Газоотводящий короб электродуговой печи

 

Изобретение касается организации охлаждаемого газоотвода из радиационной зоны плавильных печей открытого типа , в частности, устройств для отбора высокотемпературных газов тигельной электродуговой печи для плавки кремния. Цель изобретения - повышение энергетической ценности отводящих газов. Через отсасывающий патрубок 3 происходит отвод технологических газов из ванны 1 печи по параллельным каналам газосборного колпака 2 и рукава 7. При этом рукав 7 отводит к патрубку 3 высокотемпературные технологические газы, выделяющиеся непосредственно у электродов 6. Газосборный рукав 7 представляет собой вертикально ориентированный замкнутый ряд термосифонов 8, объединенных в цилиндрическую газоплотную обечайку с помощью вставки 9. Верхние концы 10 термосифонов 8 отогнуты в плоскости свода 4 газосборного колпака 2 в направлении его вертикальной оси, а нижние концы 11 имеют гибы к периферии плавильной ванны 1. Герметичность газосборного рукава при этом обеспечивается цилиндрическими манжетами 5 для ввода электродов 6. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

F 27 D 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М AS TOPCKOMV СВИДЯТЯЛьСтаМ

ГОСУААРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4271944/31-02 (22) 30.06.87 (46) 15.09.89. Бюл. № 34 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Beëèõîé Октябрьской социалистической революции и Производственное объединение «Центроэнергоцветмет» (72) С. С. Волков, N. К, Безродный, И. Л. Шилович и В. Б. Иванов (53) 669.184.15.002.54 (088.8) (56) Венгин С. И., Чистяков А. С. Технический кремний. М.: Металлургия, 1972, с. 186 — 189, рис. 44.

Промышленная энергетика, 1984, № 2, с. 34 — 37.

Авторское свидетельство СССР № 1014915, кл. С 21 С 5/38, 1983. (54) ГАЗООТВОДЯШИЙ КОРОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение касается организации охлаждаемого газоотвода из радиационной зоны плавильных печей открытого типа, в частности устройств для отбора высокотем„„SU,» 1508079 д 1

2 пературных газов тигельной электродуговой печи для плавки кремния. Цель изобретения — повышение энергетической ценности отводимых газов. Через отсасывающий патрубок 3 происходит отвод технологических газов из ванны 1 печи по параллельным каналам газосборного колпака 2 и рукава 7. При этом рукав 7 отводит к патрубку 3 высокотемпературные технологические газы, выделяюгциеся непосредственно у электродов 6. Газосборный рукав 7 представляет собой вертикально ориентированный замкнутый ряд термосифонов 8, объединенных в LI èëèíäpè÷åeêóþ газоплотную обечайку с помошью вставки 9. Верхние концы 10 термосифонов 8 отогнуты в плоскости свода 4 газосборного колпака 2 в направлении его вертикальной оси, а нижние концы 11 имеют гибы к периферии плавильной ванны 1. Герметичность газосборного рукава при этом обеспечивается цилиндрическими манжетами 5 для ввода элскт родов 6. 2 ил.

1508079

1О!

5 ней части с отсасываюшим патрубком 3 и имеющий в сводовой части 4 цилиндрические манжеты 5 для ввода вертикальных электродов 6, размещенных внутри газосборного рукава 7. В свою очередь, газосборный рукав 7 концентрично размешен внутри газосборного колпака 2 и образован вертикально ориентированными замкнутыми термосифонами 8, объединенными в цилиндрическую газоплотную обечайку с помощью вставок 9.

Верхние концы 10 термосифонов 8 отогну20

25 ты в плоскости свода 4 газосборного колпака 2 в направлении его вертикальной оси, а нижние концы 11 термосифонов 8 имеют гибы к периферии плавильной ванны l, образуя при этом расширяюгцийся книзу конусный входной участок газосборного рукава 7.

Вставки 9 выполнены на всей длине термосифонов 8 ниже входного окна отсасывающего патрубка 3, чем обеспечивается

35 последовательное гидравлическое включение каналов газосборного рукава 7 и отсасываюшего патрубка 3, объединенных через межтрубные промежутки верхних участков термосифонов 8, лишенных вставок 9.

Газоотводящий короб электродуговой печи работает следующим образом.

Поддерживаемое внешними тепловыми

40 устройствами разрежение в отсасывающем патрубке 3 обеспечивает всос отходяших технологических газов электродуговой печи по параллельным каналам газосборного колпака 2 и рукава 7. При этом канал газосборного рукава 7, имеющий относительно большее поперечное сечение, от45 водит к патрубку 3 основное количество высокотемпературных технологических газов

50 печи, выделяющихся в активном процессе непосредственно у электродов 6 по центру плавильной ванны.

Периферийная часть плавильной ванны печи открытого типа имеет устойчивую корку застывшего в поверхностном слое расплава, активное газовыделение от которого

Изобретение относится к организации охлаждаемого газоотвода из радиационной зоны плавильных печей открытого типа, в частности к устройствам для отбора высокотемпературных газов тигельной электродуговой печи для плавки кремния.

Цель изобретения — повышение энергетической ценности отводимых газов и надежности.

