Электродный узел руднотермической печи

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение эффективности работы электродов путем уменьшения расхода электродного материала. Электродный узел содержит полый электрод (Э) 1, установленный с возможностью перемещения по стойке печи 3. Внутри полости - электрода 1 установлена тепловая труба (ТТ) 5с зоной испарения, обращенной к нижнему концу электрода 1. Торец ТТ 5 заглублен относительно рабочего торца Э 1 на величину L, составлякячую (0,32-0,65)D - наружного диаметра Э 1. Диаметр ТТ 5 составляет (0,15-0,25) D. В процессе плавки для поддержания заглубления перемещают торец Э 1. Охлаждение боковой поверхности Э 1 осуществляется ТТ 5. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. i kn

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 SU

А1 цр 4 Н 05 В 7/12

ВСГГЮЛ и .. д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13, „13

Ь5йЛ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4018894/24-07 (22) 11.02,86 (46) 07.02.88. Бюл. N 5 (» ) Алма-Атинский энергетический институт (72 ) У.Б.Ашимов, Б.Б. Аспандияров, А.К.Балгабеков, А.М.Достияров и А.Г.Белогрудов (53) 621.365.22(088.8) (56) Болотов А.В., Норкнн Б.Ф. Технология электроплавильных огнеупоров. Казахская CCP: Наука, 1981, с. 65-67.

Патент Великобритании М 1328516 кл. Н 05 В 7/12, 1973. (54) ЭЛЕКТРОДНЫЙ УЗЕЛ РУДНОТЕРМИЧЕСКОИ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение эффективности работы электродов путем уменьшения расхода электродного материала. Электродный узел содержит полый электрод (Э) 1, установленный с возможностью перемещения по стойке печи 3. Внутри полости электрода 1 установлена тепловая труба (ТТ) 5 с зоной испарения, обращенной к нижнему концу электрода

1. Торец ТТ 5 заглублен относительно рабочего торца Э 1 на величину

Ь, составляющую (0,32-0,65)D — нару кного диаметра Э 1. Диаметр ТТ 5 составляет (0,15-0,25) D. В процессе плавки для поддержания эаглубления перемещают торец Э 1. Охлаждение боковой поверхности Э 1 осуществляется ТТ 5. 3 з.п. ф-лы, 2 нл.

1 137263

Изобретение относится к электрод-ным узлам дуговых электропечей.

Цель изобретения — повышение эффективности.работы электродов путем уменьшения расхода электродного ма5 териала, повышение эксплуатационн1зй надежности узла и расширение его функциональных возможностей.

На фиг. 1 представлен электродный узел руднотермической печи, общий вид; на фиг. 2 — полый электрод с тепловой трубкой, сечение.

Электродный узел руднотермической печи содержит полый электрод 1, прикрепленный с помощью электрододержателя 2 (с возможностью перемещения) к стационарно установленной стойке 3 печи 4. Тепловая труба 5 размещена в полости электрода с зазо20 ром, обеспечивающим возможность перемещения последнего относительно тепловой трубы 5. Тепловая труба 5 прикреплена держателем 6 к стойке 3 печи 4. Тепловая труба 5 снабжена по меньшей мере одной перегородкой 7, делящей ее на нижнюю — высокотемпературную 8 и верхнюю †низкотемпературную 9 части с различными bio температуре испарения наполнителями.

Каждая часть тепловой трубы содержит зоны конденсации 10 и испарения 11, уровни охлаждающих сред в которых находятся над и под сводом 12 печи. С тбрца зоны испарения высокотемпературной части 8 тепловой трубы 5 установлен 35 теплоизоляционный защитный наконечник 13, например, из корунда. Торец зоны 11 испарения высокотемпературной части 8 тепловой трубы 5 размещен выше рабочего торца электрода 1 íà 40 расстоянии L=(0,32-0,65)D, а диаметр тепловой трубы с1. =(0,15-0,25)Р, где

D — - наружный диаметр электрода, что обеспечивает безопасное и эффективное охлаждение боковой поверхности элек- 46 трода, устойчивое горение электрической дуги 14 между рабочим торцом электрода 1 и распланом в шихте. При таком расположении тепловой трубы в полости электрода наиболее эффектив-50 но охлаждается боковая поверхность полого электрода и обеспечивается безопасная работа электродного узла.

Тепловая труба в месте установки перегородки может быть выполнена 55 разъемной, что позволяет производить замену (перестановку) отдельных частей тепловых труб в общем корпусе тепловой трубы. Это существенно по2 2 вышиет эффективность ее использования и расширяет функциональные возможности электродного узла. В качестве наполнителя высокотемпературной части тепловой трубы можно использовать алюминий, позволяющий при о

1500-2000 С иметь в высокотемпературной части 8 тепловой трубы 5 относительно низкое давление паров. В низкотемпературной части 9 тепловой трубы 5 в качестве наполнителя используют воду. Существенным условием эффективной работы электродного узла является установка эоны конденсации тепловой трубы на участке, нагревающем наполнитель выше температуры плавления.

