Плавильная печь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) 01) са Р 27 В 3 08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И СССР г" 4 Гф, РКЦ К,:", 9 13,".";", П ИЪЛВ) Тй АЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТ ехческог (53) 6 (56) 175522 А оборудования 9.187.2(088.8 Авторское 1, кл. Г 27 вторское св 7, кл. Г 27(71) Всесоюзный научно-исследователский проектно-конструкторский и тнологический институт электротерми(54)(57) 1, ПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ, боковыестенки которой выше уровня расплавасодержат охлаждаемые элементы, однаиз поверхностей которых, обращеннаявнутрь печи, является тепловоспринимающей, а внутренняя полость заполнена рабочим охладителем, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюулучшения эксплуатационных характеристик печи и повышения безопасностиее эксплуатации, она снабжена системой вторичного охлаждения, выполненной в виде герметичных трубок, расположенных в верхней части внутренней полости охлаждаемых элементов,нижняя часть которой заполнена рабочим охладителем на 0,5-0,8 высоты .полости.1113645 2, Плавильная печь по и. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что система вторичного охлаждения выполнена общей для всех охлаждаемых элементов.3. Плавильная печь по и. 1, о т " л и ч а ю щ а я с я тем, что систе" ма вторичного охлаждения выполнена индивидуальной для каждого охлаждае" мого элемента.ч, Плавильная печь по и. 1, о т - л и ч а ю щ а я с ятем, что система вторичного охлаждения расположена выше верхнего края боковых стен печи. Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции электродуговой плавильной печи, у которой стенки содержат охлаждаемые элементы,Для увеличения срока эксплуатации 5 стенок плавильной печи она снабжается охлаждаемыми элементами, устанавливаемыми выше уровня расплава. Известна электродуговая плавильная,печь, в которой боковая стенка выше10 уровня расплава, включающая по меньшей мере один охлаждаемый элемент коробчатого типа, внутренняя полость которого заполнена охладителем 1 .Недостатками данной конструкции являются большой расход охладителя и опасность прожога охлаждаемого элемента при значительном облучении его электрическими дугами.Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является плавильная печь, боковые стенки которой выше уровня расплава содержат охлаждаемые элементы, одна из поверхностей25 которых, обращенная внутрь печи, является. тепловоспринимающей, а внутренняя полость заполнена рабочим охладителем. Охладитель под давлением подается во внутреннюю полость элемента и непрерывно циркулирует в процессе эксплуатации печи.Однако данная конструкция печи имеет большой расход воды, проходящей через внутреннюю полость элемента, 35 что значительно увеличивает затраты ,на эксплуатацию печи, Кроме того, при 5, Плавильная печь по п. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что охлаждаемые элементы снабжены ребрами жест кости, установленными в их полости и жестко соединенными с листом тепловоспринимающей поверхности. 6. Плавильная печь по и. 1, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что часть герметичных трубок системы вторичного охлаждения контактирует с тепловоспринимающей поверхностью охлажцаемого элемента. резком увеличении локальных тепловыхпотоков, падающих на тепловоспринимающую поверхность охлаждаемых элементов, возникает опасность прогарастального листа панели, в результатечего вода под большим давлением поступает в рабочий объем печи. За короткое время поступает в печь большоеколичество воды, что может привестик взрыву.Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик печи иповышение безопасности ее эксплуатации,ЪАПоставленная цель достигается тем,что плавильная печь, боковые стенкикоторой выше уровня расплава, содержит охлаждаемые элементы, одна из поверхностей которых, обращенная внутрьпечи, является тепловоспринимающей,1а внутренняя полость заполнена рабочимохладителем, снабжена системой вторичного охлаждения, выполненной в видегерметичных трубок, расположенныхвверхней части внутренней полости ох,лаждаемых элементов, нижняя часть которой заполнена рабочим охладителемна 0,5-0,8 высоты полости.Система вторичного охлаждения выполнена общей для всех охлажцаемыхэлементов.Система вторичного охлаждения выполнена индивидуальной для каждого охлаждаемого элемента.Система вторичного охлаждения расположена выше верхнего края боковыхстен печи.Охлаждаемые элементы снабжены ребрами жесткости, установленными в их полости и жестко соединенными с листом тепловоспринимающей поверхности. 5Часть герметичных трубок вторичного охлаждения может контактировать с тепловоспринимающей поверхностью охлаждаемого элемента.Допустимый водный объем охлаждае мого элемента определяется зависимостью510015С - температура насыщенногопара при рабочем давлении,ОС,7 - водяной объем, м.Учитывая, что рабочий объем стандартного водоохлаждаемого элемента составляет л 0,1 м, а интервал рабочих давлений, обеспечивающих экономическую целесообразность использова 25ния вакуумированного охлаждающейводой тепла, составляет (6-15) 10 Па,определяем предельные значения заполнения элемента охлаждающей водойпри давлении р = 1510 Па305 мин 200 - 100 ф при давлении р = б 10 Па35макс 160 - 100Таким образом, заполнение охлаждаемого элемента охладителем производится на 0,5-0,8 его высоты.