными отверстиями эффективность уплотнения печи снижается. ,Выполнение электродных отверстий в своде; круглой формы сопряжено с дополнительными трудовыми затратами по теске кирпича, изготовлению огнеупорных иэделий специальной формы или бетонированию. Кроме того, де- 50 формация электрододержателей и свода, а также. требование взаимозаменяемости сводов с различных печей предопределяет выполнение электродных отверстий в своде со значительными 55 зазорами. Поэтому, например, на

200-т дуговых сталеплавильных печах металлургнческого завода "Крас87 2 ный Октябрь" с электродами 610 мм электродные отверстия в своде выполнены прямоугольными с размером стороны 850-920 мм. Прямоугольными электродые отверстия в своде выполняют также на 100-т электропечах

Челябинского металлургического завода и др. печах.

Недостатком. известного уплотнителя является низкая эффективность уплотнения электродного отверстия квадратной формы. Чтобы обеспечить эффективные уплотнения, необходимо увеличить расход уплотняющего газа. Расположение коллектора с соплами на расстоянии от электродного отверстия, необходимое для ослабления интенсивности теплового воздействия пылегазовых выбросов и. электрода на уплотнитель, также требует увеличения расхода газа на уплотнение электродных зазоров. Удаление коллектора от края электродного отверстия в известном уплотнителе приводит к увеличенному подсосу наружного воздуха в печь со струями уплотнителя, что увеличивает интенсивность окисления электродов и повьппает их расход.

Цель изобретения — повьппение эффективности работы уплотнения электродного отверстия прямоугольной формы.

Укаэанная цель достигается тем, что в газодинамическом уплотнении . электродного отверстия дуговой печи, выполненном в виде установленного на своде коллектора с плоскими соплами, направленными в сторону печного пространства под острым углом к горизонтальной оси коллектора, плоские сопла установлены у вершин, углов электродного отверстия, причем боковые грани каждого сопла расположены параллельно одной из двух стенок электродного отверстия, образующих угол, и перпендикулярно боковым граням соседнцх сопел, а высота выходного отверстия сопла в.3,5-5,5 раза превышает его ширину.

На фиг.1 показан уплотиитель элек тродиого отверстия дуговой печи, вид в плане, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг.

На своде 1 дуговой печи по углам электродного отверстия 2 устанавливаются плоские сопла 3, боковые грани которых направлены параллель-. но стенкам 4 электродного отвер1125787 4 ход.

3 стия. Каждое из сопел 3 с помощью патрубка 5 соединяется с коллекто- ром 6. Выходное отверстие 7 сопла 3 выполняется наклонным под.углом

45-60 к горизонтали, а его высота о

Ol â 3,5-5,5 раза превышает ширину b

Энергоноситель для уплотнения электродного отверстия, в качестве которого может быть использован пар, 10 азот или другой инертный газ, подается из цеховой магистрали по патрубку 8 к коллектору 6 и направля- . ется в. зазор между электродом 9 и стенками 4 электродного отверстия,2.

Струи энергоносителя с большой скоростью истечения выходят из плоских сопел 3 и направляются параллельно стенкам 4 квадратного электродного отверстия 2 в зазор между электро- 2О дом 9 и стенками электродного отверстия.

Предлагаемая конструкция уплотнителя электродного отверстия испытана на холодной гидравлической модели дуговой печи, выполненной из органического стекла в масштабе 1:5.

В качестве энергоносителя, уплотняющего электродный зазор, был .использован компрессорный воздух. Результаты моделирования показали необходимость установки плоских сопел непосредственно на своде по углам электродного отверстия, причем боковые грани каждого из плоских сопел должны быть направлены параллельно соответствующим стенкам электродного отверстия.

Как показали исследования на модели, применение плоских сопел обес-

1печивает по сравнению с соплами круглой формы меньший подсос наружного

40 воздуха в струи уплотнителя (подсос воздуха сокращается в 1,3-1,4 раза).

Установка сопел непосредственно на свод печи уменьшает расстояние 45 от выходного сечения сопла до края электродного отверстия, что также снижает подсосы наружного воздуха и повышает эффективность рабо- . ты предлагаемого уплотнителя. При 50 таком выполнении уплотнителя расг ход газа на уплотнение квадратных электродных отверстий по сравнению с известным сокращается на

30-40Х, а подсосы воздуха из окру- SS жвющего пространства уменьшаются в 1,8-2 раза, следовательно уменьшается количество кислорода из эжек1 т ируемо го воздуха, омывающего электрод, снижается скорость износа электрода и сокращается его pacОптимальные соотношения высоты и ширины выходного отверстия сопла были установлены при проведении опытно-промышлеиных испытаний. При отношении высоты выходного отверстия плоского сопла к ширине, равном 3,5-5,5, обеспечивается наиболее эффективное уплотнение электродного отверстия. Струи энергоносителя. (уплотняющего газа) раскрываются и полностью перекрывают зазор между электродом и стенками электродного отверстия в своде. При этом полностью прекращаются .пыпегазовые выбросы из электродных отверстий электропечи во все периоды электроплавки.

Расход энергоносителя на уплотнение одного электродного отверстия, например, электропечи ДСП-200 колеблется в пределах 260-300 кг/ч. При увеличении этого отношения с 5,5 до 6 расход энергоносителя, необходимого для полного уплотнения электродного отверстия, возрастает до 410 кг/ч, что приводит к повышенным затратам.

При отношении меньше 3,5 струи энергоносителя, раскрываясь, ударяются о поверхность электрода,что приводит к увеличению скорости его износа .

При проведении опытно-промьппленных испытаний предлагаемого уплотнителя на 200-т дуговой сталепла-, вильной печи были полностью устранены пылегазовые выбросы во все периоды плавки, включая период продувки ванны кислородом. В качестве энергоносителя для уплотнения элек-. трддных отверстий в своде на этой печи был использован перегретый пар давлением 0,6-0,8 ИПа и температурой 250 С. Эффективность работы одного уплотнителя при расходе энергоносителя 260-300 кг/ч не снижаалась также при увеличении, размеров электродного отверстия, что происходит при износе кладки свода. Полное устранение пылегазовых выбросов и снижение количества эжектируемого из окружающего пространства воздуха позволило на этой печи снизить расход электродов на 0,45-0,6 кг/т выплавляемой стали, повысить стойкость печного оборудования, улучшить условия труда работающих и уменьшить загрязнение воздушного бассейнв .

1125787

Я-4

Составитель Е ..Пономарев

Техред А.Б абинец

Корректор М.Леонтюк

Редактор Е.Папп

Подписное

Филиал ППП. "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 8560/45 Тираж 782

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5