Секция свода дуговой печи
Иллюстрации
Показать всеРеферат
СВОЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ÄÄSUÄÄ 1406441 (51)4 F 27 D 1!02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21 ) 41 71 095/23-02 (22) 29.1 2,86 (46) 30.06.88. Бюп, Р 24 (71) Научно-исследовательский институт металлургии (72) В.Н.Ломакин, Ю.Н,Тулуевский, И.Ю.Зинуров, Ю.В.Нафтолин и Л.К.Андреевских (53) 669.168 (088.8) (56) Струнский В.М. Руднотермические плавильные печи. М.: Металлургия, 1972, с.239.
Авторское свидетельство СССР
М 1117436, кл. F 27 D 1/02, 1983. (54) СЕКЦИЯ СВОДА ДУГОВОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к печестроению для металлургической промышленности и может быть использовано на дуговых сталеплавильных и закрытых ферросплавных печах. Целью изобретения является повышение надежности работы секции свода. За счет установки стального нодоохлаждаемого кессона 1 наклонно относительно нижней тепловоспринимающей стенки 6 корпуса 5 под углом 3-7 с увеличением зазора между ними в сторону патрубка 12 и установления суммарной площади зазоров между боковыми стенками корпуса 5 и кессона 1 в плане
7-15Х площади тепловоспринимающей поверхности корпуса исключается образование на нижней стенке 4 кессона воздушных прослоек и создаются оптимальные условия циркуляции охладителя в корпусе. Применение секции данной конструкции в сводах закрытых ферросплавных печей позволяет увеличить срок службы свода в 1,5-2 раза..
2 ил.
1406441
Изобретение относится к электропечестроению для металлургической, промышленности и может быть использовано на дуговых сталеплавильных и закрытых ферросплавных печах.
Целью изобретения является повышение надежности работы секции свода.
На фиг.1 изображена секция свода дуговой печи, разрез; на фиг, 2 то же, в плане, Секция свода дуговой печи содержит стальной водоохлаждаемый кессон 1 с
:вертикальными сквозными трубами 2,,приваренными к верхней 3 и нижней 4
:стенкам кессона. Кессон 1 внутри гер, метичного заполненного охпадителем корпуса 5 расположен с зазором отно1
;сительно внутренних его поверхностей,,:Нижняя тепловоспринимающая стенка Ъ 20 корпуса 5 футерована огнеупорной мас"
:,сой 7. Для удержания этой массы стен-!
;ка армирована металлическим прутком
8 П-образной формы. Для подачи проТочной охлаждающей воды кессон 1 снаб-25
Фен подводящим 9 и отводящим 10 пат убками. Для заполнения корпуса 5 ох", падителем служит патрубок 11. Удаление воздуха и пара из корпуса 5 проИзводится через патрубок 12, который 30 соединяется с расширительным баком.
Секция свода дуговой печи работает следующим образом.
Полость корпуса 5 постоянно заполнена охладителем, в качестве котороjo может использоваться вода. Тепло от тепловоспринимающей:.стенки 6 кор1 уса передается охладителю и через стенки кессона 1 — проточной воде, 1 иркулирующей внутри кессона.
Установка стенки 4 кессона под углом el 3-.7 к тепловоспринимающей
0 йоверхности корпуса с увеличением зазора между ними в сторону патрубка 12 обеспечивает полное удаление " воздуха из корпуса при его заполнении охладителем и полное удаление из секции водяного пара, который может образоваться при эакипании охлаДителя в условиях высоких локальных тепловых нагрузок на секцию.
Оптимальность указанного интервала угла наклона стенки кессона 4 к
Репловоспринимаемой поверхности корйуса подтверждена исследованиями на модели секции, изготовленной из прозрачного оргстекла. Исследованиями установлено, что при Ы <3 воздух из" ,под стенки 4 кессона при заполнении корпуса модели охладителем полностью не удаляется.и находится обычно в виде множества отдельных тонких прослоек между охладителем и этой стенкой. При Ы = 0 (горизонтальное расположение стенки 4 кессона, как в прототипе) доля поверхности стенки
4 кессона, изолированной воздушными прослойками от охладителя и, следовательно, не участвующей с ним в теплообмене, составляет 50-60% общей поверхности стенки 4. При наклоне стенки 4 доля такой изолированной поверхности снижается и при с = 1; 1,5; о
2 и 2,5 составляет соответственно
30-45; 25-30 и 3"14%.
