Секция свода дуговой печи

О П И С А Н И Е 1 о 943510ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциапистичесинхРеспублик(5)М. Кл. Р 27 0 1/02 с присоединением заявкиРкударствкнаМ квиитет СССР вв двлэм кзфбратеккк и вткрыткв) Всесоюзный научно;исследовательский проектно- онструкторскийюи технологический институт электротермического ттборудования(71) Заявитель 54) СЕКЦИЯ СВОДА ДУГОВОЙ ПЕЧИ Изобретение относится к печестроению дпн черной и цветной металлургии конкретно к конструкции сводов рудовосстановительных электропечей для производства ферросплзвов, никеля, медно-никелевого штейна и других продуктов,Известна конструкция свода дуговой печи,отдельные секции которого выполнены в виде металлического водоохлаждаемого каркасас футеровкой из огнеупорного фасонного кир.пича 11. Недостатками такого решения явлнютснтрудоемкость и сожность его. изготовления ималая интенсивность охлаждения. Поэтомупоявляется неооходнмость создания секции свода из металлических водоохлаждаемых кессонов с огнеупорным слоем, наносимым на нижнюю часть кессона., Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению являетсн секцин свода дуговой печи РК 3-165, вкючзннцзи металлический кессон, снабженнный мегаическимн перегородками внутри, рзсположенными перпендикулярно ниж.нему и верхнему листам кессона, нзпорныйи сливной колекторы, а также защитныйслой жароупорного бетона. закрепленный нанижнем листе кессона 21.5 Недостатком известной секции свода является взрывоопасность, При эксплуатации водоохлаждземых секций свода часто возникают ситуации в технологическом процессе, кото.рые приводнт к резкому росту температуры под сводом цо 1500 - 2000 С с образованием местных "свищей" с температурой свыше 2000 С. Резкие многократные возрастания температуры под сводом, з также возникающие при работе печи термические напряжения в сварных швах секций свода периодически вьзывзют контролируемые течи воды в рабо.чее пространство печи, что приводит к интенсивному парообразованию и резком росту давления под сводом. При этом рост давенин происходит практически мгновенно, вызы.вает взрывы с выбросом нз большие расстояния секций свода и горячего шихтового мз.3943510териала, ведет к тяжелым последствиям дляобслуживающего персонала и оборудования.Для мощных рудовосстановительных элек.тропечей подобная авария в среднем происходит каждые 4 - 6 мес и при этом простоипечи достигают 20 - 25 сут, Эффективныхсредств контроля и выявления момента начала утечки воды из секции свода до сих пор:не найдено,Цель изобретения - обеспечение вэрывобезо Опасности и увеличение срока службы.Цель достигается тем, что в известной секции свода дуговой печи, включающей металлический кессон с перегородками внутри, напорный и сливной коллекторы, огнеупорныйслой на нижней части кессона, кеесон выполнен в виде двух камер с герметичной горизонтальной перегородкой между ними, приэтом нижняя камера заполнена порошкообразным высокоогнеупорным теплопроводным материалом и снабжена термопарами.На чертеже представлено предлагаемое уст.ройство, вертикальный разрез,Секция состоит из металлического кессона1 и защитного слоя 2 жаропрочного бетона, 25закрепленного на нижнем листе 3 кессона 1.Металлический кессон 1 состоит из двух камер 4 и 5. Верхняя камера 4 представляетсобой водоохлаждаемую сварную конструкцию,образованную верхним листом 6, боковыми здлистовыми стенками 7 и герметично% перегородкой 8, Для направления потока охлаждающей воды внутренние полости верхней камеры4 снабжены дополнительными вертикальнымиперегородками 9. В верхнем листе 6 выполнены коллекторы 10, предназначенные для под.вода и слива охлаждающей воды, Направлениедвижения потоков охлаждающей воды показано на чертеже стрелками. Весь объем нижнейкамеры 5 .