Электродуговая печь

0 ц 77 УЗУФ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Йоюа советских 6 ониалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07.11,80 л 3Г 27 В 3/08 ГосуАарственный Комитет СССР по делам изобретений. Сосонкин и С. И, Герцыкечерний металлургический институт 71) Заявитель осковски(54) ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ ПЕЧ 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 между подвижным сводом и боковыми стенами печи уплотняется песочным затвором с тем, чтобы предотвратить выбивание печных газов.Недостатком конструкции является то, что затвор не позволяет изменять степень развития кладки в достаточно широких пределах и не обеспечивает надежного уплотнения кольцевого зазора.В качестве прототипа выбрана конструкция дуговой сталеплавильной печи (ДСП) с переменной степенью развития кладки 21. Пределы изменения степени развития кладки в печи такой конструкции шире благодаря использованию плоского водоохлаждаемого свода, перемещающегося в вертикальной плоскости относительно водоохлаждаемых стен печи. Кольцевой зазор между стенами и сводами печи уплотняется подпружиненной манжетой из жаростойкого эластичного материала; манжета закреплена на своде и обеспечивает уплотнение зазора во всем диапазоне изменения степени развития кладки.5 Основным недостатком указанной конструкции является малая стойкость уплотняющего устройства, работающего в условиях высокой запыленности газов при высоких температурах. Кроме того, при больших 0 диаметрах свода, что характерно для большегрузных печей, трудно осуществить точную корректировку зазора; нарушение герметичности печи приводит к потерям тепла и ухудшению условий работы обслуживаю щего персонала.Целью изобретения является созданиетакой конструкции электродуговой печи с переменной степенью развития кладки, которая обеспечила бы сокращение удельного 20 расхода электроэнергии и улучшение тепловой работы печи за счет сокращения числа подвалок шихты.Указанная цель достигается тем, чтопредлагаемая печь снабжена установленной 25 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 30 стен,На чертеже представлена электродуговаясталеплавильная печь с переменной степенью развития кладки.Печь включает футерованную подину 1,водоохлаждаемый плоский подвижный свод2 с установленными в нем электродами 3,боковые стены 4, на которых установленаохлаждаемая надставка 5. Для удержаниянадставки в рабочем положении к кожухупечи 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 до100 т объем печного пространства возрастает на 0,5 - 15 м, что составляет 10 - 20%,Очевидно, что печи, работающие с 2 - 3подвалками шихты (это, в первую очередь,относится к печам, работающим на легковесной стружке), смогут работать с 1 - 2подвалками, что, как указывалось выше,сократит потери тепла излучением, резковозрастающее при открытии печи; времяплавки при этом сокращается,Печь работает следующим образом.Свод поднимается механизмом подъемавыше 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 сведенк минимуму, При такой организации перемещения свода на стены печи будет падатьминимальное количество тепла, т. е. стеныпечи исключаются из процесса теплообмена,а потери с поверхности стен в окружающуюсреду минимальны, Поэтому верхняя частьпечи не футерована, а расход воды на ееохлаждение будет небольшим. При крайнемнижнем положении свода теплопередача кповерхности ванны принимает наивысшеезначение. Нижнее положение свода ограничено уровнем рабочего окна.После выпуска металла процесс повторяется.Увеличение объема печи за счет охлаждаемой надставки на 10 - 20% позволитразместить в печи большую часть шихты,что сократит число подвалок или исключитих. Это приведет к улучшению тепловой работы печи за счет уменьшения времениплавки и сокращения затрат энергии.Следует отметить, что увеличение высоты надставки выше указанных пределовприведет к чрезмерному увеличению высотыпечи и смещению ее центра тяжести. Этоприведет к необходимости передела механического оборудования печи,Печь с переменной геометрией рабочегопространства позволяет интенсифицироватьпроцессы выплавки стали за счет уменьшения степени развития кладки в периодыокончания расплавления, кипа и рафинировки. 5 10 15 20 25 39 35 40 45 Я 55 60 65 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 со = 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 рабо. чего пространства, позволяющего вместить такое количество шихты, чтобы число под. валок было сокращено и сведено к мини муму.Экономический эффект от внедрения предлагаемой конструкции печи рассчитывался из следующих соображений; увеличение высоты печи, как было показано ранее,каз 2406/5 Изд.552 Тираж 673 ПодписноНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова,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 на 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 изобретенияЭлектродуговая печь с переменной степенью развития кладки, содержащая подвижный свод, размещенный между бокойы.ми 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 доверхнего среза боковых стен. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе