Водоохолоджувана панель дугової сталеплавильної печі

Водоохолоджувана панель дугової сталеплавильної печі, що містить гнуті тр уби, встановлені з зазорами, заповненими вогнетривкою масою і кожух, яка відрізняється тим, що тр уби постачені ребрами, розташованими вздовж осі труби на поверхні, ближчої до кожуху, а максимальний зазор між трубами рівний: 30511 пла. Тонкий шар гарнісажу мало акумулює тепла, що збільшує енергетичні витрати на початку наступної плавки. Малий зазор між трубами збільшує металомісткість панелі і знижує її стійкість за рахунок великої імовірності пошкодження труб випромінюванням дуги. В основу винаходу поставлене завдання вдосконалення водоохолоджуваної панелі дугової сталеплавильної печі, в якій за рахунок зміни конструкції досягається збільшення термічного опору панелі при зниженні площі поверхні, що охолоджується, що забезпечить скорочування втрат тепла, зниження металомісткості і підвищення стійкості. Поставлене завдання вирішується тим, що у водоохолоджуваній панелі дугової сталеплавильної печі, що містить гнуті труби, встановлені з зазорами, заповненими вогнетривкою масою і кожух, згідно з винаходом труби постачені ребрами, розташованими вздовж осі труби на поверхні, ближчій до кожуха, а максимальний зазор між трубами дорівнює: z = K1 × K 2 дасть можливість скоротити площу поверхні труб, що охолоджується, підвищенням зазору між ними і скороченням їхньої кількості, а отже, зменшити металомісткість панелі. Зменшення кількості труб сприяє акумулюванню більшої кількості тепла гарнісажем і вогнетривкою масою і, відповідно, збільшенню теплового потоку за рахунок інфрачервоного випромінювання від склепіння до шихти у наступній плавці, що призводить до зниження енерговитрат та скорочення часу плавки. Виключається також необхідність потужного газового захисту склепіння, що використовується звичайно для зменшення руйнівного впливу випромінюванням дуги, що призводить до підвищенню якості сталі за рахунок зменшення в ній вмісту водню, при розкладанні газу, що поступає. Таким чином, введення у конструкцію водоохолоджуваної панелі ребер з регульованою (заданою) їхньою сумарною поверхнею, сприяє утворенню механізму управління тепловідвода у водоохолоджуваній панелі. Крім того, відбувається менш жорстке вирівнювання сумарної товщини вогнетривкої маси і гарнісажу за рахунок зменшення зносу вогнетривкої маси, при цьому зберігається рівномірна товщина вогнетривкої маси і підвищується стійкість панелі. Зменшення теплових втрат досягається у результаті підвищення термічного опору панелі і збільшення товщини гарнісажу. Виконання додаткових ребер дозволяє збільшити сумарну поверхню додаткових "холодильників", що згідно з механізмом управління тепловідвода у водоохолоджуваній панелі дасть можливість ще більше збільшити термічний опір панелі при одночасному зниженні площі поверхні, що охолоджується за рахунок зменшення кількості водоохолоджуваних тр уб. Винахід, що пропонується, пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показана водоохолоджувана панель склепіння дугової сталеплавильної печі, вигляд зверху; на фіг. 2 - розріз радіальної гілки панелі склепіння; на фіг. 3 - стінова панель спірального типу; на фіг. 4 - розріз гілки стінової панелі. Водоохолоджувана панель склепіння дугової сталеплавильної печі, що пропонується, містить гнуті труби 1, виконані у вигляді змійовика із максимальним зазором між трубами, що визначається за емпіричною формулою, металевий лист 2, що виконує роль кожуха. Ме талевий лист 2 перекриває зазори між трубами та перешкоджає вибиванню газів та випромінюванню з печі. На поверхні труби 1, ближчій до металевого листа 2, виконані ребра 3 вздовж осі труби і укріплені на трубі шляхом зварного з'єднання. Труби 1 спільно з ребрами 3 прикріплені за допомогою кріпильної шайби до металевого листа 2. У міжреберному просторі розміщена вогнетривка маса 4. Водоохолоджувана панель може виконуватися із кількістю рядів труб більше одного. В цьому випадку ряди труб взаємозв'язані між собою за допомогою держателів, а ребра виконані на трубах зовнішнього ряду на стороні, ближчій до металевого листа 