Газодинамическое уплотнение электродных отверстий дуговой электропечи

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 Ю ао За Н 05 В 7/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРСНО ИДЕТЕЛЬС 30 А, Устюгов,Соколевских,менко, И.Ю. Зи В.М. Архи й тельский инстигоградский ме"Красный Ок)детельство СССР5/52 19631140110,оГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(46) 15.08.83. Вюл. И (72) А .Д. Киселев, А Ю,Н. Тулуевский, С.ф П,Н. Комаров, О.Ф. Ма нуров, М .М. Крушински пов и А.Г. Шило (71) Научно-исследова тут металлургии и Вол таллургический завод тябрьн(53) 621.,365.22(088.8 (56) 1. Авторское сви Иф 161792, кл. С 21 С2. Патент Англии й кл. Н 05 В 7/12, 1966(54)(57) ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕЭЛЕКТРОДНЫХ ОТВЕРСТИЙ. ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, выполненное в виде коллектора с соплами, направленными в сторо"ну печного пространства под острымуглом к горизонтальной оси коллектора, установленного на своде и охватывающего электрод, расположенныйв своде печи, с кольцевым зазором,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения стойкости уплотнения и эффективности работы, коллектор с соплами установлен относительно поверхности свода и поверхностиэлектрода на расстоянии, равном0,2-0,4 диаметра электрода, оси спел направлены в плане в серединукольцевого зазора, а указанный уголсоставляет 20-50.10358Изобретение относится к электро"термии и может быть применено на дуговых печах,Известна конструкция уплотненияэлектродных отверстий дуговой Печи,представляющая собой стальной кольцевой короб, открытый в сторону электрода. 8 нутрь короба тангенциальноподают струю воздуха, который создаеткрутящийся кольцевой поток. Этот поток препятствует выбиванию дымовыхгазов из электродных отверстий Г 13,Однако эта конструкция имеет ряднедостатков. Для запирания электрод"ного зазора применяются потоки вентиляторного воздуха с низкими скоростями и низким давлением. При этом не,обеспечивается полного устранениявыделений дымовых газов. Кроме того,в условиях высоких температур неох" .20лаждаемые металлические короба дефор"мируются, выгорают и полностью выходят из строя нередко уже через 5"10дней работы Дополнительной причинойвыхода из строя таких уплотнителей 25является возникновение электрическойдуги между электродом и металличес"ним коробом, лежащим на своде, Коробтакже разрушается вследствие воздействия на него печных газов из рабо"чего пространства и излучения раскаленных электродов.Наиболее близким к предлагаемомуйо технической сущности является газодинамическое уплотнение электродныхотверстий дуговой электропечи, выпол"ненное в виде коллектора с соплами,направленными в сторону печного пространства под острым углом к горизон"тальной оси коллектора, установленного на своде и охватывающего элект"род, расположенный в своде печи скольцевым зазором 1, 2.1Недостатком такого уплотнения яцляется его невысокая стойкость, таккак из-за. малого расстояния междуэлектродом и газодинамическим уплотнением существует вероятность возникновения электрической дуги и разрушения последнего. 50При прогаре коллектора ухудшаетсяэффективность его работы и газовыде"ления полностью не устраняются.Цель изобретения - повышение стойкости уплотнения и эффективности его 55работы,Поставленная цель достигается тем,что в газодинамицеском уплотнении 38 2электродных отверстий дуговой электропечи, выполненном в виде коллектора с соплами, направленными в сторону печного пространства под острымуглом к горизонтальной оси коллектора, установленного на своде и охватывающего электрод, расположенный всводе печи с кольцевым зазором, коллектор с соплами установлен относи"тельно поверхности свода и поверхнос"ти электрода на расстоянии, равном0,2-0,4 диаметра электрода, оси со"пел направлены в плане в серединукольцевого зазора, а указанный уголсоставляет 20-50 О.На Фиг. 1 показано газодинамицеское уплотнение электродного отверстия дуговой печи, разрез; на фиг, 2 уплотнитель, общий вид в плане.На свод 1 печи на расстоянии 0,2"0,4 диаметра электрода 2, установленного в своде с кольцевым зазором3 от поверхности электрода и на этомже расстоянии от поверхности сводаустанавливается металлический коллектор 4 с соплами 5 и патрубком 6для подачи газа в коллектор 4, Осисопел 5 направлены в плане в середину зазора между электродом 2 и электродным отверстием 3 и вниз под угломс 20-50 к горизонтальной осиколлектора. Устанавливают уплотнительна своде 1 на подставках 7, приваренных к коллектору 4 уплотнителя,Устройство работает следующим образом.