Водоохлаждаемый свод электродуговой печи

 

Изобретение относится к металлургии, к конструкции водоохлаждаемых сводов плавильных печей. Сущность изобретения: водоохлаждаемый свод электродуговой печи, содержит коллекторы подвода и отвода охладителя, соединенных с трубчатыми кронштейнами, верхние и нижние ветви которых расположены радиально, а их вершины образуют концентрическое посадочное гнездо, в которое установлена центральная часть свода. Трубчатые кронштейны разделены на отдельные секции, каждая из которых выполнена в форме профильной пружины, вертикальная проекция витков которой соответствует кронштейну. Это позволит повысить эксплуатационную стойкость свода. 3 ил.

Изобретение относится к металлургии, конкретно к конструкции водоохлаждаемых сводов плавильных печей.

Известен свод электродуговой печи, содержащий коллекторы подвода и отвода охладителя и соединяющие их трубчатые элементы, расположенные радиально [1] Недостатком данной конструкции является большое количество сварных швов, герметичность которых часто нарушается из-за большой тепловой нагрузки и коробления трубчатых элементов. Подварка, замена трубок и другие ремонтные работы требуют значительного времени, что снижает рабочее время печи и соответственное ее производительность.

Известна конструкция свода, содержащая коллекторы подвода и отвода охладителя, соединенные с трубчатыми кронштейнами, верхние и нижние ветви которых расположены радиально, при этом их вершины образуют концентрическое гнездо, в которое установлена центральная часть свода [2] Недостатками данного свода является следующее: большое количество сварных герметичных соединений кронштейнов с коллекторами предъявляет повышенные требования к сварным работам и предполагает большую степень опасности нарушения герметизации сварных швов и выхода свода из строя. В случае нарушения герметизации хотя бы одного сварного шва необходимо продувать систему охлаждения и заваривать образовавшуюся трещину. Это требует значительного времени, снижает рабочее время эксплуатации печи и тем самым ее производительность.

Цель изобретения повышение эксплуатационной стойкости свода и производительности печи.

Цель достигается тем, что в водоохлаждаемом своде электродуговой печи, содержащем коллекторы подвода и отвода охладителя, соединенные с трубчатыми кронштейнами, верхние и нижние ветви которых расположены радиально, при этом их вершины образуют концентрическое посадочное гнездо, в которое установлена центральная часть свода, согласно изобретению трубчатые кронштейны свода разделены на отдельные секции, каждая из которых выполнена в форме профильной пружины, вертикальная проекция витков которой соответствует кронштейну.

Выполнение свода в форме профильной пружины значительно сокращает число герметичных сварных швов, а выполнение свода секционным объясняется следующим. При охлаждении элементов не допускается превышение температуры охлаждающей воды на сливе выше 60^оС, так как это связано с осаждением солей на внутренней стенке трубы, зарастанием ее проходного сечения и выходом ее их строя. Поэтому через трубы-кронштейны должно протекать значительное количество воды и с большей скоростью, что обеспечивается избыточным давлением на входе в охлаждаемый элемент. Выполнение кронштейнов в форме единой неразрывной пружины приводит к очень большому гидравлическому сопротивлению и соответственно к требованию очень большого давления на входе. Это потребует увеличения толщины трубы коллектора для подвода воды и специального оборудования для увеличения давления воды. Секционирование кронштейнов резко снижает гидравлическое сопротивление системы охлаждения. Кроме того, в случае прогара кронштейнов при неразрывной пружине необходимо будет продувать всю систему, что также затруднительно, а при значительном прогаре и выходе хотя бы одного кронштейна из строя придется менять весь свод. При разделении кронштейнов на секции эти недостатки устраняются, что положительно сказывается на эксплуатационной стойкости свода и производительности печи.

На фиг. 1 представлен свод, вертикальное сечение; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 секция свода, вид снизу.

Водоохлаждаемый свод электродуговой печи содержит трубчатые кронштейны 1, соединенные с подводящим коллектором 2 и отводящим коллектором 3. Кронштейны 1 открыты со стороны рабочего пространства и расположены радиально с зазором. Кронштейны 1 разделены на отдельные секции, каждая из которых выполнена в форме профильной пружины. Вершины витков-кронштейнов соединены между собой, а верхние ветви кронштейнов жестко соединены с наложенной на них сверху опорной пластиной 4 планками 5. Обечайка 6 жестко соединена с опорными пластинами 4 косынками 7. Центральная часть свода 8, выполненная из огнеупорного материала, установлена в посадочное гнездо 9. Свод содержит отверстие газоотсоса 10.

