Корпус дугової сталеплавильної печі

1. Корпус дугової сталеплавильної печі, що містить кожух з прикріпленими до нього трубчастими водоохолоджуваними елементами, труби яких розміщені з зазором, який відрізняється тим, що трубчасті водоохолоджувані елементи встановлені по внутрішньому периметру кожуха коаксіально по меншій мірі в два шару, по меншій мірі один з яких, звернутий в сторону робочого просто 34083 номірні умови для утворення захисного шару гарнісажу, особливо в зоні укосів печі, сприяють створенню небажаного температурного градієнту по висоті кожуха печі, що призводить до зниження безпеки і підвищених енергетичних витрат. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення корпусу дугової сталеплавильної печі, в якому за рахунок зміни конструкції створюються умови для утворення захисного шару гарнісажу по всій робочій поверхні кожуха печі, що забезпечує підвищення термічного опору корпусу і скорочення енергетичних витрат. Поставлена задача вирішується тим, що в корпусі дугової сталеплавильної печі, що містить кожух з прикріпленими до нього трубчастими водоохолоджуваними елементами, труби яких розміщені з зазором, згідно з винаходом, трубчасті водоохолоджувані елементи встановлені по внутрішньому периметру кожуха коаксіально по меншій мірі в два шару, по меншій мірі один з яких, звернутий в сторону робочого простору печі, виконаний в вигляді співвісно встановлених кілець по рівням, причому поздовжні осі труб водоохолоджуваних елементів в кожному рівні лежать в одній площині, в зоні укосів печі кільця встановлені з збільшенням їхньої кількості в кожному нижньому рівні, а зазор в вертикальній площині між трубами рівний z=dcep.k, де: dcep - середній діаметр труб суміжних рівнів, k - кількість труб на одному рівні. Доцільно між кожухом і зовнішньою поверхнею водоохолоджуваних елементів розміщення теплоізоляційного матеріалу з низьким коефіцієнтом теплопровідності, наприклад пінобетону, азбесту, фетру. Суть запропонованого винаходу полягає в створенні такої конструкції корпусу дугової сталеплавильної печі, що дозволила б максимально збільшити площу гарнісажу в робочому просторі печі, підвищити термічний опір корпусу печі і знизити при цьому видаток труб у водоохолоджуваних елементах. Така конструкція сприяє створенню збільшених зон охолоджування в міжтрубному просторі водоохолоджуваних елементів, що сприятливо впливає на утворення тривкого шару гарнісажу, принципово змінюючи режим захисту корпусу печі від теплових впливів не тільки шляхом водяного охолоджування робочого простору печі, але і створенням потужного теплоізолювального шару з утвореного гарнісажу. Оскільки міжтрубний простір в водоохолоджуваних елементах збільшений, це підвищує термічний опір корпусу печі, призводить до зниження видатку труб, зменшує видаток води, знижує теплові втрати в робочому просторі печі. Покращуються умови техніки безпеки, оскільки навіть у випадку прогару перших до робочого простору кілець в екстремальних ситуаціях захист кожуха печі не погіршується. Це обумовлено тим, що зберігається наступний ряд водоохолоджуваних елементів і утворений шар гарнісажу не руйнується. Настанова кілець в зоні укосів печі з збільшенням їхньої кількості в кожному нижньому рівні, де можливо утворення прогарів забезпечує захист укосів від теплових навантажень, зменшуючи кількість ремонтів укосів в міжплавочні періоди циклів і знижуючи видатки вогнетривких матеріалів. Утворення потужного захисного шару гарнісажу дозволяє зберігати геометрію внутрішнього простору печі в течію всієї кампанії, збільшуючи її, перешкоджає розпалам в особливо теплонавантажених зонах, що супроводжується складнощами в ремонті футеровки печі в міжплавочні періоди, що потребує ручної праці і підвищеного видатку дорогих спеціальних вогнетривких матеріалів. На фіг. показано корпус дугової сталеплавильної печі, вертикальний розріз. Корпус дугової сталеплавильної печі містить кожух 1 з прикріпленими до нього трубчастими водоохолоджуваними елементами, труби 2 яких розміщені з зазором. Водоохолоджувані елементи встановлені по внутрішньому периметру кожуха 1 коаксіально в два шару. Внутрішній шар, звернутий в сторону робочого простору печі, виконаний в вигляді кілець 3, встановлених співвісно по рівням. Зовнішній шар виконаний в вигляді спіралей 4. Поздовжні осі труб 2 внутрішнього і зовнішнього шарів водоохолоджуваних елементів в кожному рівні лежать в одній площині. В зоні укосів 5 печі кільця 3 встановлені з збільшенням їхньої кількості вкожному нижньому рівні. Зазор між трубами 2 в вертикальній площині складає z=dсepk, де dсep - середній діаметр труб суміжних рівнів, k - кількість труб на одному рівні. Між кожухом 1 і зовнішньою поверхнею спіралей 4 розміщений теплоізоляційний матеріал 6 з низьким коефіцієнтом теплопровідності, наприклад пінобетон, азбест, фетр. Пристрій працює таким чином. Після настанови кілець 3 і спіралей 4 в корпусі печі, простір, що утвориться кожухом 1 і зазори між трубами 2 водоохолоджуваних елементів заповнюються вогнетривкою масою, наприклад сумішшю магнезиту з рідким склом. В процесі плавки вогнетривка маса взаємодіє з пилоподібною фракцією робочого простору печі під впливом високих температур і охолоджувального ефекту трубчастих кілець 3 і спіралей 4. При цьому утвориться щільний захисний шар гарнісажу, що не руйнується в течію всієї кампанії. Під чинністю теплового потоку з боку електричних дуг і одночасного охолоджування поверхнею водоохолоджуваних елементів утвориться оптимальна товщина шару гарнісажу, що забезпечує значний термічний опір. Розташування труб 2 водоохолоджуваних елементів так, що їхні поздовжні осі в кожному рівні лежать в одній площині, призводить до зниження теплових втрат з охолоджуваною водою, оскільки спадний тепловий потік сприймається в основному кільцями 3, розташованими з боку робочого простору печі. Спіралі 4, що екрановані кільцями 3, перевизначені для підтримання оптимального шару гарнісажу. В зв'язку з тим, що теплообмін в печах з температурою робочого простору більш 1000°С відбувається в основному випромінюванням, втрати енергії з охолоджуваною водою в спіралях 4, розташованих за першими кільцями будуть незначними. Наявність тривкого шару гарнісажу в робочому просторі печі надає можливість широкого варіювання електричними режимами в процесі виплавки сталі, без побоювання пошкодження футеровки, в особливості в теплонавантажених зонах - зонах укосів 5, тобто підвищення термічного опору корпуса печі сприяє розширенню технологічних мож 2 34083 ливостей електросталеплавильного процесу. Розміщення теплоізоляційного матеріалу 6 між кожухом 1 і зовнішньою поверхнею спіралей 4 забезпечує максимальний термічний опір по всій висоті корпусу печі, оскільки він прямо пропорційний товщині футеровки і обернено пропорційний коефіцієнту теплопровідності гарнісажу. Крім того, наявність постійного шару гарнісажу відвертає попадання матеріалу футеровки в шлакометалевий розплав в процесі плавки, що покра щує процес шлакоутворення, сприяє збільшенню циклу плавки і підвищенню стабільності процесу виплавки, а також призводить до поліпшення якості готового металу. Таким чином, запропонований корпус дугової сталеплавильної печі забезпечує утворення захисного шару гарнісажу по всій робочій поверхні кожуха печі, що призведе до підвищення термічного опору корпусу і скороченню енергетичних витрат. Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3