Электродуговая печь

Союз Соаетскик Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 151080. Бюллетень Мо 38Дата опубликования описания 151080 Р 1 М 1( 3 Г 27 В 1/08 Государственный комитет СССР ло делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения О,Р,Сосонкин н С.И.Герцык Московский вечерний металлургический институт(54) ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ ПЕЧЬ 1Изобретение относится к области .производства металлов и сплавови может быть использовано в электросталеплавильных цехах.Известны электродуговые сталеплавильные печи с охлаждаемыми боковыми стенами 11 .Общим недостатком, характернымдля таких конструкций, являетсябольшая величина тепловых потерь,уносимых охлаждающей водой, так какчасть футеровки дуговой печи заменена водоохлаждаемыми блоками. Крометого, необходима бесперебойнаяподача воды в течение всей плавки,иначе блоки могут сгореть.Наиболее близкой к изобретениюявляется электродуговая печь, вкоторой часть футеровки боковыхстен заменена охлаждаемыми блоками (2, Блоки располагаются вышешлакового пояса против электродови имеют ребристую поверхность, обращенную внутрь печи. Осаждающийсяна ребрах гарниссаж несколько уменьшает тепловые потери, уносимыеохлаждающей блок водой,Недостаток указанной конструкциисостоит в большой величине тепловыхпотерь печью, и как следствие этого,2высоком удельном расходе электроэнергии при выплавке стали. Для безаварийной работы такой печи такженеобходима бесперебойная подача воды.5 Целью изобретения является улучшение тепловой работы и увеличениепроизводительности печи за счетприменения охлаждаемых элементовстен, установленных против электро дов в нижней части печи.Цель достигается тем, что на кожухе печи в нижней его части противэлектродов размещены водоохлаждаемыекороба, имеющие центральный угол20-30 , биссектриса которого совпадает с лучом, проходящим через вер"тикальную ось печи и электрода, авысота составляет 0,3-0,4 высотыпечи от уровня порога до пяты свода,причем нижняя плоскость короба рас"положена на уровне порога.На фиг. 1 показана предлагаемаяэлектродуговая печь, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный 25 разрез А-А на фиг.1.Печь содержит футерованную подину1, боковые стены 2, свод 3 с установленными в нем электродами 4. В нижней части печи, на кожухе размещены 30 водоохлаждаемые короба 5, имеющиецентральный угол 20-30, биссектриса которого совпадает с лучом, прохо,цящим через вертикальную ось печи и электрода, а высота составляет 0,3- 0,4 высоты печи от уровня порога до пяты свода. Короба имеют патрубки под вода и отвода воды. Вентиль б,установленный на патрубке подвода воды, позволяет регулировать расход воды, подаваемый в короб. Между футеровкой боковых .стен и кожухом печи по ее периметру проложен теплоизоляционный 1 О материал, например асбест 7. В местах, где к кожуху печи приварены охлаждаемые короба, теплоизоляционная прокладка отсутствует для того, чтобы облегчить отвод тепла от наи более горячих участков футеровки боковых стен печи.Работа печи с охлаждаемыми элементами кладки осуществляется следующим образом. 26В начальные периоды плавки - завалка, прогрев, когда электроды закрыты шихтовыми материалами, подвод воды к охлаждаемым коробам может быть уменьшен с помощью вентиля, регулирую щего расход воды. Тепловые потери с охлаждающей короба водой будут небольшими.После .расплавления и до выпуска плавки, когда печь работает с открытой дугой и вводимая мощность достигает максимального значения, тепловые нагрузки на боковую поверхность печи также достигают небольших значений, в этот период расход воды на охлаждение коробов увеличива- З 5 ется, благодаря чему обеспечивается интенсивный отвод тепла с участков боковой поверхности кладки, расположенных против дуг. Наиболее нагружены в тепловом отношении участки клад ки боковой поверхности дуговой печи, находящиеся против электродов и характеризующиеся центральным углом 20-30, биссектриса которого совпадает с лучом, проходящим через вертикальные оси печи и электрода. Количество таких участкон три, по числу электродов. Высота участков, подвергаемых максимальному облучению со стороны дуг,составляет 0,3-0,4 высоты печи отуровня ванны до пяты свода. Тепловыепотоки, падающие на эти участки футеровки печи, намного выше, чем наостальную кладку. Таким образом, нижняя часть печи характеризуется нетолько наибольшими тепловыми нагрузками со стороны электродов, но и наибольшей неравномерностью распределения тепловых потоков по периметру 60печи. Следовательно,для существенногоувеличения стойкости боковых стен печи необходимо защитить наиболее уязвимые в тепловом отношении участки кладки. Размеры охлаждающих кладку элементов являются оптимальными, так какувеличение центрального угла сверх30 , как и увеличение высоты коробаосверх 0,4, высоты стен приводит к росту тепловых потерь печью; рост эффекта "защиты" кладки от теплового излучения электродов при увеличении размерон коробов будет незначительным.