Защитный экран электрододержателя дуговой электропечи

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиинСоциалистичесиикРеспублик и 932656 61) Дополнительное к авт, свид-ву -ования описания 30.05,8 И.Н. Курапин, В.П. КучеренкЛ.З. Беленький и Всесоюзный научно-исследо конструкторский и техноло электротермического обору проектно-конструкторское,электротермического 72) Авторы изобретен и В.И.филиппов,Л.А.Шикунова ий ательс ически ования ехноло борудо стит еци(7) Заявител че ани 54) ЗАЦИТНЫЙ ЭКРАН ЭЛЕКТРОДОДЕРЖАТЕЛЯЭЛЕКТРОПЕЧИ Изобретение относится к электротермии, в частности может быть использовано на фосфорных печах химической промышленности, а также в герметичных руднотермических электро печах черной и цветной металлургии.Известны защитный экран электрододержателя дуговой печи, содержащий металлический цилиндр, на внутренней поверхности которого по всей его высоте приварены по винтовой линии желоба, образующие водоохлаждаемые полости 1. трукции сос образованыод учае него шв изоб вышение наде и предотвраневодоохлажен то способи попаданию экрана облени ности рабощения его Недостаток этой констоит в том, что полостиугольниками, свареннымигом, в результате чеговоэможность перетеканияной полости в другую впровара или некачественВ этом случае возникаютдаемые участки экрана,ствует прогару цилиндра.05.82. Бюллетень М 20 воды в ванну печи с возможным взрывом и длительным простоем печи.Известен также защитный экран,содержащий металлический цилиндр,на внутренней поверхности которогопо всей высоте приварены по винтовой линии с равномерным шагом водоохлаждаемые желоба трапециедальнойформы, Такая конструкция является более совершенной, поскольку она обеспечивает свободный доступ к сварнымшвам 2 1.Однако для использования накладных водоохлаждаемых желобов трапе"циедальной формы важно определитьоптимальные соотношения геометричес"ких размеров трапециедального сечения, от которых зависит механическаяпрочность желоба, трудоемкость егоизготовления, а также количество сва 20ных швов932656 3Укаэанная цель достигается тем,цто отношение толщины листа трапециедального желоба к. высоте трапециисоставляет 0;1.5, а высота трапецииотносится соответственно к меньшемуи большему ее основаниям как 1:2,б:4,6,На фиг, 1 изображено расположениеэлектрододержателя в ванне печи;на фиг. 2 - узел 1, на фиг.1 защит- щный экран в разрезе ; на фиг. 3 узел 11 на фиг. 2установка коллектора к экрану).Защитный экран содержит металлический цилиндр 1, выполненный путем воль-цовки и сварки металлического листа,например, из маломагнитной стали.Защитный экран, установленный соосно электроду 2, через отверстиев своде 3 печи опускается в ванну 4.Места прохода защитного экрана через свод 3 уплотняются сальником 5.На внутренней поверхности цилиндрапо всей его высоте приварены по винтовой линии желоба 6 трапецеидальной формы, образующие водоохлаждаемые полости 7.Желоба 6 расположены независимодруг от друга с равномерным шагом,причем профиль желоба 6 в поперечномсечении представляет трапецию с большим основанием, прилегающим к поверхности цилиндраЖелоба б также могут быть выполнены из маломагнитной листовой стали.Под нижней кромкой цилиндра 1 уста 35новлен кольцевой коллектор 8, желоба б прикреплены к внутренней поверхности цилиндра 1 с помощью сварных швов 9. Защитный экран электрододержателя дуговой печи работает следующим образом.Наличие водоохлаждения цилиндра 1 обуславливается тем, что последний находится в зоне высоких температур. Охлаждаемая вода поступает в полости 7 из коллектора 8. Учитывая то, цто полости 7 отделены друг от друга, исключается возможность проте о кания охлаждающей воды на одной полости в другую, что обеспечивает более надежную эксплуатацию цилинд" ра 1.Предлагаемая конструкция в случае прогара цилиндра обеспечивает возмож-ность ремонта сварных швов 9, поскольку к ним имеется свободный доступ. 