Свод дуговой сталеплавильной печи

 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к конструкциям электросталеплавильных печей. Целью изобретения является снижение потерь тепла и повышение стойкости свода. Водоохлаждаемая периферийная часть свода снабжена экранирующей плоскостью и содержит круговые пазы, образуемые трубчатыми элементами и экранирующей плоскостью. Ширина В пазов разл1гчна в радиальном направлении и равна В kdDdp х X coscf, м, где k - коэффициент, зависящий от тепловой мощности печи; d - диаметр трубчатого элемента, м; D - диаметр окружности паза, м; costp- угловой коэффициент; dp - диаметр распада электродов. 3 ил., 2 табл. (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ЯО„„1259088 (5U 1 F 27 D 1 02 ф(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2l) 3928722/22-02 (22) 27.05.85 (46) 23.09.86.Бюл. N - 35 (71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт, Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (72) E.È.Êàçàíöåâ, П.И,Тищенко, В.П.Давыдов, H.À.Пирогов, В.Н,Курлыкин, Е.М.Браверман, В.H.Aáðoñèìîâ, A.Ñ.Ïëèñåíêo, P.Ì.ßêåëü и Ь.С,Кошман (53) 669.187.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 250943, кл. 1" 27 D 1/02, 1967, Патент Франции 11-- 2445719, кл. F 27 D 1/18, 1980. (54) СВОД ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ

ПЕЧИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к конструкциям электросталеплавильпых печей.

Целью изобретения является снижение потерь тепла и повышение стойкости свода. Водоохлаждаемая периферийная часть свода снабжена экранирующей плоскостью и содержит круговые пазы, образуемые трубчатыми элементами и экранирующей плоскостью. Ширина В пазов различна в радиальном направлении и равна В = МПд х

-I

P х cosg, м, где k — коэффициент, зависящий от тепловой мощности печи;

d — - диаметр трубчатого элемента, м;

D — диаметр окружности паза, и; соз д — угловой коэффициент; d диаметр распада электродов. 3 ил., 2 табл.

9088 2

Коэффициент k зависит от суммарной мощности Q, определяемой экспериментально, в том числе от диаметра трубчатого элемента, от которого зависит тепловое сопротивление паза. С уменьшением диаметра трубчатого элемента увеличивается облученность па-. за электрическими дугами. Обычно для трубчатых сводов диаметр трубчатого эЛемента, не являющегося несущей конструкцией, принимают 40-80 мм. Кроме того, коэффициент j< зависит от диаметра окружности паза, учитывающего тепловую. нагрузку паза для данной печи. При приближении к центру пе1 125

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к электросталеплавильным печам для производства сталей и сплавов.

Целью изобретения является снижение теплопотерь и повышение стойкости свода.

Экранирующая плоскость и круговые пазы, образуемые трубчатыми элементами и экранирующей плоскостью, позволяют снизить площадь охлаждения свода и выровнять его температурное поле за счет ввода в конструкцию печи элемента с высоким тепловым сопротивлением. В процессе плавки пазы заполняются гарнисажем и аккумулируют тепловую энергию. B отвернутом положении свода его остывание происходит медленнее за счет наличия в пазах гарнисажа, имеющего

Коэффициент теплопроводности

2,2 Вт (м С), что значительно меньо ше коэффициента теплопроводности стенки. трубчатого элемента, величина которого, равна 60 Вт (м ° С).Это уменьшает термические напряжения свода, позволяет сохранить аккумулированное тепло. Пазы имеют различную ширину в радиальном направлении и зависят согласно формуле от тепловой мощности печи, складывающейся из активной электрической мощности и мощности газокислородных горелок.

Это учитывает коэффициент

= 0,1-0,5. Нижний предел k = 0,1 следует принимать для сверхмощных печей с мощностью печного трансформатора 70 ИВ А и оборудованных газокислородными горелками мощностью

20-25 МВт (ДСП-100И6). Верхний предел k = 0,5 следует принимать для маломощных печей и не имеющих газокислородных горелок.

10 IS

55 чи увеличивается т:-.пловой поток па . поверхность свода, поэтому необходимо ширину паза уменьшать, чтобы избежать перегрева гарнисажа и экранирующей плоскости, Коэффициент зависит также от диаметра распада электродов, которым учитывается расстояние дуг от центра печи, для ДСП 1,5

N2 dp = 520 мм, для ДСП 100H3A d)

=1600 мм, от углового коэффициента, учитывающего угол падения лучистых потоков электрических дуг, и рассчитывается в зависимости от геометрии рабочего пространства печи и свода. уменьшение ширины пазов в направ.-, лении к центру печи позволяет достичь примерно одинаковых температур гарнисажа в каждом пазе, что выравнивает температурное поле всей водоохлаждаемой части свода. Это снижает термические напряжения свода, уменьшает потери тепла. При наведении свода на корпус печи в период расплавления нагретый гарнисаж в пазах и на поверхности свода является источником инфракрасного излучения на шихту, что особенно важно для периферийных слоев.

На фиг. 1 изображена панель секционного свода дуговой сталеплавильной печи, на фиг, 2 — свод дуговой сталеплавильной печи, разрез, на фиг. 3 — узел 1 на фиг.2.

Свод дуговой сталеплавильной печи содержит футерованную центральную часть 1 и периферийную водоох-.. лаждаемую 2, выполненную из трубчатых элементов 3, на которые уложена экранирующая плоскость 4. Трубчатые элементы 3 уложены с зазором по отношению друг к другу так, что образуют с экранирующей плоскостью 4 круговые пазы 5, ширина которых различна в радиальном направлении.

Свод эксплуатируют следующим образом.