2. Водоохолоджувана панель дугової сталеплавильної печі працює таким чином. Перед установкою у піч панелі здійснюють набивання міжреберного простору по всій висоті ре S , L де: z - зазор між трубами, м; K1 - коефіцієнт, що враховує параметри панелі, дорівнює 0,4-1,8; K2 - коефіцієнт, що враховує розмір теплового потоку, що падає, дорівнює 0,5-2,0; S - сумарна площа ребер, м 2; L - довжина труби, м. Доцільно виконання додаткових ребер, розміщених під кутом до осі тр уби і основних ребер. Коефіцієнти K1 і K2 отримані емпіричним шляхом при дослідженні теплової роботи дугови х сталеплавильних печей з водоохолоджуваними панелями різної місткості і потужності. Ребра, також як і труби, виконують функцію охолоджувачів, чим сприяють збільшенню товщини шару гарнісажу і, практично виключають знос вогнетривкої маси. Ефективність охолоджувальної спроможності ребер знаходиться в прямій залежності від сумарної площі їхньої поверхні. Крім того, ребра використані як арматура для вогнетривкої маси і гарнісажу, що утворюється, їхня наявність сприяє збереженню більш товстого шару гарнісажу в процесі плавки. Постійний тепловідвід з поверхні ребер створює сприятливі умови для меншого оплавлення гарнісажу, зменшуючи глибину воронок у міжтрубному просторі. Завдяки цьому забезпечуються умови високого термічного опору панелі. Оскільки температура ребер при максимальному тепловому потоці (у відновний період плавки та перед випуском) на порядок нижче температури плавлення гарнісажу (1360-1400°С і складає порядку 130°С, то введення додаткових "холодильників" - ребер - дасть можливість зменшити поверхню водоохолоджуваних тр уб за рахунок збільшення зазору між ними, що призведе до зменшення сумарних втрат тепла, а також зниження металомісткості панелі. Оскільки коефіцієнт теплопровідності гарнісажу майже у 30 разів менше коефіцієнту теплопровідності водоохолоджуваної труби, то збільшення товщини гарнісажу при відсутності плавлення вогнетривкої маси підвищує термічний опір панелі, що 2 30511 бер 3 вогнетривкою масою 4. Як вогнетривка маса може бути використаний магнезитовий порошок (97%) і рідке скло (3%). В склепінні печі металевий лист 2 прикріплюється до несучих конструкцій. Стінові панелі встановлюються вертикально і прикріпляються поміж собою з утворенням робочого простору печі. Вода поступає у панель, проходить безупинно по каналах тр уб, відбирає тепло пропорційно площі охолоджування труб і відводиться з панелі у зливний колектор. При цьому в процесі плавки на поверхні труб 1, що охолоджується, утворюється шар гарнісажу 5, складений з плавильного пилу. Під дією нерівномірного теплового потоку товщина гарнісажу в процесі плавки змінюється. При максимальному тепловому потоці товщина гарнісажу мінімальна, а температура металевого листа 2 буде максимальною. Уникаючи руйнування металевого листа, величина максимального зазору між трубами визначається за емпіричною формулою і складає близько 0,5 зазору між трубами у панелі-прототипі. Наприклад, для дугової сталеплавильної печі місткістю 100 тонн, потужністю пічного трансфор матора 80 мВА, тепловий потік, що падає, q= =200 квт/м. Діаметр труб, з яких виготовлена панель, d=0,076 м. Розміри панелі складають 1,8´ ´2,0 (м), площа 3,6 м 2. При довжині труби L=16 м і висоті ребер, виконаних вздовж осі труби, що дорівнює 0,1 м, площа ребер складає 1,6 м 2. Максимальний зазор між трубами складає близько 100 мм, що вдвічі більше, ніж зазор між трубами панелі-прототипу, і забезпечує зниження металомісткості. Збільшення зазору між трубами забезпечить підвищення стійкості панелі, оскільки знизить імовірність пошкодження труб дугою, а у міжплавочні періоди усуваються різкі тіплозміни, тому що конструктивні особливості панелі, що дозволили реалізувати знайдений механізм тепловідвода, забезпечують значне акумулювання тепла товстим шаром гарнісажу і вогнетривкої маси. Наявність більшої кількості гарнісажу при збільшеному зазорі між трубами призводить до того, що його оплавлення при перекиданні дуги, обриває її та виключає вплив дуги на панель. Фіг. 1 Фіг. 2 3 30511 Фіг. 3 Фіг. 4 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4