Кожух самоспікного електрода

1 Кожух самоспікного електрода, переважно круглого чи овального перерізу, що включає металеву обичайку з внутрішніми подовжніми ребрами, який відрізняється тим, що подовжні ребра віддалені від обичайки на відстань, рівну 0,05 0,495 мінімальної відстані між двома протилежними точками на обичайці, при цьому сумарна площа поперечного перерізу подовжніх ребер складає 0,001 - 0,020 площі поперечного перерізу електрода 2 Кожух по п 1, який відрізняється тим, що подовжні ребра закріплені на поперечних ребрах, виконаних зі сталевих пластин чи металопрокату і прикріплених рівномірно до обичайки з кроком, рівним 0,1 - 0,9 мінімальної відстані між двома протилежними точками на обичайці 3 Кожух по пп 1, 2, який відрізняється тим, що подовжні ребра виконані з пластин періодичного і/чи перфорованого профілю з кроком перфорацій чи виступів, рівним кроку поперечних ребер Винахід відноситься до електротермії і може бути використаний при виготовленні й експлуатації електродів, що самообпікаються Безперервні електроди, що самообпікаються, є одним з основних елементів конструкції рудовідновлювальних електропечей, від надійної роботи яких у значній мірі залежить продуктивність печі, питома витрата електроенергії, витяг ведучого елемента й ІНШІ техніко-економічні показники Експлуатаційна СТІЙКІСТЬ електродів, що самообпікаються, у свою чергу, залежить від конструкції кожуха, складу вуглецевої електродної маси, режиму експлуатації, впливу пічної атмосфери і т і Основним недоліком відомих електродів, що самообпікаються, є їх відносно низька експлуатаційна СТІЙКІСТЬ, обумовлена тріщиноутворенням у скоксованому блоці після окислювання обичайки і ребер кожуха електрода Відомий кожух електрода, що самооб пі кається, вміщуючий металеву обичайку і приварені до неї подовжні ребра, установлені похило до дотичної, проведеної в точці зварювання Кут нахилу 20 - 80° (Авторське посвідчення № 431651, М кл Н05В7/06, 1974р) Недоліком його є низька надійність роботи У даному випадку похиле розташування ребер запобігає поширенню тріщин всередину електрода, однак підвищує імовірність сколювання сегментів скоксованого блоку електрода При цьому переріз електрода зменшується, ЩІЛЬНІСТЬ струму в ньому збільшується, що приводить до обриву електрода Розташування ребер близько до поверхні електрода приводить до їхнього швидкого нагрівання й окислювання, що також знижує експлуатаційну СТІЙКІСТЬ Відомий також кожух електрода, що самообпікається, (Авт свид СРСР № 843318, М кп Н05В7/09, 1979 р ), у якому прикріплені до обичайки радіальне спрямовані ребра виконані у виді пластин шириною, рівною 0,03 - 0,08 діаметра кожуха і вигнутих по всій довжині у виді періодичної кривої, амплітуда якої дорівнює 0,01 - 0,03 діаметра кожуха, а відношення амплітуди до періоду складає 0,9 -1,1 Пластина може бути вигнутою у виді синусоїди, сполучених ПІВКІЛ, кривої з Л- образним чи Побразним профілем Зазначений кожух також має приведений вище недолік - ребра поділяють скоксованний вуглецевий блок електрода на секції, на місцях оплавлених ребер утворюються розпали, по яких до центра електрода поширюються термічні тріщини, що приводить до обломів окремих секцій чи скоксованого блоку в цілому Найбільш близьким по технічній сутності до винаходу є кожух електрода, що самообпікається, 1 00 (О (О 46687 переважно круглого чи овального перетину, що включає металеву обичайку з внутрішніми подовжніми ребрами (Гасик М И Самообжигающиеся электроды рудовосстановительных печей - М Металлургия, 1976 р - С 235 - 283) По всій довжині подовжніх ребер виконані отвори Подовжні ребра прикріплені до обичайки за допомогою зварювання Недоліком даної конструкції кожуха