Свод дуговой электропечи

 

Сущность изобретения: свод дуговой электропечи, выполненный в виде металлического кессона с электродными отверстиями, содержащий охлаждающее водовоздушное устройство с патрубками для подвода и отвода воды и воздуха. На наружной боковой поверхности и внутренней нижней поверхности кессона выполнены ребра, а электродные отверстия соединены между собой герметизирующими кольцами с ребрами на наружной поверхности . Причем кессон выполнен выпуклым, а верхние и нижние его листы имеют одинаковую стрелу прогиба. При этом ребра на наружной боковой поверхности и на электродных кольцах выполнены в виде плоских колец, расположенных на одинаковом растяжении друг от друга, а на внутренней нижней поверхности кессона ребра выполнены в виде плоских стержней, расположенных параллельно продольной оси свода на одинаковом расстоянии друг от друга. 2 з.п.флы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (я)5 F27 D 1/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ,, V 00 (р Д

1 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4869900/02 (22) 04,09,90 (46) 15.01.93. Бюл. ¹ 2 (75) А,А.Щукин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1216609, кл. F 27 D 1/02, 1984. (54) СВОД ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ (57) Сущность изобретения; свод дуговой электропечи, выполненный в виде металлического кессона с электродными отверстиями, содержащий охлаждающее водовоздушное устройство с патрубками для подвода и отвода воды и воздуха. На наружной боковой поверхности и внутренней нижней поверхности кессона выполнеИзобретение относится к конструкциям сводов и может быть использовано s сталеплавильных и рудоплавильных дуговых электропечах, в нагревательных колодцах и в других промышленных печах.

Известны конструкции водоохлаждаемых панелей для электропечей, на поверхности которых выполнены плоские ребра на одинаковом расстоянии друг от друга и выступающие внутрь печи, что повышает эффект охлаждения поверхности.

Недостатком панелей такого типа является неравномерное распределение изотерм температурного поля и) сечению панели с выступами внутрь печ.. Причем в силу высокой температуры пе и выступы прогрева отся быстрее и это приьодит к возникновению высоких термических напряжений и к образованию трещин в стенке панели. В результате этого охлаждающая жидкость из панелей попадает внутрь печи, ны ребра, а электродные отверстия соединены между собой герметизирующими кольцами с ребрами на наружной поверхности. Причем кессон выполнен выпуклым, а верхние и нижние его листы имеют одинаковую стрелу прогиба, При этом ребра на наружной боковой поверхности и на электродных кольцах выполнены в виде плоских колец, расположенных на одинаковом растяжении друг отдруга, а на внутренней нижней поверхности кессона ребра выполнены в виде плоских стержней, расположенных параллельно продольной оси свода на одинаковом расстоянии друг от друга. 2 з.п.флы, 3 ил. что может привести к взрыву панели и к сокращению срока службы свода.

К другому недостатку водоохлаждаемых панелей для дуговых электропечей относится высокая степень аккомуляции тепла в ребрах, а в связи с этим и большой расход охлаждающей жидкости в панелях. К недостаткам панелей следует также отнести большую засоряемость наружной поверхности ребер шлаками и возгонами, образующимися в процессе плавки руды.

Известна конструкция секции свода дуговой электропечи, выбранная в качестве прототипа, включающая металлический кессон, выполненный в виде двух камер с гермети зирующей горизонтальной перегородкой между ними, подсоединенные к верхней камере патрубки для подвода проточной воды и сливной патрубок, Причем секция свода снабжена расположенной над кессоном третьей камерой для заполнения водой, а нижняя камера кессона запол1788417

20

55 нена гранулами 0,02 — 3,0 мм капиллярно-пористым термостойким веществом, насыщенным водой, кроме того,тре ья камера связана с нижней камерой кессона патрубками для подвода и отвода пароводяной смеси. Нижняя камера кессона разделена перегородками на секторы, причем в каждом последующем секторе патрубки для подвода проточной воды установлены напротив патрубков для подвода пароводяной смеси предыдущего сектора. Кроме того,в качестве перегородок между секторами установлены трубы с отверстиями, к которым подсоединены патрубки для подвода проточной воды, Недостатком данной конструкции секции свода дуговой электропечи является то, что она не исключает прогара кессонов.

Для предотвращения осаждения механических взвесей в нижней камере кессона скорость воды не должна быть меньше 0,8 м/с.

Но нижняя камера кессона заполнена кап ил ля р но-пористым термостойким веществом, которое снижает скорос ь воды и создает условия для осаждения механических примесей и закупорки капилляров, что приводит к росту термического сопротивления стенки кессона и п>вышению ее температуры, что повышает < пасност прогара и прорыва воды внутрь печи, что приводит к сокращению срока службы свод .

Другим недостатком является усложненная конструкция секции свода, содержащая большое количество патрубков, что неизбе>кно ведет к образованию накипи на стенках и снижает экг плуатационные возмо>кности кессона.

