Секция свода дуговой печи

 

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1406441 (51)4 F 27 D 1!02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21 ) 41 71 095/23-02 (22) 29.1 2,86 (46) 30.06.88. Бюп, Р 24 (71) Научно-исследовательский институт металлургии (72) В.Н.Ломакин, Ю.Н,Тулуевский, И.Ю.Зинуров, Ю.В.Нафтолин и Л.К.Андреевских (53) 669.168 (088.8) (56) Струнский В.М. Руднотермические плавильные печи. М.: Металлургия, 1972, с.239.

Авторское свидетельство СССР

М 1117436, кл. F 27 D 1/02, 1983. (54) СЕКЦИЯ СВОДА ДУГОВОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к печестроению для металлургической промышленности и может быть использовано на дуговых сталеплавильных и закрытых ферросплавных печах. Целью изобретения является повышение надежности работы секции свода. За счет установки стального нодоохлаждаемого кессона 1 наклонно относительно нижней тепловоспринимающей стенки 6 корпуса 5 под углом 3-7 с увеличением зазора между ними в сторону патрубка 12 и установления суммарной площади зазоров между боковыми стенками корпуса 5 и кессона 1 в плане

7-15Х площади тепловоспринимающей поверхности корпуса исключается образование на нижней стенке 4 кессона воздушных прослоек и создаются оптимальные условия циркуляции охладителя в корпусе. Применение секции данной конструкции в сводах закрытых ферросплавных печей позволяет увеличить срок службы свода в 1,5-2 раза..

2 ил.

1406441

Изобретение относится к электропечестроению для металлургической, промышленности и может быть использовано на дуговых сталеплавильных и закрытых ферросплавных печах.

Целью изобретения является повышение надежности работы секции свода.

На фиг.1 изображена секция свода дуговой печи, разрез; на фиг, 2 то же, в плане, Секция свода дуговой печи содержит стальной водоохлаждаемый кессон 1 с

:вертикальными сквозными трубами 2,,приваренными к верхней 3 и нижней 4

:стенкам кессона. Кессон 1 внутри гер, метичного заполненного охпадителем корпуса 5 расположен с зазором отно1

;сительно внутренних его поверхностей,,:Нижняя тепловоспринимающая стенка Ъ 20 корпуса 5 футерована огнеупорной мас"

:,сой 7. Для удержания этой массы стен-!

;ка армирована металлическим прутком

8 П-образной формы. Для подачи проТочной охлаждающей воды кессон 1 снаб-25

Фен подводящим 9 и отводящим 10 пат убками. Для заполнения корпуса 5 ох", падителем служит патрубок 11. Удаление воздуха и пара из корпуса 5 проИзводится через патрубок 12, который 30 соединяется с расширительным баком.

Секция свода дуговой печи работает следующим образом.

Полость корпуса 5 постоянно заполнена охладителем, в качестве котороjo может использоваться вода. Тепло от тепловоспринимающей:.стенки 6 кор1 уса передается охладителю и через стенки кессона 1 — проточной воде, 1 иркулирующей внутри кессона.

Установка стенки 4 кессона под углом el 3-.7 к тепловоспринимающей

0 йоверхности корпуса с увеличением зазора между ними в сторону патрубка 12 обеспечивает полное удаление " воздуха из корпуса при его заполнении охладителем и полное удаление из секции водяного пара, который может образоваться при эакипании охлаДителя в условиях высоких локальных тепловых нагрузок на секцию.

Оптимальность указанного интервала угла наклона стенки кессона 4 к

Репловоспринимаемой поверхности корйуса подтверждена исследованиями на модели секции, изготовленной из прозрачного оргстекла. Исследованиями установлено, что при Ы <3 воздух из" ,под стенки 4 кессона при заполнении корпуса модели охладителем полностью не удаляется.и находится обычно в виде множества отдельных тонких прослоек между охладителем и этой стенкой. При Ы = 0 (горизонтальное расположение стенки 4 кессона, как в прототипе) доля поверхности стенки

4 кессона, изолированной воздушными прослойками от охладителя и, следовательно, не участвующей с ним в теплообмене, составляет 50-60% общей поверхности стенки 4. При наклоне стенки 4 доля такой изолированной поверхности снижается и при с = 1; 1,5; о

2 и 2,5 составляет соответственно

30-45; 25-30 и 3"14%.

