Секция свода дуговой печи

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистичесинх

Республик (»)943510 (61) Дополнительное к авт. саид-ву

I (22) Заявлено 31 12.80 (21) 3230431(22-02 (5l)M. Кл.

F 27 0 1/02 с присоединением заявки №

9куаарстеснаМ квиитет

СССР вв аалэм кзебретеккк и вткрыткв (23) Приоритет

Опубликовано l 5.07.82. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 15.07.82 (53) УДК 669.187.

2.24 (088.8) Л. 3. Беленький, В. Л. Розенберг, В. П. Кондра ов, И П. Воропаев и В. С. Тихомиров (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно;исследовательский проектно- онструкторский

)) и технологический институт эпектротермическогооборудования (71) Заявитель (54) СЕКЦИЯ СВОДА ДУГОВОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к печестроению для черной и цветной металлургии конкретно к конструкции сводов рудовосстановительных электропечей для производства ферросплавов, никеля, медно-никелевого штейна и других продуктов.

Известна конструкция свода дуговой печи, отдельные секции которого выполнены в ви. де металлическо)о водоохлаждаемого каркаса с футеровкой из огнеупорного фасонного кирпича (1).

Недостатками такого ре)пения являются трудоемкость и с.)ожность его. изготовления и малая интенсивность охлаждения. Поэтому появ. яется необходимость создания секции свода из металлических водоохлаждаемых кессонов с огнеупорным слоем, наносимым на нижнюн) часть кессона. . Наиболее близким по технической сущно сти и достигаеM()M) результату к изобретению является секция свода дутовой печи

РК3-165, вк:)к) )ан)щаи металлический кессон. снабженнный чту:):).)ическимн перегородками внутри, расположенными перпендикулярно нижнему и верхнему листам кессона, напорный и сливной коллекторы. а также защитный слой жароупорного бетона. закрепленный на нижнем листе кессона (2).

Недостатком известной секции свода является взрывоопасность. При эксплуатации водоохлаждаемых секций свода часто возникают ситуации в технологическом процессе, которые приводят к резкому росту температуры под сводом цо 1500 — 2000 С с образованием местных "свищей" с температурой свыше

2000 С. Резкие многократные возрастания температуры под сводом, а также возникающие при работе печи термические напряжения в сварных швах секций свода периодически вызывают контролируемые течи воды в рабочее пространство печи. что приводит к интен20 сивному парообразованию и резком> росту давления под сводом. При этом рост давления происходит практически мгновенно, вызывает взрывы с выбросом на большие расстояния секций свода и горячего шихтового ма3 943510 териала, ведет к тяжелым последствиям для обслуживающего персонала и оборудования.

Для мощных рудовосстановительных электропечей подобная авария в среднем происходит каждые 4 — 6 мес., и при этом простои печи достигают 20 — 25 сут. Эффективных средств контроля и выявления момента начала утечки воды из секции свода до сих пор: не найдено.

Цель изобретения — обеспечение вэрывобезо-, p пасности и увеличение срока службы.

Цель достигается тем, что в известной секции свода дуговой печи, включающей металлический кессон с перегородками внутри, напорный и сливной коллекторы, огнеупорный слой на нижней части кессона, кеесон выполнен в виде двух камер с герметичной горизонтальной перегородкой между ними, при этом нижняя камера заполнена порошкообразным высокоогнеупорным теплопроводным материалом и снабжена термопарами.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, вертикальный разрез.

Секция состоит из металлического кессона

1 и защитного слоя 2 жаропрочного бетона, 25 закрепленного на нижнем листе 3 кессона 1.

Металлический кессон 1 состоит из двух камер 4 и 5. Верхняя камера 4 представляет собой водоохлаждаемую сварную конструкцию, образованную верхним листом 6, боковыми зо листовыми стенками 7 и герметично% перегородкой 8. Для направления потока охлаждающей воды внутренние полости верхней камеры

-4 снабжены дополнительными вертикальными перегородками 9. В верхнем листе 6 выполнены коллекторы 10, предназначенные для подвода и слива охлаждающей воды, Направление движения потоков охлаждающей воды показано на чертеже стрелками. Весь объем нижней камеры 5 . заполнен порошкообразным высоко- „ огнеупорным и теплопроводным материалом

11, внутри которого установлены термопары 12.