є низька надійність роботи Металева обичайка кожуха під впливом високих температур і агресивних газів окислюється й оплавляється Нижче контактних плит вуглецевий блок стає оголеним, і все механічне навантаження по утриманню скоксованого блоку, стовпа рідкої і твердої електродної маси приймають на себе ребра жорсткості, а саме ті їхні частини, що знаходяться в скоксованому блоці В міру перепуску електрода з підвищенням температури ця частина ребра жорсткості теж окислюється, причому цей процес починається з торця, що приварюється до металевої обичайки При вимиканні печі скоксований блок прохолоджується, поверхня його швидше втрачає температуру, ніж центральна частина, поверхневі шари блоку стискуються, роблячи тиск на центральну частину Оскільки ребра розчленовують скоксований блок електрода на сектори, на місцях ребер, що виплавилися, утворюються розпали, по яких до центра електрода поширюються термічні тріщини Це приводить до зниження термічної СТІЙКОСТІ електрода, збільшенню його витрати, обломам робочого кінця і зниженню продуктивності печей В основу винаходу поставлена задача шляхом установки подовжніх ребер на деякій відстані від обичайки забезпечити одержання монолітної поверхні скоксованого блоку електрода, запобігти розподілу його на секції після оплавлення обичайки і ребер за рахунок утворення розпалів і тріщин В остаточному підсумку це забезпечує підвищення експлуатаційної СТІЙКОСТІ електродів Поставлена задача вирішується тим, що в кожусі електрода, що - самообпікається, переважно круглого чи овального перерізу, що включає металеву обичайку з внутрішніми подовжніми ребрами, ВІДПОВІДНО до винаходу, подовжні ребра виддалені від обичайки на відстань, рівну 0,05 - 0,495 мінімальної відстані між двома протилежними точками на обичайці, при цьому сумарна площа поперечного переріза подовжніх ребер складає 0,001 - 0,020 площі, обмеженої обичайкою кожуха Ребра не поділяють електрод зазначеної конструкції на секції (сектори), поверхня електрода після оплавлення ребер є монолітною, розпали і термічні, радіальне спрямовані від поверхні до центра, тріщини не утворюються В остаточному підсумку значно зростає експлуатаційна СТІЙКІСТЬ електродів Зменшується витрата електродної маси, листової сталі, підвищуються технікоекономічні показники електроплавки Видалення ребер від обичайки на відстань більш 0,495 мінімальної відстані між двома протилежними точками на обичайці не приводить до підвищення експлуатаційної СТІЙКОСТІ, тому що при цьому необхідно зменшити товщину ребра до розмірів, що не забезпечують необхідну механічну МІЦНІСТЬ При відстані менш 0,05 мінімальної відстані СТІЙКІСТЬ пропонованого електрода не перевищує СТІЙКІСТЬ відомих електродів, тому що вуглецева поверхня окисляється і ребра досить швидко оголяться й оплавляться з появою розпалів і розвитком термічних тріщин Відношення площі поперечного переріза подовжніх ребер до площі поперечного переріза електрода, обмеженою обичайкою кожуха, менш 0,001 не забезпечує достатню механічну МІЦНІСТЬ для утримання робочого кінця електрода Збільшення площі поперечного переріза подовжніх ребер до 0,02 площі електрода недоцільно, тому що механічна МІЦНІСТЬ перевищить необхідну, у той же час підвищиться трудомісткість нарощування ребер, збільшиться витрата металу Приведена сукупність відомих і нових ознак є достатньою для ідентифікації винаходу, що заявляється, і ВІДМІННОСТІ його від відомих, тому що вирішує поставлену технічну задачу Обраний діапазон величини видалення подовжніх ребер від обичайки визначений експериментальним шляхом і є оптимальним для електрода даної конструкції, тому що в такому діапазоні забезпечуються найкращі умови для виготовлення й