Наличие воздушных прослоек между охладителем и стенкой кессона снижает эффективность охлаждения и надежность работы секции. При этом с уменьшением угла Ы надежность секции снижается, достигая минимума при горизонтальном расположении стенки

4 кессона, как это выполнено в прототипе. Полное удаление воздуха из-под стенки 4 кессона наблюдается только при o(>i 3

При Ы ) 7 не наблюдается дальнейшее улучшение условий удаления паровых образований с поверхности кессона. С другой стороны, дальнейшее увеличение угла наклона нижней стенки кессона приводит к необоснованному увеличению габаритов секции и повышению металлоемкости иэделия, поэтому выполнение угла o(больше

7О является нерациональным. Так,при с =: 8 дальнейшего улучшения условий теплопередачи не происходит, а масса секции возрастает примерно на

5%.

Предлагаемое соотношение суммарной площади зазоров между боковыми стенками корпуса 5 и кессона 1 и пло щади тепловоспринимающей поверхности корпуса (f) является оптимальным, что подтверждается опытами на огнеВоМ стенде и модели предлагаемой секции. Опыты показали, что уменьшение зазоров между стенками кессона и корпуса секции в интервале значений

f. (7% приводит к резкому ухудшению естественной циркуляции охладителя как в этих зазорах, так и в объеме охладителя над кессоном. При очень малых зазорах (f = 1 -2%) эта циркуляция ухудшается настолько, что в корпусе секции образуются два отдель140644 ных практически изолированных друг от друга объема охладителя (под и над кессоном), сильно отличающихся температурами. Разность температур

5 охладителя этих объемов достигает

40 С при f = 2%, 20 С при f = 4% и

5 С при f = 6%. Расслоение охладителя как результат его ухудшенной циркуляции в узких зазорах между боковыми стенйами корпуса и кессона приводит к быстрому перегреву объема охладителя над кессоном 4, закипанию его и нарушению нормального режима охлаждения секции. Для

= 2,4 и 6% такое закипание охладителя наступает при удельных тепловых нагрузках на секцию 45, 90 :и .120 кВт/м, которые намного ниже значений рабочих тепловых нагрузок на 20 водоохлаждаемые элементы дуговых печей, обычно составляющих 150250 кВт/м

При f = 7% интенсивность циркуляции охладителя в этих зазорах и объе- 25 мах под и над кессоном выравнивается и температура охладителя в этих объемах становится одинаковой. При этом за счет резкого улучшения теплообмена между верхней поверхностью кессо- 30 на и охладителем над этой поверхностью общий уровень температур всего объема охладителя в секции снижается на 10

)5 С, закипание его наступает при более высоких тепловых нагрузках, чем указанные значения рабочих нагрузок в дуговых печах, При увеличении

f свыше 7% интенсивность циркуляции и охлаждения секции продолжает улуч40

4 шаться. Однако при f 7 15% интенсивность циркуляции охладителя не компенсирует ухудшения охлаждения секции от снижения общей теплообменной поверхности кессона. Поэтому отвод тепла кессона ухудшается и использование секции с такими значениями ста" новится нерациональным.

Применение секции предлагаемой конструкции в сводах закрытых ферросплавных печей по сравнению с известной позволит увеличить срок службы сводов в 1,5-2 раза.

Формула изобретения

Секция свода дуговой печи, содержащая корпус с патрубками для подачи охлацителя и удаления воздуха и пара и металлический кессон со сквозными вертикальными трубами, установленный внутри корпуса с зазорами относительно его внутренних поверхностей, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы секции свода, стенка кессона, обращенная к тепловоспринимающей поверхности корпуса, выполнена наклонной к этой поверхности под углом 3-7 с увеличением зазора между стенкой кессона и тепловоспринимающей поверхностью корпуса в сторону патрубка для удаления воздуха и пара, при этом суммарная площадь зазоров между боковыми стенками корпуса и кессона составляет в плане 7-15% от площади тепловоспринимающей поВерхности корпуса.