Газ на уплотнение подается из цеховой магистрали гибкям металлорукавом к распределительному коллектору,который установлен на водоохлаждаемом сводовом кольце, а от него - металлическими трубами по своду пецик коллектору 4 через патрубки б,В качестве газа для уплотненияэлектродного отверстия используетсяпар, может быть применен азот илидругой инертный газ,Инертный газ, выходя из сопел коллектора с большой скоростью истечения, попадает в электродный зазор ипрепятствует выходу сильнозапыленныхдымовых газов. При соответствующихрасходах газа полностью устраняютсявыбросы, тем самым предохраняетсяатмосфера цеха от загрязнений, Кроме того, устранение пылегазовых выбросов способствует увеличению стойкости электрододержателей и другого10358 Угол наклона о сопел, Расход газа напечь, кг/ч Количество выбивающихся газов, м /ч 800 1300 100 20 1300 30 1300 40 1300 50 50 1300 45060 1300 3оборудования, расположенного над сводом.Благодаря тому, что уплотнитель находится на расстоянии от поверхности электрода равном 0,2-0,4 диаметра электрода и воздействие интенсивного излучения рабочего пространства и электрода ослаблено, обеспечивается его высокая стойкость.Оптимальность выбранных расстоя О ний уплотнителя от свода и поверхности электрода, равных 0,2-0,4 диаметра электрода, была определена в результате промышленных испытаний. Было замечено, чтопо мере приближения коллектора уплотнителя к поверхности электрода, т,е, при уменьшении размеров самого коллектора, стойкость его уменьшается. При установке кол- . лектора от поверхности электрода на расстоянии менее 0,2 диаметра электрода увеличилось тепловое воздействие от электрода и рабоцего пространства. Появились случаи деформации . коллекторов, оплавления сопел. Кроме 25 того, часто наблюдались случаи забивания сопел, что приводило к снижению эффективности работы уплотнителя.При увеличении расстояния от поверхности электрода до коллектора более 0,4 диаметров электрода увеличиваются подсосы холодного окружающего воздуха, что отрицательно влияет на тепловую работу печи, Для по 35 падания струй пара в электродный зазор необходимо расположить коллектор на расстоянии от поверхности свода, равным также 0,2-0,4 диаметра электрода.40 Из приведенных данных видно, чтонаиболее рациональными углами накло 38 4При расстоянии от коллектора до свода меньшем 0,2 диаметра электрода струи газа при заданных углах наклона сопел не попадают в электродный зазор, тем самым нарушается работа уплотнительного устройства. При увеличении этого расстояния более 0,4 диаметра электрода увеличивается расход газа энергоносителя на уплотнение электродного отверстия и увеличиваются подсосы атмосферного холодного воздуха в печь. При расположении сопел, когда их оси направлены в плане в середину зазора между электродом и краем электродного отверстия, истекающие из сопел струи газа надежно закрывают весь электродный зазор. При смещении осей сопел к электроду ухудшается запирающая способность уплотнителя и, кроме того, вытекающие с большой скоростью струи, например пара, отрицательно влияют на стойкость электрода.При смещении осей сопел в сторону стенок электродного отверстия ухудшается эффективность работы уплотнителя, так как струи прилипают к стен" кам отверстия, не перекрывается вся его площадь и появляются выбивания вокруг электрода. Оптимальность угл 6 наклона сопел 20-50 к горизонтали определена на холодной гидравлической модели дуговой печи, выполненной из органического стекла в масштабе 1:5. В качестве газа, уплотняющего электродный зазор, использовали ком" прессорный воздух.В таблице приведены данные модели" рования расхода газов в пересчете на условия промышленной печи,4 на сопел к горизонтали являются 20и 50 , При значениях углов меньшеоФ 1035838 Э 20 и больше 506 выбросы из элект- как позволяет без значительных кавиродных отверстий не устраняются, тальных и эксплуатационных затрат Ожидаемый экономический эффект вне- улучшить условия труда обслужидрения изобретения составляет 140625 руб. ванщего персонала и резко сокраВнедрение изобретения имеет так тить загрязнение воздушного басже важное социальное значение так 1 сейна.Составитель Е. ПономарРе акто С. Тимохина Техред А.Бабинец ктор А. Повх ПодписноеР ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, йроектн Заказ 5 5 / 1 Тираж 5 8 НИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 11303 Москва 3-35, Рауаская наб, , 4 фи