На фиг. 1 изображено устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Газоотводящий короб электродуговой печи (фиг. 1) размещается на некотором возвышении относительно ванны 1 плавильной печи и включает в себя соответствующий размерам ванны 1 в плане газосборный колпак 2, соединенный в своей верхнаблюдается л ишь в отдельных точках, где целостность корки искусственно нарушается специальным. механизированным пробойником. Поэтому проходное сечение обслуживающего периферийную часть ванны газосборного колпака 2 рассчитано на пропуск относительно малых расходов газов, а сам газосборный колпак выполняет вспомогательные функции, локализуя второстепенНый источник газовыделения.

Удельн и вес присосов холодного воздуха из цеха к отходящим технологическим газам в предлагаемой конструкции значительно снижен, поскольку присосы поступают лишь в один из параллельных газоотводящих каналов, имеющий относительно более высокое аэродинамическое сопротивление.

В свою очередь, это позволяет сохранить высокий температурный (энергетический) потенциал отводимого с отходящими газами тепла и приблизить расходы отходящих газов к обусловленному кинетикой реакции в ванне минимуму, что предопределяет высокую эффективность использования теплообменников-утилизаторов тепла за газоотводящим коробом предлагаемой конструкции.

Эти преимущества реализуются при правильном выборе гидравлических сопротивлений (сечений) каналов колпака 2 и рукава 7 с объективным учетом соответствующих расходных характеристик отводимых газовых потоков.

Согласно результатам анализа характера и количественных характеристик газовыделения от зеркала ванны типовых плавильных печей наиболее эффективное газоудаление с минимальными периферийными присосами холодного воздуха может быть осуществлено газоотводящим коробом предлагаемой конструкции с соответствуюшими соотношениями диаметров каналов газосборного колпака 2 и рукава 7. Указанный оптимальный диапазон соотношений предлагается для участков газоотводящих каналов с постоянным по высоте сечением.

С целью обоснования выбора соотношения размеров газосборного колпака и газосборного рукава проводят специальные экспери менты.

Имеются две зоны газовыделения с резко отличающимися параметрами состояния и потока вещества, соответствующих указанным зонам.

Соответствующие данным зонам газовые потоки имеют характерные собственные значения расходов и средних температур.

Полученные в ходе исследований параметры газовых потоков позволяют однозначно определить оптимальные геометрические соотношения газовых каналов в диапазоне, полностью соответствующем предлагаемому

А/di=2,0 — 3,0, где dq — диаметр рукава;

dl — зазор между стенками рукава и колпака.

1508079

Форм ула из обре тен ия

Составитель В. Гранберг

Редактор И. Касарда Текред И. Всрсс Коррсктор М. Самборская

За каз 5530/44 Тираж 531 1!одписиос

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ири ГКНТ СССР

1 13035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Конусные входные участки газосборного колпака 2 и рукава 7 предназначаются для создания необходимого запаса надежности при перекрытии соответствующих зон плавильной ванны с характерной и резко отличающейся газовыделительной активностью. В данном агрегате газоотводящий короб является неподвижным элементом, а электродам 6 по мере их выгорания сообщается вертикальное осевое перемещение, что требует сохранения соответствующей степени свободы при выполнении узла уплотнения электродов в сводовой части 4 газосборного колпака 2, необходимого для предотвращения паразитных присосов холодного воздуха, а следовательно, для сохранения температурного потенциала отходящих газов как энергоносителя. Для этого в сводовых отверстиях для вывода электродов 6 концентрично к ним с кольцевым зазором шириной 10 — 15 мм закреплены цилиндрические манжеты высотой 300 — 500 мм.

Узкий кольцевой канал, образованный манжетами 5 с электродом 6, обусловливает существенное аэродинамическое сопротивление и практически препятствует присосам существенных количеств холодного воздуха при сохранении свободы вертикального перемещения электрода.

Роль термосифонов 8 сводится к тепловой защите сверхтеплонапряженного входного участка газосборного рукава 7, находящегося в непосредственной близости к рас- ЗО плаву. При этом сброс тепла от термосифонов 8 происходит на удаленных от расплава участках и преимущественно на обращенной к относительно холодному потоку газов в канале газосборного колпака 2 части периметра их оболочки. Учитывая достаточно высокий температурный уровень нижнего источника (в канале газосборного колпака) при термосифонном теплопереносе в качестве промежуточного теплоносителя могут быть применены теплоносители среднетемпературной группы (например сера, сера+ иод и др.) . Изобретение обеспечиваетт надежность работы устройства.

Газоотводяший короб электродуговой печи, содержащий расположенный над плавильной ванной газосборный колпак с отверстиями в центральной части для электродов и размерами, не превышающими размеры печи, рукав, расположенный внутри колпака с зазором и соединенный в верхней части с отсасываюшим патрубком, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетической ценности отводимых газов, газоотводяший короб снабжен вставками, рукав выполнен из термосифонов, которые соединены между собой вставками в одно целое на всей высоте от нижнего среза всасывающего патрубка до нижнего среза рукава, а нижние концы термосифонов отогнуты от оси рукава к стенкам печи и расположены на уровне торцов боковых стенок печи, причем зазор между рукавом и колпаком в 2 — 3 раза меньше диаметра рукава, а нижний срез колпака расположен выше нижнего среза рукава.