На фиг. 1 представлена печь, вид сверху; на фиг. 2 - стенка печи, сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - один из охлаждаемых элементов, сечение Б-В на фиг. 2; на фиг. 4 и 5 - 45 то же, сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 6 и 7 - охлаждаемый элемент с различным расположением системы вторичного охлаждения, сечение А-А на фиг. 1. 50Плавильная печь содержит несущий корпус 1, к которому с внутренней стороны крепятся охлаждаемые элементы 2, устанавливаемые на полку 3, тепловоспринимающая поверхность 4 55 которых покрыта огнеупорной массой 5. Нижняя часть стен печи под охлаждае,мыми элементами 2 выполнена из огнеупорного материала 6, Внутренняя полость 7 охлаждаемых элементов 2 заполнена рабочим охладителем 8 на 0,5-0,8 ее высоты. Печь снабжена системой вторичного охлаждения, выполненной в виде герметичных трубок 9, по которым непрерывно циркулирует охладитель. Система вторичного охлаждения расположена в верхней части внутренней полости 7 охлаждаемых элементов 2 без непосредственного контакта с рабочим охладителем 8. Система вторичного охлаждения может быть выполнена как общей для всех охлаждаемых элементов (фиг.4), так и индивидуальной (фиг.5). В первом случае (фиг. 4) вспомогательный охладитель идет по всему контуру вторичного охлаждения с общим для всех охлаждаемых элементов подводом и отводом вспомогательного охладителя. Во втором случае (фиг, 5) каждый охлаждаемый элемент имеет свой подвод и отвод вспомогательного охладителя для системы вторичного охлаждения. Трубки 9 системы вторичного охлаждения расположены как ниже верхнего края тепловоспринимающей поверхности 4 охлаждаемых элементов 2, так и выше верхнего края (фиг. 7), Для улучшения охлаждения тепловоспринимающей поверхности 4 часть трубок 9 может контактировать с ее внутренней поверхностью, Для увеличения жесткости охлаждаемого элемента и величины теплоотдающей охладителю поверхности охлаждаемые элементы 2 могут быть снабжены ребрами жесткости 10, установленными в их полости 7, и жестко соединены с листом тепловоспринимающей поверхности 4.1Печь работает следующим образом.В качестве базового объекта берем дуговую сталеплавильную печь с охлаждаемыми элементами ДСПИ 6 с трансформатором 75 МВ 7 А.Перед началом пуска печи охлаждаемые элементы 2 заполняют рабочим ох. ладителем на 0,5-0,8 высоты их внутренней полости. Так, при размере охлаждаемых элементов 100 х 100 х 10 см и при допустимом давлении в полости элемента 10 кгс/см они заполняются охладителем на высоту 600 мм, т.е. на 0,6 высоты их внутренней полости. Диапазон высоты заполнения рабочим охладителем внутренней полостиохлаждаемых элементов выбран из усло 1113645вия их безопасной эксплуатации. При допустимых давлениях (до 12 атм) эта величина составляет 0,5-0,8 высоты внутренней полости охлаждения элемента. 5После заполнения охлаждаемых элементов 2 рабочим охладителем 8 их герметично закрывают и в трубки 9 системы вторичного охлаждения подают вспомогательный охладитель, например . воду. Охладитель системы вторичного охлаждения циркулирует непрерывно в процессе работы печи. Печь загружают шихтой и включают 15 электрические дуги. При проплавлении колодцев и расплавлении основной массы шихты величина тепловых потоков на тепловоспринимающую поверхность 4 охлаждаемых элементов.2 не превышает 20 70 кВт/м, рабочий охладитель 8 нагревается, снимая тепловой поток со стенки, но еще не кипит. По мере про. плавления колодцев и открытия дуг тепловой поток на стенку увеличивается и 25 при его величине около 100 кВт/м раба. чий охладитель закипает. Свободный объем внутренней полости 7 охлаждаемых элементов 2 заполняется паром, который, поднимаясь вверх, приходит в контакт 30 с трубками 9 системы вторичного охлаждения, конденсируется на них и об" разующаяся вода стекает вниз в рабочий, охладитель 8. Соотношение жицкой и парообразной фазы определяется пар-З 5 циальным давлением в замкнутой системе внутренней полости охлаждаемогоэлемента, При дальнейшем плавленииметалла и доводке, расплава до заданного состава процесс испарения иконденсации воды и замкнутой полости охлаждающих элементов повторяется.Применение плавильной печи предложенной конструкции позволяет значительно снизить расход охладителя,Так, если на базовой печи ДСПИ 6при использовании обычных охлаждаемых элементов коробчатого типа расход воды 200 м /ч, то при использовании предложенного технического решения расход воды составляет не более 20 м /ч . Кроме того, предложен-"ная система значительно безопаснеепо сравнению с базовой при эксплуатации. В случае прогорания охлаждаемого элемента базовой печи охлаждающая вода под давлением 6 атмхлынет в печь. Резкое увеличение объе.ма пара, образующегося при попаданииводы на расплавленный металл, приведет к взрыву и выбросу последнегоиз печи. В случае эксплуатации печи предложенной конструкции припрогаре охлаждаемого элемента врабочий объем печи из него вытекает незначительная часть рабочегоохладителя и взрыва не будет.Таким образом, предложенная конструкция печи не только снижаетзатраты на ее эксплуатацию, но изначительно повышает безопасностьее обслуживания,1113645 Составитель Л.Магаюмоваактор М.Недолуженко Техред А,Ач Коррек Синицкая дписно 5 лиал ППП "Патент", г. од, ул. Проектная, 4 аказ 6604(32 Тираж 577 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушмитета СССР открытийская наб., д