Крепление защитного слоя 2 бетона к кессону 1 может быть осуществлено, например, с помощью специальной арматуры из тонкой стальной проволоки, приваренной к его нижнему листу. В качестве порошкообразного высокоогнеупорного и теплопроводного материала может быть применена, например, смесь графитового порошка с тонкомолотым шамо50 том с различным соотношением компонентов в зависимости от требований технологического процесса, для которого применяется предлагаемое устройство. При сборке секции нижнюю камеру 5 заполняют порошкообразным материалом и устанавливают гермопары. После установки секций перед включением печи в верхнюн> камеру 4 подают воду. При эксплуатации печи температура в рабочей зоне

400-1000 С. На внутренней поверхности слоя

2 стабилизируется температура на 300 †8 C меньшая, чем в рабочем пространстве печи, за счет теплообмена с учетом отбора тепла охлаждающей водой. Например, при эксплуатации ферросплавной печи мощностью

16,500 кВА для производства 45%-ного ферросилиция температура в рабочем пространстве под сводом печи достигает 1100 С, а на внутренней поверхности бетонного слоя 2 — 300 С, При этом за счет низкой теплопроводности бетона температура нижнего листа 3 кессона

100 — 120 С за счет высокой теплонроводности материала 11. При этом термопары 12 показывают среднюю температуру порядка 100 С.

Резкий рост температуры в одной из зон рабочего пространства печи до 1500 С и выше связан с образованием высокотемпературных газовых потоков, вырывающихся из реак-. ционных зон печи при различных нарушениях технологического процесса. Непосредственный контакт высокотемпературного потока с поверхностью бетонного слоя 2 приводит к

его расплавлению, перегреву И последуюшему прогоранию нижнего листа кессона 1. Перегрев листа 3 замедляется, благодаря высокой теплопроводности материала 11, и фиксируется термопарами 12, которые оперативно указывают на характер и место повреждения секции свода. За счет появления быстрого и оперативного сигнала появляется возможность устранения дефекта при минимальном времени простоя; Появление течи охлаждающей воды из секции свода предлагаемое устройство позволяет быстро зафиксировать в самом начале.

Попадание даже первых капель воды в нижнюю камеру 5 приводит к пацению температуры, показываемой одной из термопар 12 благодаря более низкой температуре воды (30—

40 .С) и увеличению затрат тепла на испарение воды в объеме нижней камеры 5. Наличие в устройстве нескольких термопар 12 позволяет определить место утечки воды, благодаря чему появляется возможность избежать взрывов и с минимальными потерями времени устранить причину течи воды. Наличие высокотеплопроводного материала 11 позволяет обеспечить быстрое снижение температуры в нижней камере 5, тем самым оперативно предотвратить возможную тяжелую аварию. Порошкообразное состояние материала

11 позволяет обеспечить минимальный объем воздуха в нижней камере 5 и тем самым достичь высокой чувствительности камеры 5 к любым вышеперечисленным аварийным ситуациям. Предлагаемое устройство позволяет увеличить срок службы секции свода с 46 мес. до 4 — 5 лет, что при выплавке ферросилиция и других продуктов в печи мощСоставитель О. Веретенников

Техред М. Надь

Корректор М немчик

Редактор М. Иылын

Заказ 5089/45

Подписное

Тираж 645. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., и. 4/5

Филиал ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4.4 9435 постыл 16 ° 500 кВА позволяет достигнуть экономический эффект 800 тыс. руб. в год, только эа счет устранения потерь производства при аварийных простоях оборудования.

Формула изобретения

Секция свода дуговой печи, включающая металлический кессон с перегородками внут- 10 ри, напорный и сливной коллекторы, огнеупорный слой на нижней части кессона, о т; . л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью

10 6 . обеспечения взрывобезопасности и увеличения срока службы, кессон выполнен а виде двух камер с герметичной горизонтальной перегородкой между ними, при этом нижняя камера эацолнена порошкообразным высокоог-; неуцорным теплопроводным материалом и снабжена термопарами.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1. Рысс М. А. Производство ферросплавов.

М., "Металлургия", 1968, с. 74, 2. Рабочий проект цечи РК3-16,5 н 11, черт. ОНФ 111.420, ВС.