експлуатації електродів Крім того, винахід має й ІНШІ ВІДМІТНІ ознаки, що характеризують об'єкт, що заявляється, в окремих випадках його виконання й експлуатації У кожусі електрода, що самообпікається, подовжні ребра закріплені на поперечних ребрах, виконаних зі сталевих пластин чи металопрокату і прикріплених рівномірно до обичайки з кроком, рівним 0,1 - 0,9 мінімальної відстані між двома протилежними точками на обичайці Зменшення кроку нижче 0,1 недоцільно, тому що підвищує витрату металу і знижує МІЦНІСТЬ скоксованого вуглецевого блоку після оплавлення ребер Крок більш 0,9 не забезпечує механічну МІЦНІСТЬ робочого кінця електрода У кожусі електрода, що самообпікається, подовжні ребра виконані з пластин періодичного і/чи перфорованого профілю з кроком перфорації чи виступів на ребрах періодичного профілю, рівним кроку поперечних ребер Відхилення в будь-яку сторону знижує МІЦНІСТЬ електрода Винахід пояснюється кресленнями з указівкою позначених на них елементів На фіг 1 зображений поздовжній розріз кожуха електрода, що самообпікається На фіг 2 зображений розріз А - А на фіг 1 для кожуха круглого перерізу, на фіг 3 - розріз А - А фіг 1 для кожуха овального перерізу Кожух електрода, що самообпікається, (фіг 1 3) переважно круглого (фіг 2) чи овального (фіг 3) перетину містить металеву обичайку 1 із внутрішніми подовжніми ребрами 2, видаленими від обичайки на відстань «а», рівну 0,05 - 0,495 мінімальної відстані «в» між двома протилежними точками на обичайці 1 Сумарна площа Si поперечного переріза подовжніх ребер 2 складає 0,001 - 0,020 площі S2 поперечного перерізу кожуха (площі, обмеженою обичайкою в перетині А - А, фіг 1) У кожусі електрода, що самообпікається, подовжні ребра 2 кріпляться до обичайки 1 за допомогою поперечних ребер 3, виконаних з металевих пластин чи металопрокату Крок поперечних ребер 3 складає 0,1 - 0,9 мінімальної відстані «в» між двома протилежними крапками на обичайці 1 для овального електрода (фіг 3) чи 0,1 - 0,9 діаметра круглого електрода (фіг 2) На фіг 4 приведене спрощена будівля електрода, що самообпікається Виготовлення секції кожуха електрода здійснюється в такий спосіб Розкроєному металевому, переважно сталевому, листу довжиною, рівною периметру електрода, у гибочному пресі надається форма електрода, по висоті обичайки прикріплюються (приварюються) поперечні ребра 3 Окремо виготовляються подовжні ребра 2 Під час роботи електропечі в міру витрати електрода секції кожуха нарощують зверху Спочатку приварюються подовжні ребра 2, потім встановлюється обичайка 1 з поперечними ребрами З, подовжні ребра 2 приварюються до поперечних З, 46687 секції обичайки 1 зварюються по периметрі суцільним швом У кожух електрода завантажується електродна маса, що складається з твердого наповнювача, наприклад, коксу і / чи термоантрациту, і сполучного, наприклад, кам'яновугільного пеку В міру витрати електрода маса нагрівається і послідовно переходить із твердого стану 6 (фіг 4) у рідкий 7 і скоксований 8 За допомогою контактних плит 5 до електрода підводиться електричний струм, що нагріває шихту 9 і забезпечує одержання феросплавів, кольорових металів, карбіду кальцію й ш Видалення подовжніх ребер 2 від обичайки по предметі винаходу забезпечує одержання монолітного, не розділеного на секції скоксованого блоку електрода 8, що володіє, у порівнянні з прототипом, більш високою експлуатаційною СТІЙКІСТЮ Кожух, що заявляється, електрода що самообпікається може бути виготовлений на будь-якім машинобудівному чи металургійному підприємстві, переважно такому, що має електропечі для виплавки феросплавів, кольорових металів, карбіду кальцію й ш 46687 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71