4Выполнение желобов 6 трапецеидальной формы обеспечивает возможность расположить их с максимальнымрасстоянием друг от друга с точкизрения выполнения сварных швов 9.Для обеспечения эффективностиработы трапецеидальных желобов 6очень важно определить оптимальныегеометрические соотношения трапецеидального сечения.В результате многочисленных испытаний в производственных условияхопределены оптимальные соотношения,которые выражаются в следующем:отношение толщины листа желоба бк высоте трапеции составляет 0, 15,а высота трапеции относится соответственно к меньшему и большему ее основаниям как 1:2,6:4,6,1Отношение толщины листа желоба 6к высоте трапеции равное 0,15 является оптимальным, так как при отношении меньшем, чем 0, 15 увеличиваетсяпроходное сечение желоба 6, цто снижа.ет скорость протекания охлаждающейводы, т.е. ухудшается теплосъем. Приотношении большем, чем 0,15, проходное сечение желоба уменьшается, цтовызывает увеличение потерь напораохлаждающей воды, т,е, снижаетсяэффективность водоохлаждения защитного экрана.При отношении высоты трапециисоответственно к меньшему и большемуее основаниям менее, чем 2,6 и 4,6увеличивается периметр сварных швов,что нежелательно с точки зрения трудоемкости изготовления, а при соотношениях более, чем 2,6 и 4,6 снижается механическая прочность желоба,который испытывает давление охлаждающей воды,В качестве конкретного примераисполнения желоба 6 можно привестиследующие геометрические размерытрапецеидального сечения желоба, ко.торые соответствуют вышеупомянутымсоотношениям, мм;Толщина листа желоба 3Высота трапеции 20Меньшее основаниетрапеции 52Большее основание трапеции 92При выполнении толщины листа жело.ба 6 мене 3-х мм не обеспечиваетсяжесткость желоба для восприятиявнутреннего давления от охлаждающей воды.5 9326При выполнении толщины листа желоба более 3-х мм значительно усложняется его изготовление и благодаря увеличению жесткости. желоба в этом случае при приварк его к защитному экрану, последний подвергается повод. ке и короблению. Коробление и поводка экрана исключает воэможность надежно герметизировать его в своде печи. оНиже приводится расчет ожидаемого годового технико-экономического эффекта от использования предлагаемого изобретения.Расчет проведен из условия использования предлагаемого изобретения на Фосфорных руднотермических печах.В настоящее время на Фосфорных печах РКЗ-ч 8 ф и РКЗФ головка 20 электрододержателя имеет среднюю стойкость порядка одного года. Срок ,службы головки электрододержателя в основном зависит отнадежности работы защитного экрана. При выходе 2 з из строя головки электрододержателя последняя заменяется полностью новой, Стоимость головки электрододержателя составляет 92-106 тыс.руб. На печи одновременно работают по три головки электрододержа теля. Можно предположить, что при использова 56 6нии предлагаемого изобретения стойкость защитного экрана увеличивается на 10. В этом случае годовая экономия на одной .электропечи составляете,100000-90000)х 330000 руб,Формула изобретенияЗащитный экран электрододержателя дуговой электропечи, содержащийметаллический цилиндр, на внутреннейповерхности которого по всей еговысоте приварены по винтовой линиис равномерным шагом водоохлаждаемыежелоба трапецеидальной форне, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения надежности работы,отношение толщины листа тргпецеидального желоба к высоте трапециисоставляет 0,15, а высота трапецииотносится соответственно к меньшемуи большему осованию как 1:2,6:1,6.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеГасин И.И. Самообжигающиесяэле,троды рудсвосстановительныхэлен ропечей, М., "Металлургия", 1976,с, 332.2. Фролов А.Л. Соединения в конструкциях радиотехнических изделий.М., "Энергия", 1966, с.180.932656 Составитель Г.ТаракановаТехред И. Гайду Корректор У.Пономаренко Редактор А.Мотыль Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Заказ 380 М 77 Тираж 856 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-,35, Раушская наб., д. 1/5