Цель изобретения — обеспечение взрывобезопасности и повышение надежности сводов дуговых электропечей за счет улучшения теплообмена, Поставленная цель достигается тем, что в своде дуговой электропечи, выполненном в виде металлического кессона (электродными отверстиями и содержащем охла>кдающее водовоздушное устройство с патрубками для подвс.да и отвода воды и воздуха, новыми призн эками coi ласно изобретению являются: на нару>кннй боковой поверхности и внутренней нижней поверхности кессона выполнены ребр3, а электродные отверстия соединены между собой герметизирующими когьцами с ребрами на нару>кной поверхности при этом кессон выполнен выпуклым, а в рхний и > ижний его листы имеют одинакс вую стрелу прогиба.

Ребра на наружной бс ковой пов.рхности и на электродных кольцах выполн;ны в виде плоских колец. рас пол эжен Iblx - а оди наковом расстоянии друг от друга.

Ребра на внутренней нижней поверхности кессона выполнены в виде плоских стержней, расположенных параллельно продольной оси свода на одинаковом расстоянии друг от друга, Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить его критерию "новизна". При изучении других известных источников технических решений вданной области,,отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия", На фиг. 1 изображен свод дуговой электропечи, продольный разрез; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг, 1.

Свод дуговой электропечи выполнен в виде металлического кессона 1 с электродными отверстиями 2. Свод содержит охлаждающее водовоздушное устройство 3 с патрубком 4 для подвода воды, с патрубками 5 и 6 для подвода воздуха, с патрубком 7 для отвода воды, с патрубком 8 для отвода воздуха.

На наружной боковой поверхности и внутренней нижней поверхности кессона 1 выполнены ребра 9 и 10.

Электродные отверстия 2 соединены между собой герметизирующими кольцами

11 с ребками 12 на наружной поверхности, причем кессон 1 выполнен выпуклым, а верхний 13 и нижний 14 его листы имеют одинаковую стрелу прогиба.

Ребра на наружной боковой поверхности кессона 1 и на электродных кольцах 11 выполнены в виде плоских колец 9 и 12 и расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, Ребра на внутренней нижней поверхности кессона 1 выполнены в виде плоских стержней 10 и расположены параллельно продольной оси свода на одинаковом расстоянии друг от друга, Свод дуговой электропечи работает следующим образом.

В водовоздушное охлаждающее устройство 3 поступает охлажденная вода, например, из градирен, по патрубку 4, а по патрубку 5 поступает сжатый воздух. На выходе из водовоздушного охлаждающего устройства 3 вода из патрубка 4 диспергируется сжатым воздухом из патрубка 5, образуя водовоздушную смесь.

Вторичный воздух, например, от вентиляторной установки подается по патрубку

6, сталкивается с водовоздушной смесью и повышает дисперсность.

1788417

Подготовленная таким образом водовоздушная смесь далее попадает в полость кессона 1 и охлаждает поверхности нагрева. Увеличивая или уменьшая напор воды и сжатого воздуха в водовоздушном охлаждающем устройстве 3 можно регулировать качество распыла (диспергирования) водовоздушной смеси при различных режимах работы печи и повысить экономический эффект охлаждения кессона 1.

Отработавшая водовоздушная смесь отводится по патрубкам 7 и 8 — вода и воздух соответственно.

Расположение электродных колец 11 в шахматном порядке способствует турбулизации омывающего потока водовоздушной смеси и улучшает теплоотдачу.

Расположение ребер 10 и 12 внутри кессона 1 позволяет значительно снизить термические напряжения, возникающие по сечению стенок электродных колец 11 и нижнего листа 14 благодаря низкой температуре внутри кессона 1, что увеличивает срок службы кессона 1 и его взрывобезопасность, Для обеспечения равномерной сплошности водовоздушного охлаждающего потока по сечению кессона 1, верхний 13 и нижний 14 его листы выполнены с одинаковой стрелой прогиба, что способствует улучшению теплообмена и взрывобезопасности свода.

Таким образом, применение кессона 1 с водовоздушным охлаждением улучшает условие теплопередачи, причем при минимальных затратах на охлаждение, достигнутое путем искусственного увеличения поверхности теплообмена как за счет ребер

9 и 12, так и за счет увеличения поверхности

5 нижнего листа 14 с ребрами 10 путем изменения его формы, выполненного со стрелой прогиба.

Формула изобретения

1. Свод дуговой электропечи, выполнен10 ный в виде металлического кессона с электродным отверстием, содержащий охлаждающее водовоздушное устройство с патрубками для подвода и отвода воды и воздуха, отличающийся тем, что, с целью обеспечения взрывобезопасности и повышения надежности за счет улучшения теплообмена, на наружной боковой поверхности и внутренней нижней поверхности

20 кессона выполнены ребра, а электродные отверстия соединены между собой герметизирующими кольцами с ребрами на наружной поверхности, при этом кессон выполнен выпуклым, а верхние и нижние его листы

25 имеют одинаковую стрелу прогиба.

2. Свод по п.1, отличающийся тем, что ребра на наружной боковой поверхности и на электродных кольцах выполнены в виде плоских колец, расположенных на оди30 наковом расстоянии друг от друга, 3. Свод по п,1, отл ича ю щи и с я тем, что ребра на внутренней поверхности кессона выполнены в виде плоских стержней, расположенных параллельно продольной

35 оси свода на одинаковом расстоянии другот друга.

1788417

Сосгавитель А.Щукин

Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз

Редактор

Заказ 69 Тир. ж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 1/lоскeа, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издатель ский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101