Узел для уплотнения электрода в своде дуговой электропечи
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСИОМУ СВИДИИВЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Опубликовано 30.07.80. Бюллетень Мо
Дата опубликования описания 020880 (51)М. Кл З
Н 05 В 7/12
Государственный комитет
СССР ио делам изобретений н открытий (53) УДК621. 365. 22
088. 8 (72) Авторы изобретения
Л.З Беленький, Г.В.Серов, А.Н.Попов и Д.И.Ильинский (71) Заявитель (54) УЗЕЛ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА
В СВОДЕ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ
Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для герметизации электродов в сводах дуговых и руднотермических электропечей.
При уплотненных околоэлектродных проемов в своде в значительной степени улучшаются условия труда, появляется воэможность полностью утилизировать колошниковый газ и, что самое важное, резко сократить выброс токсичного газа в воздушную среду.
Известна конструкция сухого сальникового уплотнения, состоящая из сальника, расположенного вокруг гер- 15 метизирующего экрана. Сальник прижимается к цилиндрическому экрану при помощи натяжной стальной ленты, охватывающей сальник по наружной поверхности. Для натяжения ленты по всему периметру имеются пружинные механизмы (1) .
Недостаток этой конструкции состоит в том, что в целом она весьма сложна в изготовлении и монтаже. Кроме того, сальник довольно быстро стира,ется,и приходится часто производи ь замену, что вызывает простои печи.
При этом, эта конструкция требует весьма строгой фиксации электрода в 30.вертикальной плоскости, так как при перекосах электрода сальник заклинивает. Выполнение строгой фиксации электрода вызывает значительные технические трудности.
Известна также конструкция тканевого уплотнения электрода, содержащая установленный на своде вокруг электрода короб и уплотнитель из эластичного материала, соединенный с несущим кожухом электродержателя, причем внутри короба помещен кольцевой мешок из огнеупорной ткани, заполненный сыпучим уплотнителем. Верхний конец ,ткани прикреплен к коробу, а нижний к несущему кожуху электродержателя
p).
Такое уплотнение должно работать достаточно надежно на печах с относительно небольшой температурой под сводом до 300-400 С,так как тканевый мешок непосредственно обращен к плавильной ванне и омывается печными газами.
Однако невозможно испольэовать это уплотнение для печей с более горячими процессами, например, при выплавке кремнистых сплавов, поскольку отсутствуют ткани, работающие надежно при
1200-1400 С.
752822
Кроме того, сыпучий уплотнитель под воздействием высоких температур может скоксоваться и при перемещении будет истирать ткань.
Известен также узел для уплотнения электрода в своде дуговой электропечи, содержащий установленный на своде
KoBKcHBJIbHo электроду кольцевой короб с двойными стенками, между которыми образована U-образная полость, заполненная жидкой уплотняющей средой, например, водой, и уплотняющий цилиндр, герметично прикрепленный снаружи несущего кожуха электрододержателя и заглубленный в U-образную полость (3J .
Недостаток такого гидравлического уплотнения состоит в том, что водяная коробка быстро зарастает колошниковой пылью и перегорает, вызывая аварийную ситуацию на печи. Чистка U-образной полости — трудоемкое дело и вызывает длительные простои печи.
Цель изобретения — повышение надежности работы узла.
Цель достигается тем, что узел для уплотнения снабжен кольцевым уплотнителем, выполненным из эластичного водонепроницаемого материала, подвешенным в виде петли внутри U-образной полости и прикрепленным одним концом к торцу цилиндра, а вторым — к внутренней стенке короба, и металлическими грузами, уложенными по периметру внутри петли уплотнителя.
Кроме того, с целью улучшения охлаждения уплотнителя, стенки 0-образной полости снабжены ребрами.
На фиг. 1 схематически изображен узел для уплотнения, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.
Уплотнение содержит U-образный короб 1, расположенный вокруг электрода 2 и жестко укрепленный на своде
3. Внутри короба 1 помещен уплотнитель 4 из эластичного водонепроницаемого материала, например, прорезиненной ткани. Уплотнитель 4 выполнен в виде петли. Наружная стенка 5 короба
1, снабженная патрубками б и 7 для входа и выхода воды 8, может быть выполнена съемной из отдельных секций.
У верхней кромки стенки 5 имеется предохранительный выходной патрубок
9. Внутренний край уплотнителя 4 прикреплен к внутренней стенке короба 1 болтами 10, а наружный край — к несущему кожуху 11 электрододержателя болтами 12. Нижний фартук несущего кожуха выполнен с водоохлаждаемой полостью 13. Между кожухом 11 и электродом 2 установлен сальник 14.
Контактные щеки 15 с нажимным кольцом 16 утоплены под свод 3. Ток к щекам 15 подводится водоохлаждаемыми трубами 17, которые проходят через полость 13 и уплотнены. По наружному контуру полости 13 приварен цилиндр
18, который вместе со стенкой 5 образует кольцевую заполненную циркулирующей водой U-образную полость. Верхние кромки цилиндра 18 и стенки 5 расположены на одинаковом уровне при самом нижнем положении электрода 2.