При работе руднотермической печи происходит процесс плавления электрической дугой, горящей между рабочим торцом электрода и расплавом. В процессе расплавления шихты под электродами открывается зеркало расплава, уменьшается слой шихты на поверхности ванны расплава, т.е. возрастает интенсивность теплового потока за счет конвекции и излучения, воспринимаемая участком электрода, находящимся под сводом печи. Нагрев участка электрода над сводом печи происходит за счет теплового потока, поднимающегося по телу электрода из рабочего пространства печи. Возрастание температуры электрода приводит к его интенсивному окислению и механическому разрушению. Окисление боковой поверхности электрода (которое составляет около 70Х от общего расхода электрода) существенно снижается при установке тепловой трубы в полость электрода и охлаждении последнего.

Охлаждение боковой поверхности электрода осуществляется тепловой трубой за счет испарения наполнителя из зоны испарения в зону конденсации, где наполнитель, охлаждаясь, конденсируется на внутренней стенке тепловой трубы и стекает обратно в зону испарения.

Этот процесс протекает в тепловой. трубе непрерывно. Эффективность охлаждения электрода зависит от правильного выбора типа наполнителя для различных (по температуре нагрева) участков электрода. В процессе плавки происходит непрерывное разрушение рабочего торца электрода горящей электрической дугой и увеличение

1372632

15 длины дуги, для поддержания определенной длины дуги автоматика печи непрерывно опускает электрод, т.е. смещает электрод относительно неизменной тепловой трубы, выдерживая тем самым оптимальное расстояние от торца зоны испарения высокотемпературной части тепловой трубы и до рабочего конца электрода L=(0,32-0,65)D при d,=(0,15-0,25)D.

Испытанию был подвергнут электродный узел, включающий электроды графитированные (сплошные, диаметром

100 мм, полые, наружный диаметр

100 мм, диаметры полости 7-53 мм ; длина электродов 800 мм); тепловые трубы (материал корпуса — сталь марки 1Х18Н9Т; длина 1200 мм; толщина корпуса 3-4 мм; диаметры 10-50 мм

20 наполнитель — натрий-калиевая смесь); теплоизоляционные наконечники (материал — корунд из плавленых зерен; диаметры 7-53 мм; толщина 10 мм) °

Электрический режим плавки: напряжение на дуге 380 В, ток дуги

400 А.

Тепловые трубы размещены в полости электродов с зазораии, обеспечивающими перемещение электродов относительно тепловых труб. Тепловые трубы со стороны зоны конденсации жестко соединены со стойкой печи. Торец зоны испарения тепловых труб размещен выше уровня рабочего торца электрода на расстоянии L=(0,32-0,65)D 35 при и =(0,15-0,25)Э. Торец эоны испарения тепловой трубы защищен теплоизоляционным наконечником.

Технико-экономические преимущества предлагаемого узла по сравнению 40 с известным заключаются в повышении эффективности работы электродного узла за счет уменьшения расхода электродного материала с одновременным повышением эксплуатационной на- 45 дежности работы электродного узла.

В предлагаемом узле путем эффективного охлаждения электрода тепловой трубой сокращается удельный расход электродов на 26,5-45,5_#_, сохра няется первоначальная прочность на изгиб электродного узла эа счет снижения интенсивности разрушения боковой поверхности электрода и установки в полости электрода прочной на изгиб тепловой трубы, исключается образование огарков путем устранения неравномерного износа боковой поверхности электрода и его поломок, Кроме того, обеспечивается стабилизация режима горения электрической дуги за счет оптимального охлаждения рабочего торца электрода путем выполнения условия L=(0,32-0,65)D при d,=(0,150,25)D L=(32-65)мм, d =(15-25)mr> повышается термический КПД печи за счет снижения тепловых потерь участком электрода, находящимся над сводом печи, повышается эксплуатационная надежность путем установки защитного теплоизоляционного наконечника с торца эоны испарения высокотемпературной части тепловой трубы.

При этом расширяются функциональные возможности электродного узла путем установки разъемных перегородок, делящих тепловую трубу на части с различными по температуре испарения охлаждающими средами.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Электродный узел руднотермической печи, содержащий полые электроды, прикрепленные с помощью электрододержателей к стационарно установленным стойкам печи, и тепловые трубы, каждая иэ которых установлена в полости электрода с зоной испарения, обращенной к нижнему концу электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы электродов путем уменьшения расхода электродного материала, повышения эксплуатационной надежности узла и расширения его функциональных возможностей, тепловая труба установлена с эаглублением ее торца испарения относительно рабочего торца подвижно установленного электрода на величину L, составляющую (0,320,65) наружного диаметра электрода, причем диаметр тепловой трубы d составляет (0,15-0,25)D.

2. Узел по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что торец зоны испарения тепловой трубы снабжен защитным наконечником из тугоплавкого теплоиэоляционного материала, например корунда.

3. Узел по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что тепловая труба выполнена по меньшей мере с одной перегородкой, расположенной на границе резкого перепада температуры электрода и разделяющей ее на нижнюю высокотемпературную и верхнюю низкотемпературную части с различными охлаждающими средами.

Составитель Е.Пономарев

Редактор Н.Рогулич Техред И.Попович Корректор В.Гирняк

Заказ 500/56

Тираж 833 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

5 1372632 6

4. Узел по пп. 1-3, о т л и ч а- ба выполнена разъемной в месте устаю шийся тем, что тепловая тру- новки перегородки.