Наличие воздушных прослоек между охладителем и стенкой кессона снижает эффективность охлаждения и надежность работы секции. При этом с уменьшением угла Ы надежность секции снижается, достигая минимума при горизонтальном расположении стенки
4 кессона, как это выполнено в прототипе. Полное удаление воздуха из-под стенки 4 кессона наблюдается только при o(>i 3
При Ы ) 7 не наблюдается дальнейшее улучшение условий удаления паровых образований с поверхности кессона. С другой стороны, дальнейшее увеличение угла наклона нижней стенки кессона приводит к необоснованному увеличению габаритов секции и повышению металлоемкости иэделия, поэтому выполнение угла o(больше
7О является нерациональным. Так,при с =: 8 дальнейшего улучшения условий теплопередачи не происходит, а масса секции возрастает примерно на
5%.
Предлагаемое соотношение суммарной площади зазоров между боковыми стенками корпуса 5 и кессона 1 и пло щади тепловоспринимающей поверхности корпуса (f) является оптимальным, что подтверждается опытами на огнеВоМ стенде и модели предлагаемой секции. Опыты показали, что уменьшение зазоров между стенками кессона и корпуса секции в интервале значений
f. (7% приводит к резкому ухудшению естественной циркуляции охладителя как в этих зазорах, так и в объеме охладителя над кессоном. При очень малых зазорах (f = 1 -2%) эта циркуляция ухудшается настолько, что в корпусе секции образуются два отдель140644 ных практически изолированных друг от друга объема охладителя (под и над кессоном), сильно отличающихся температурами. Разность температур
5 охладителя этих объемов достигает
40 С при f = 2%, 20 С при f = 4% и
5 С при f = 6%. Расслоение охладителя как результат его ухудшенной циркуляции в узких зазорах между боковыми стенйами корпуса и кессона приводит к быстрому перегреву объема охладителя над кессоном 4, закипанию его и нарушению нормального режима охлаждения секции. Для
= 2,4 и 6% такое закипание охладителя наступает при удельных тепловых нагрузках на секцию 45, 90 :и .120 кВт/м, которые намного ниже значений рабочих тепловых нагрузок на 20 водоохлаждаемые элементы дуговых печей, обычно составляющих 150250 кВт/м
При f = 7% интенсивность циркуляции охладителя в этих зазорах и объе- 25 мах под и над кессоном выравнивается и температура охладителя в этих объемах становится одинаковой. При этом за счет резкого улучшения теплообмена между верхней поверхностью кессо- 30 на и охладителем над этой поверхностью общий уровень температур всего объема охладителя в секции снижается на 10
)5 С, закипание его наступает при более высоких тепловых нагрузках, чем указанные значения рабочих нагрузок в дуговых печах, При увеличении
f свыше 7% интенсивность циркуляции и охлаждения секции продолжает улуч40
4 шаться. Однако при f 7 15% интенсивность циркуляции охладителя не компенсирует ухудшения охлаждения секции от снижения общей теплообменной поверхности кессона. Поэтому отвод тепла кессона ухудшается и использование секции с такими значениями ста" новится нерациональным.
Применение секции предлагаемой конструкции в сводах закрытых ферросплавных печей по сравнению с известной позволит увеличить срок службы сводов в 1,5-2 раза.
Формула изобретения
Секция свода дуговой печи, содержащая корпус с патрубками для подачи охлацителя и удаления воздуха и пара и металлический кессон со сквозными вертикальными трубами, установленный внутри корпуса с зазорами относительно его внутренних поверхностей, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы секции свода, стенка кессона, обращенная к тепловоспринимающей поверхности корпуса, выполнена наклонной к этой поверхности под углом 3-7 с увеличением зазора между стенкой кессона и тепловоспринимающей поверхностью корпуса в сторону патрубка для удаления воздуха и пара, при этом суммарная площадь зазоров между боковыми стенками корпуса и кессона составляет в плане 7-15% от площади тепловоспринимающей поВерхности корпуса.