Дляподвода и отвода охлаждающей воды в.коробе 1 имеются патрубки 19 и 20.
Для придания уплотнителю 4 формы в виде кольцевой петли на его донную часть изнутри уложены металлические грузы 21, например, шары. Токоведущие трубы 17 при проходе через полость
13 уплотнены втулками 22..
Внутренние стенки короба 1 выполнены с выступами 23 по всему периметру, т.е. оребренными.
15 Устройство для уплотнения электрода в своде работает следующим образом.
Выходящие из кольцевого электродного зазора в своде 3 печные газы не
2О выходят в атмосферу цеха, так как уплотнитель 4 образует замкнутую герметическую полость, а токоведущие трубы -17 уплотнены втулками 22.
Выход газов во внутреннюю полость 5 несущего кожуха 11 также невозможен из-за наличия сальника 14.
При вертикальном перемещении электрода 2 вместе с контактными щеками
15, нажимным кольцом 16 и несущим кожухом 11 герметичная полость не нарушается, так как уплотнитель 4 внутренним концом прикреплен к неподвижному коробу 1, а наружным — к кожуху
11.
Поэтому при вертикальном перемещении электрода 2 вместе с ним перемещается уплотнитель 4.
Высота обечайки 18 выбирается таким образом, чтобы уплотнитель 4 по4О стоянно омывался водой 8 в пределах хода электрода 2.
Масса шаров 21 выбирается из расчета, чтобы уплотнитель 4 выдержал выталкивающее усилие напора запол45 ненного водой столба кольцевой полости, образованной обечайкой 18 и стенкой 5. Вода 8 в коробе 1 постоянно циркулирует. В случае резкого повышения давления в подсводовом пространстве (например, при обвалах шихты) во5О да 8 не выливается из короба на свод 3, так как имеется предохранительный выходной патрубок 9.
Предлагаемая конструкция позволяет использовать уплотнитель 4 из проре55 зиненйой ткани, поскольку его наружная поверхность постоянно омывается охлаждающей водой 8 и кроме того уплотнитель вынесен из горячей зоны и помещен внутри короба 1. Прорезиненщо ная ткань берется толщиной 2-4 мм и является водонепроницаемым эластичным материалом.
При работе печи поверхность уплотнителя 4 покрывается возгонами, причем возгоны измельчаются, благодаря
752822 тому, что электрод 2 перемещается в вертикальной плоскости. Наличие на уплотнителе 4 измельченных возгонов весьма полезно, так как в какой-то степени они предохраняют от перегрева уплотнитель 4. Накопившийся слой возгонов возвращается обратно в ванну
5 печи при подъеме электрода 2 в крайнее верхнее положение.
При отклонении электрода 2 от своего вертикального положения поверхность уплотнителя 4 может коснуться стенок короба 1. Учитывая наличие на стенках короба 1 выступов 23 условия охлаждения уплотнителя 4 практически не изменяются и в этом случае.
Расстояние между стенками уплотнителя 4 может составить 80-100 мм, поэтому предлагаемая конструкция уплотнения не требует значительных диаметральных габаритов и может быть выполнена весьма компактной. 20
Стенку 5 целесообразно выполнить разъемной, так как в этом случае облегчается монтаж и демонтаж уплотнителя 4.
Поскольку уплотнитель 4 выполнен 25 иэ водонепроницаемого материала, находящаяся под ним вода 8 не загрязняется печными газами.
Предлагаемое устройство представляет собой комбинированную конструк- 30 цию гидравлического и тканевого уплотнения.
Предлагаемое уплотнение, которое можно использовать как для круглых, так и овальных электродов, несложно 35 по своему конструктивному выполнению и обеспечивает надежное уплотнение электрода в своде в печах, в которых технологический процесс ведется при высоких температурах в подсводовом пространстве, например, при выплавке
40 кремнистых ферросплаво
Формула изобретения
1. Узел для уплотнения электрода в своде дуговой электропечи, содержащий установленный на своде коаксиально электроду кольцевой короб с двойными стенками, между которыми образована U-образная полость, заполненная жидкой уплотняющей средой, наприме во дой, и уплотняющий цилиндр, гермес Pi к тично прикрепленный снаружи несуще о г ожуха электродержателя и заглубленный в U-образную полость, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы узла, он снабжен кольцевым уплотнителем, выполненным из эластичного водонепроницаемого материала, подвешенным в виде петли внутри U-образной полости и прикрепленным одним концом к торцу цилиндра, а вторым — к внутренней стенке короба, и металлическими грузами, уложенными по периметру внутри петли уплотнителя.
2. Узел для уплотнения по и. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения охлаждения уплотнителя, стенки U-образной полости снабжены ребрами.
Источники информации . принятые во внимание при экспертизе
1. Патент ФРГ Р 1540876, кл-. Н 05 В 7/12, 1971.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 432697, кл. Н 05 B 7/12, 1971.
3. Розенберг В.Г. и др. Рудовосстановительные электропечи. Энергетические показатели и очистка газов.
N., "Энергия", 1974, с. 30.
ЦНИИПИ Заказ 4767/21
Тираж 885 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. IIpoeKTHas, 4