заполнен порошкообразным высоко-огнеупорным и теплопроводным материалом11, внутри которого установлены термопары 12,Крепление защитного слоя 2 бетона к кессону 1 может быть осуществлено, например,с помощью специальной арматуры из тонкойстальной проволоки, приваренной к его нижнему листу. В качестве порошкообразноговысокоогнеупорного и теплопроводного материала может быть применена, например, смесьграфитового порошка с тонкомолотым шамо.50том с различным соотношением компонентовв зависимости от требований технологического процесса, для которого применяется предлагаемое устройство, При сборке секции нижнюю камеру 5 заполняют порошкообразнымматериалом и устанавливают гермопары. Послеустановки секций перед включением печив верхнюн камеру 4 подают воду. При эксплуатации печи температура в рабочей зоне 4400-1000 С. На внутренней поверхности слоя 2 стабилизируется температура на 300 в 8 С меньшая, чем в рабочем пространстве печи, за счет теплообмена с учетом отбора тепла охлаждающей водой. Например, при эксплуата. ции ферросплавной печи мощностью 16,500 кВА для производства 45%-ного ферросилиция температура в рабочем пространстве под сводом печи достигает 1100 С, а на внут. ренней поверхности бетонного слоя 2-300 С, При этом за счет низкой теплопроводности бетона температура нижнего листа 3 кессдна 100 - 120 С за счет высокой теплонроводности материала 11. При этом термопары 12 показывают среднюю температуру порядка 100 С. Резкий рост температуры в одной из зон рабочего пространства печи до 1500 С и выше связан с образованием высокотемператур. ных газовых потоков, вырывающихся из реак-. ционных зон печи при различных нарушениях технологического процесса, Непосредственный контакт высокотемпературного потока с поверхностью бетонного слоя 2 приводит к его расплавлению, перегреву И последуюшему прогоранию нижнего листа кессона 1, Перегрев листа 3 замедляется, благодаря высокой тепло. проводности материала 11, и фиксируется термопарами 12, которые оперативно указывают на характер и место повреждения секции свода, За счет появления быстрого и оперативного сигнала появляется возможность устра. нения дефекта при минимальном времени про. стоя; Появление течи охлаждающей воды из секции свода предлагаемое устройство позволяет быстро зафиксировать в самом начале, Попадание даже первых капель воды в нижнюю камеру 5 приводит к пацению температу. ры, показываемой одной из термопар 12 бла. годаря более низкой температуре воды (30 - 40.С) и увеличению затрат тепла на испарение воды в объеме нижней камеры 5, Наличие в устройстве нескольких термопар 12 позволяет определить место утечки воды, благодаря чему появляется возможность избе.жать взрывов и с минимальными потерямивремени устранить причину течи воды. Нали.чие высокотеплопроводного материала 11 позволяет обеспечить быстрое снижение температуры в нижней камере 5, тем самым оперативно предотвратить возможную тяжелую аварию. Порошкообразное состояние материала11 позволяет обеспечить минимальный объемвоздуха в нижней камере 5 и тем самымдостичь высокой чувствительности камеры 5к любым вышеперечисленным аварийным ситуациям. Предлагаемое устройство позволяетувеличить срок службы секции свода с 46 мес. до 4 - 5 лет, что при выплавке ферросилиция и других продуктов в печи мощ.Составитель О, Веретенник Техред М, Надь рректор М. немчикдпксное шын едакто Заказ 5089/45 П Тираж 64 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Раушкомитета СССР открьпий кая наб., и. 4/5,49435 постыл 16500 кВА позволяет достигнуть зкономический эффект лф 800 тыс. руб. в год, только эа счет устранения потерь производ.ства при аварийных простоях оборудования.5 Формула изобретения Секция свода дуговой печи, включающая металлический кессон с перегородками внут. 10 ри, напорный и сливнойколлекторы, огнеупорный слой на нижней части кессона, о т; . л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью 10 6.обеспечения взрывобезопасности и увеличениясрока службы, кессон выполнен в виде двухкамер с герметичной горизонтальной нерегородкой между ними, при этом нижняя ка.мера эацолнена порошкообразным высокоог.;неукорным теплопроводным материалом иснабжена термопарами.Источники информации,принятые во внимание нри экспертизе1, Рысс М. А. Производство ферросплавов.М., "Металлургия", 1968, с. 74,2, Рабочий проект кечи РК 3-16,5 н 11,черт. ОНФ 111.420, ВС.