Электродуговая печь

 

i ii 7773УФ

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Йоюа Фоветских

6ециалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.09.78 (21) 2657989JI22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11,80 (51) М.К .

F 27В 3/08

Государственный NolHNeT

СССР пс делам изобретений и открытий (53) УДК 669.187.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. М. Сосонкин и С. И. Герцык

Московский вечерний металлургический институт (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к производству металлов и сплавов и может быть использовано в электросталеплавильных печах.

Известна конструкция дуговой сталеплавильной печи, в которой степень развития кладки может изменяться в зависимости от периода плавки (1). Изменение геометрии рабочего пространства достигается за счет перемещения свода печи по вертикали относительно стен. При этом кольцевой зазор 10 между подвижным сводом и боковыми стенами печи уплотняется песочным затвором с тем, чтобы предотвратить выбивание печных газов.

Недостатком конструкции является то, 15 что затвор не позволяет изменять степень развития кладки в достаточно широких пределах и не обеспечивает надежного уплотнения кольцевого зазора.

В качестве прототипа выбрана крнструк- 20 ция дуговой сталеплавильной печи (ДСП) с переменной степенью развития кладки (2).

Пределы изменения степени развития кладки в печи такой конструкции шире благодаря использованию плоского водоохлаж- 25 даемого свода, перемещающегося в вертикальной плоскости относительно водоохлаждаемых стен печи. Кольцевой зазор между стенами и сводами печи уплотняется подпружиненной манжетой из жаростойкого 60 эластичного материала; манжета закреплена на своде и обеспечивает уплотнение зазора во всем диапазоне изменения степени развития кладки.

Основным недостатком указанной конструкции является малая стойкость уплотняющего устройства, работающего в условиях высокой запыленности газов при высоких температурах. Кроме того, при больших диаметрах свода, что характерно для большегрузных печей, трудно осуществить точную корректировку зазора; нарушение герметичности печи приводит к потерям тепла и ухудшению условий работы обслуживающего персонала.

Целью изобретения является создание такой конструкции электродуговой печи с переменной степенью развития кладки, которая обеспечила бы сокращение удельного расхода электроэнергии и улучшение тепловой работы печи за счет сокращения числа подвалок шихты.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемая печь снабжена установленной на боковые стены водоохлаждаемой надставкой, являющейся продолжением стен и имеющей тот же диаметр, причем высота надставки составляет 0,2 — 0,4 высоты печи от уровня порога до верхнего среза боковых стен, 777370

На чертеже представлена электродуговая сталеплавильная печь с переменной степенью развития кладки.

Печь включает футерованную подину 1, водоохлаждаемый плоский подвижный свод

2 с установленными в нем электродами 3, боковые стены 4, на которых установлена охлаждаемая надставка 5. Для удержания надставки в рабочем положении к кожуху печи приварен фиксатор 6.

При высоте надставки 0,2 — 0,4 высоты печи от уровня порога до верхнего среза боковых стен для ДСП емкостью от 6 до

100 т объем печного пространства возрастает на 0,5 — 15 м, что составляет 10 — 20%, Очевидно, что печи, работающие с 2 — 3 подвалками шихты (это, в первую очередь, относится к печам, работающим на легковесной стружке), смогут работать с 1 — 2 подвалками, что, как указывалось выше, сократит потери тепла излучением, резко возрастающее при открытии печи; время плавки при этом сокращается.

Печь работает следующим образом.

Свод поднимается механизмом подъема выше уровня стен и отводится в сторону.

Производится завалка скрапа. Свод устанавливается в исходное (крайнее верхнее) положение, включается печь, идет плавление. По мере проплавления и оседания шихты свод опускается. Зазор между поверхностью шихты и сводом должен быть сведен к минимуму, При такой организации перемещения свода на стены печи будет падать минимальное количество тепла, т. е. стены печи исключаются из процесса теплообмена, а потери с поверхности стен в окружающую среду минимальны. Поэтому верхняя часть печи не футерована, а расход воды на ее охлаждение будет небольшим. При крайнем нижнем положении свода теплопередача к поверхности ванны принимает наивысшее значение. Нижнее положение свода ограничено уровнем рабочего окна.

После выпуска металла процесс повторяется.