Свод изготавливается и работает следующим образом.

На поворотном столе вертикально устанавливаются жестко две направляющие трубы. Диаметры направляющих труб выбираются в соответствии с необходимыми радиусами гиба кронштейнов. Расстояние между направляющими трубами определяет размеры кронштейнов. Около поворотного стола жестко устанавливается специальный упор. Труба, например, диаметром 76х12, материал сталь 20, жестко закрепляется одним концом на поворотном столе около одной из направляющих труб. Затем нагревается, например, газовой горелкой в месте гиба и включается стол на поворот. Происходит изгиб трубы с соответствующим радиусом гиба. Посредством последовательного нагрева и гиба труб навивается спираль секции свода на направляющих трубах. Затем навитая секция трубчатых кронштейнов снимается с направляющих труб поворотного стола. Вершины витков кронштейнов 1 сваривают между собой, а противоположные стороны, прилегающие к подводящему 2 и отводящему 3 коллекторам, расклиниваются по периметру свода на заданный зазор, например 50-110 мм. На сборочном стенде укладывают кольца коллекторов для подвода и отвода охладителя. Эти кольца являются основанием всего свода и при установке его на печь соединяются с подвесками портала механизма подъема и поворота свода. По центру окружности коллекторов на определенной высоте устанавливается металлическая обечайка 6, служащая для размещения в ней центральной огнеупорной части свода 9. Верхний коллектор 3 и обечайка 6 соединяются радиально установленными опорными пластинами 4, которые могут быть выполнены из отдельных металлических листов, профилей или труб. Жестко соединенные между собой коллектора, обечайка и пластины образуют несущий каркас свода. Снизу к пластинам 4 с помощью планок 5 крепятся водоохлаждаемые секции 1, после чего концы труб каждой секции соединяются с коллекторами подвода и отвода охладителя. После изготовления свод опрессовывают, затем производят набивку секций из огнеупорного материала.

Трубчатые секции свода практически не имеют сварных соединений в горячей зоне, что повышает их надежность и уменьшает трудоемкость изготовления. Отсутствие крутых поворотов потока воды снижает гидравлическое сопротивление системы охлаждения.

Между верхними и нижними радиально расположенными трубами со стороны коллекторов организованы зазоры. Величина зазоров по периметру свода рассчитана из условия надежного удержания набивки и гарнисажа без использования шлакодержателей, а также максимально возможного снижения тепловых потерь при работе печи.

Надежное удержание набивки и гарнисажа обеспечивает снижение теплопотерь и повышает надежность работы свода, так как снижается вероятность прожога свода дугой при касании шихты.

Собранный свод устанавливается на печь и соединяется подвесками с порталом механизма подъема и поворота свода печи. Коллектор 2 соединяется с цеховой системой подачи воды, а коллектор 3 с системой слива охладителя. Перед завалкой шихты в печь свод приподнимается и отводится в сторону. После завалки свод поворачивается в сторону плавильной ванны и опускается на корпус печи.

В случае прожога одного из кронштейнов, секция, в которой он находится отсоединяется от системы подачи воды и продувается воздухом, после чего труба подваривается в месте трещины. При значительном разрушении труб снимается вся секция и на ее место устанавливается новая.

Так как в данной конструкции кронштейны служат только для охлаждения свода и не являются несущими элементами, стойкость свода увеличивается. Удаление мест сварки из горячей зоны значительно снижает вероятность течи свода. Выполнение свода секционным позволяет в случае прожога одного из кронштейнов быстро устранить неисправность. Все это позволяет значительно увеличить стойкость свода и повысить производительность печи.

Формула изобретения

ВОДООХЛАЖДАЕМЫЙ СВОД ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ, содержащий коллекторы подачи и отвода охладителя, соединенные с трубчатыми кронштейнами, верхние и нижние ветви которых расположены радиально, при этом их вершины образуют концентрическое посадочное гнездо, в которое установлена центральная часть свода, отличающийся тем, что трубчатые кронштейны разделены на отдельные секции, каждая из которых выполнена в форме профильной пружины, вертикальная проекция витков которой соответствует кронштейну.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3