уменьшение размеров короба (центральный угол менее 20 и высота менее0,3 высоты печи) не обеспечит защитыкладки наиболее горячих участков.Таким образом, охлаждаемые коробауказанных размеров интенсивно отводят тепло от участков кладки, подверженных максимальному тепловомувоздействию дуг, что приводит к увеличению длительности кампании стен иулучшает тепловую работу печи.Тепловая работа печи оказываетбольшое влияние на производительностьи технико-экономические показатели.Геометрические соотношения размеровэлектродуговой печи оказывают влияние на распределение вводимой в печьмощности между ванной и элементамикладки,Для осуществления основной задачиметаллургической печи - обеспечениямаксимальной теплопередачи к поверхности нагреваемого металла - поверхность стен печи должна быть минимальной, так как при этом потери теплапечью через кладку будут наименьшими.Однако при минимальной поверхностистен на элементы кладки падает наибольшая тепловая нагрузка и стойкостьстен, следовательно, уменьшается,Поэтому геометрические соотношения печи (отношение диаметра распадаэлектродов к диаметру плавильногопространства и степень развитиякладки - отношение поверхности кладки выше уровня ванны в поверхностиванны) при работе на кирпичнойкладке выбирают исходя из необходимости обеспечения приемлемой стойкости элементов. Другими словами,геометрические соотношения .печи обеспечивают не максимальную теплоотдачук ванне, а максимальные тепловыенагрузки на элементы кладки. Поэтой же причине мощность, вводимаяв печь после расплавления, снижается почти в два раза, хотя технологический процесс не накладывает ограниченный на вводимую в печь мощностьза йсключением восстановительногопериода плавкиПрименение элементов кладки. сискусственным охлаждением позволяетпересмотреть геометрические соотношения печи, Определяющим факторомбудет служить не стойкость элементовкладки (допустимые тепловые нагрузки)а максимальное количество тепла, которое может быть передано ванне.Использование охлаждаемых элементов771430 стен позволит успешно эксплуатировать печи с цилиндрической формой стен, которые строятся у нас в стране и имеют мощные трансформаторы (50 МВА) .Таким образом, использование охлаждающих кладку элементов в наиболее уязвимых участках позволит не только увеличить длительность кампании стен, но и более широко применять самую рациональную геометрию печи - цилиндрические стены.Экономический эффект рассчитывается из следующих соображенийПри установке охлаждающих кладку элементов увеличивается длительность кампании стен. Ремонт стен осуществ ляется, как известно, при остановке печи (холодный ремонт). Следовательно, сокращаются холодные простои печи. Защита участков кладки, находящихся в наиболее тяжелых условиях 20 работы, приводит к экономии дефицитных огнеупорных материалов. Мощность., вводимая в печь в конце расплавления, может быть увеличена, в результате чего сокращается время плавки.Несмотря на некоторое увеличение расхода энергии, компенсирующей тепловые потери, уносимые охлаждающей элементы водой, экономический эффект от внедрения изобретения 0,1 р, на тонну выплавляемой продукции.Формула изобретенияЭлектродуговая печь, содержащаякожух, футерованную подину, стены,свод с установленными в нем электродами, отличающаясятем, что, с целью увеличения длительности кампании стен и производительност печи, она снабжена размещеннымина кожухе печи по числу электродовохлаждаемыми коробами с центральнымуглом 20-30, биссектриса которогоосовпадает с лучом, проходящим черезвертикальную ось печи и электрода,а высота составляет 0,3-0,4 высотыпечи от уровня порога до пяты свода,причем нижняя плоскость короба расположена на уровне порога.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3876818,кл. Г 27 В 14/08, 1974.2. Патент США 9 3940552,кл. 12 - 35, 1974.771430 ставитель Л. хред Е. Гавр агачмоваешко Коррек игорук Заказ 6669/ ПП "патент", г Ужгород, ул. Проек Фили дактор Н. Корченк 49 Тираж 671ВНИИПИ Государственногпо делам изобретени13035, Москва, Ж, Р Подписнокомитета СССРи открытийиская наб., д. 4/5