Увеличение объема печи за счет охлаждаемой надставки на 10 — 20% позволит разместить в печи большую часть шихты, что сократит число подвалок или исключит их. Это приведет к улучшению тепловой работы печи за счет уменьшения времени плавки и сокращения затрат энергии.

Следует отметить, что увеличение высоты надставки выше указанных пределов приведет к черезмерному увеличению высоты печи и смещению ее центра тяжести. Это приведет к необходимости передела механического оборудования печи, Печь с переменной геометрией рабочего пространства позволяет интенсифицировать процессы выплавки стали за счет уменьшения степени развития кладки в периоды окончания расплавления, кипа и рафинировки.

Известно, что количество тепла, падающего на поверхность ванны, является функцией степени развития кладки (и — отношение поверхности кладки печи над уровнем ванны к площади ванны). Для получения максимальной величины теплопередачи к ванне надо стремиться к достижению минимальной величины степени развития кладки (теоретически достижимо к = 1 при совмещении свода с поверхностью ванны).

Уменьшение степени развития кладки увеличивает результирующую теплоотдачу, так как с уменьшением ю уменьшается поверхность, отдающая тепло в окружающую среду, теплонапряженность печного объема при этом возрастает.

Печи, работающие с кирпичной кладкой, имеют обычно степень развития кладки не менее 2,5 (2,47 для 100-тонной печи) .

Уменьшение о в этом случае привело бы к резкому падению стойкости стен и свода.

Использование водоохлаждаемого свода позволяет уменьшить степень развития кладки до о = 1,5, при этом количество падающего на ванну тепла увеличивается на

20% . Но степень развития кладки определяет и объем рабочего пространства печи, который должен вмещать шихту. Одна подвалка шихты увеличивает удельный расход электроэнергии на 5%, а две — на 13%. Отсюда следует, что степень развития кладки должна быть такой, чтобы объем рабочего пространства вмещал по возможности большую часть шихты.

Таким образом, степень развития кладки о должна отвечать двум противоречивым требованиям: объем рабочего пространства печи должен вмещать возможно большую часть завалки, что требует больших значений о, с другой стороны, — лучшие условия теплообмена обеспечиваются при малых степенях развития кладки.

Применение легковесного скрапа требует еще большего объема рабочего пространства печи. Существуют проекты большегрузных дуговых печей с завалкой в два или даже три приема, что снижает производительность агрегата.

Кроме того, необходимо отметить, что выполнение обоих противоречивых требований не совпадает по времени: большие значения о необходимы в начале плавки, а малые — после расплавления.

Оптимальной конструкцией дуговой сталеплавильной печи, удовлетворяющей обоим указанным требованиям, является конструкция печи с переменной геометрией рабочего пространства, позволяющего вместить такое количество шихты, чтобы число подвалок было сокращено и сведено к минимуму.

Экономический эффект от внедрения предлагаемой конструкции печи рассчитывался из следующих соображений: увеличение высоты печи, как было показано ранее, 777379

Составитель Л. Магаюмова

Редактор Е, Братчикова Техред И. Пенчко

Корректор Н. Федорова

Заказ 2406/5 Изд. № 552 Тираж 673 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2 увеличивает объем печного пространства на

10 — 20%. При этом сокращается или вообще исключается подвалка шихты, что приводит к уменьшению тепловых потерь печью. Сокращение тепловых потерь влечет за собой уменьшение удельного расхода электроэнергии по крайней мере íà 5%, что составляет 0,3 руб. на одну тонну выплавляемой стали.

Таким образом, предлагаемая конструкция электродуговой печи обеспечивает увеличение производительности и сокращение энергетических затрат за счет сокращения числа подвалок шихты, Использование указанной конструкции наиболее эффективно в электросталеплавильных цехах, работающих на легковесной стружке.

Формула изобретения

Электродуговая печь с переменной степенью развития кладки, содержащая подвижный свод, размещенный между боковыми стенами печи с кольцевым зазором, о тличающаяся тем, что, с целью сокращения энергетических затрат и повышения

5 производительности, печь снабжена установленной на стены печи охлаждаемой надставкой, диаметром и толщиной соответствующим стенам и имеющей тот же диаметр, причем высота надставки составляет

10 0,2 — 0,4 высоты печи от уровня порога до верхнего среза боковых стен.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 278238, кл. F 27В 3/08, 1970.

20 2. Авторское свидетельство СССР № 410104, кл. С 21С 5/52, 1971.