Через отверстия футерованной центральной части 1 свода пропускают электроды и включают электрические дуги, Периферийная водоохлаждаемая часть 2 охлаждается при протекании охлаждающей воды по трубчатым элементам 3 с экранирующей плоскостью 4, препятствующей выходу газов и пыли из рабочего пространства печи. Пыль и шлак попадает в круговые пазы 5, заполняет их и образуется слой гарнисажа, который препятствует перегреву излучением от дуг.

)259088

Ширина паза ф м

Диаметр паза

D,ì гловой оэффииент, os tg принятая. к конст» расчетная руктивному мс» полнению

1,62

0,56 0,034

0,54 0,032

0,03

1,56

0,03

1,5

1,46

1,42

1,38

Ширина паза о,м

Угловой коэффициент, cos g

Диаметр паза

D м принятая 40 к конст расчетная руктивному исполнению

Таблица2

Угловой коэффициент, cos q

Диаметр паза

D м

Ширина паза б,м

2,2 принятая к конструктивному исполнению расчетHGя

0,05 50

0 05

0,66

1,9

0,06

1,82

0,06

1,74

1,68

В связи с различной шириной пазов 5 в радиальном направлении, уменьшающейся к центру печи, происходит выравнивание температурного поля. Количество тепла, аккумулируемое гарнисажем круговых пазов 5, удаленных от центра, больше количества тепла круговых пазов 5, находящихся ближе к центру. При отворачивании свода в межплавочные периоды 10 для завалки и заправки остывание свода менее интенсивное по всей поверхности и снижает градиент температур в радиальном .направлении. Это препятствует скалыванию гарнисажа, который 15 надежно удерживается не только в пазах 5, но и на поверхности трубчатых элементов 3. В результате снижаются термические напряжения всей конструкции свода, а тепло, аккумулированное 20 в пазах 5 . свода, используется в последующей плавке как источник инфракрасного излучения.

Пример 1. Для дуговой сталеплавильной печи ДСП-1,5 М2 с мощ-. . 25 ностью печного трансформатора

850 кВ А свод содержит футерованную центральную часть и водоохлаждаемую периферийную, выполненную путем непрерывной навивки трубчатых элементов щ на шаблоны, имеющих размеры соответствующие пазам. Ширина первого паза по формуле B< = 0,057 = 0,05, В табл.1 приведены конструктивные параметры свода печи ДСП-1,5 М2. З

Т а б л и ц а 1

0,68 0,057 0,05

0,64 0,046 0,04

0,62 0,043 0,04

0,6 0,039 0,03

0,58 0,037 0,03

Продолжение таблицы 1

0 52 0,029 0,02

0 5 0,027 0,02

0,48 0,025 0,02

0,46 0,023 0,02

В качестве экранирующей плоскости принят стальной лист толщиной

8 мм. Предлагаемый свод обладает более низкими потерями тепла в 1,6 раза и более высокой стойкостью в

2,5-3 раза по сравнению с кесонным сводом ДСП-1,5 М2.

Пример 2. Для дуговой сталеплавильной печи типа ДСП-100Н3А с мощностью печного трансформатора

60 MB А и оборудованной газокислородными горелками общей мощностью

10 ИВт ширину первого лаза рассчитываем по формуле

B< — k d ° D< d cos (p — 0,066 = 0,06.

В табл. 2 приведены конструктивные параметры свода, для печи

ДСП-100НЗА. (6 800 0,68 0,066

6,528 0,66 0,061

6,256 0,64 0,057 0,05

1259088

Прдолжение табл. 2 а Ь,м инятая к нструктивму испол6,004

5,752

5,520

0,6 0,049 0,04

5,288 0,56 0,042 0,04

0,54

0 52 0,036

0,03

0,5 0,033 0,03

0,48 0,03

0,03

Свод выполнен из кольцевых и радиальньгх несущих трубчатьгх элементов, s сегментах которых уложены блоки (фиг.2) из трубчатых элементов с пазами и экранирующей плоскостью. В качестве экранирующей плоскости служит стальной лист толщиной 15 мм.

Предлагаемый свод обладает более низкими потерями тепла (в 1,7 раза) по сравнению с базовым объектом, в качестве которого принят свод печи

В = k зб где 1c —

D (i

cos q—

5,056

4,844

4,632

4,420

4,208

0,62 0 053 0 05

0,58 0,046 0,04

0,46 0,027 0,02

ДСП вЂ” 100113Л, стойкость свода при этом повышается в 2-2,5 раза.

В дуговой сталеплавильной печи

ДСП-10ОНЗА реализация предлагаемой конструкции свода позволяет уменьшить продолжительность плавки на 2 мин, снизить расход технологической электроэнергии на 10 — 15 кВт.ч/т за счет

1О снижения потерь тепла и повышения стойкости свода.

Формула изобретения

15 Свод дуговой сталеплавильной печи, содержащий футерованную центральную часть и водоохлаждаемую периферийную, выполненную из трубчатых элементов, о т л и ч а ю щ и й—

20 с я тем, что, с целью снижения теплопотерь и повышения стойкости, водоохлаждаемая периферийная часть свода снабжена экранирующей плоскостью, а между трубчатыми элементами и экранирующей плоскостью образованы круговые пазы, ширина В которых равна с1 M . созе,м, е коэффициент, зависящий от тепловой мощности печи; диаметр трубчатого элемента, м; диаметр окружности паза,м; диаметр распада электродов, м; угловой коэффициент.

1259088

Составитель А.Щербаков

Техред Л.Сердюкова

Корректор M. Самборская

Редактор И.Шулла

Заказ 5lllt 38

Тираж 561 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раутская наб., д.А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4