Спосіб видалення відхідних газів з дугової електропечі та дугова електропіч

1. Способ удаления отходящих газов из дуговой электропечи, включающий поступление газов из печи во всасывающую часть средства откачки, соединенную со сводом печи, поддерживание давления газа во всасывающей части средства откачки постоянным, независимо от количества газа, выделяемого из печи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что для поддержания давления газа во всасывающей части средства откачки постоянным в зону, сообщающуюся со всасывающей частью средства откачки, вводят поток дополнительного газа. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что для смешивания газов, поступающих из печи во всасывающую часть средства откачки, поток дополнительного газа вводят через трубопровод. 3. Способ по пп. 1 или 2, о т л и чающийся тем, что давление газа во всасывающей части поддерживают постоянным за счет работы средства откачки с максимальным расходом. 4. Дуговая электропечь, содержащая рабочее пространство со сводом, трубопровод для отвода выделяющихся из печи газов, соединенный с рабочим пространством печи через отверстие в своде, вытяжной колпак для отвода газов во всасы вающую часть, камеру сгорания газов, фильтр и вентилятор со всасывающей частью, соединенные последовательно трубопроводами, первый из которых расположен между вытяжным колпаком и камерой сгорания, второй трубопровод - между камерой сгорания и фильтром, третий трубопровод - между фильтром и вентилятором, датчики давления и средства регулирования давления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена дополнительным трубопроводом, соединенным одним из своих концов с третьим трубопроводом, а другим - с атмосферой, при этом первое средство регулирования давления размещено в первом трубопроводе и соединено через регулятор с датчиком давления, рас-, положенным в рабочем пространстве печи вблизи трубопровода для отвода газов из печи, а второе средство регулирования давления расположено в дополнительном трубопроводе и соединено через регулятор с датчиком давления, размещенным вблизи всасывающей части вентилятора. 5. Дуговая электропечь по п.4, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что первое средство регулирования давления, размещенное в первом трубопроводе, выполнено в виде листового затвора или клапана. 6. Дуговая электропечь по п.4, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что второе средство регулирования давления, размещенное в дополнительном трубопроводе, выполнено в виде дискового затвора или клапана. \ 7. Дуговая электропечь по п.4, о т личающаяся тем, что вентилятор выполнен центробежным. 8. Дуговая электропечь по п.4 или 5, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что регулятор, расположенного в первом трубопроводе первого средства регулирова К) о о 27037 ния давления, выполнен с возможностью поддержания давления внутри печи на уровне, близком к атмосферному давлению снаружи печи. 9. Дуговая электропечь по п. 4 или 6, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что регулятор, расположенного в дополнитель ном трубопроводе второго средства регулирования давления, выполнен с возможностью поддержания давления на всасывающей стороне вентилятора на уровне, близком к величине давления, соответствующей максимальному расходу вентилятора. Изобретение относится к области металлургии, а более точно, к способу удаления отходящих газов из дуговой электропечи и к дуговой электропечи. В металлургической промышленноети, в частности, в сталелитейной отрасли, используются дуговые электропечи, где получают стали или сплавы из металлургических компонентов, находящихся в печи в процессе производства обычно в жидком состоянии. Химические реакции, происходящие внутри печи, как с вводом реактивных газов или перемешиванием, так и без них, сопровождаются выделением газов, расход которых меняется во времени. Эти газы необходимо удалять из рабочего пространства печи. В электропечах газы вырабатываются массой металлургических компонентов, уже расплавленных или находящихся в процессе расплавления. Расход газов, выделяющихся в печи, может изменяться в процессе их выработки от очень небольшой величины до значительных величин. Газы обычно удаляются из печи последовательно расположенными за трубопроводом для отвода выделяющихся из печи газов камерой сгорания, фильтром и вентилятором, причем все эти элементы соединены последовательно в указанном порядке трубопроводом. Трубопровод, соединяющий фильтр с вентилятором, снабжен средством регулирования падения давления, управление которым осуществляется посредством регулирования в зависимости от результатов измерения давления газа в рабочем пространстве печи вблизи ее свода. Это регулирование имеет целью поддерживать давление а печи близким к атмосферному давлению, чтобы ограничить проникновение воздуха внутрь печи или выделение газов наружу из печи. Этот способ удаления отходящих газов из дуговой печи имеет следующие недостатки. С одной стороны, диапазон стабильной работы вышеуказанных элементов при изменении расхода выделяющегося газа не является достаточно широким, особенно при малых расходах. На практике иногда нужно обеспечить очень большие расходы или очень малые расходы, а элементы, работающие с очень большими расходами, не стабильны при очень малых расходах. С другой стороны, при переходе от очень малого расхода к большому время реагирования недостаточно малое. Так, если нужно удалить струю газа, то для того, чтобы на выходе из печи расход всасывания газа был значительным, сначала нужно частично откачать фильтр, камеру сгорания и трубопровод, чтобы снизить давление на входе устройства всасывания. Это может потребовать около тридцати секунд, что очень много. В французском патенте 2464305 раскрыт способ удаления газов, отходящих из дуговой печи и дуговая печь, частично лишенные указанных недостатков. В этой печи использован трубопровод для ствода выделяющихся из печи газов, снабженный средством регулирования падения давления, управляемым давлением в печи, причем трубопровод, соединяющий вытяжной колпак с камерой сгорания, также снабжен средством регулирования падения давления, который управляется давлением на входе вытяжного колпака. В такой печи с двойным регулированием давления в местах, близко расположенных друг от друга в целях отвода газа, может возникать некоторая нестабильность в случае резких изменений режима работы печи. Из авторского свидетельства СССР № 1254270, кл. F 27 D 17/00, опубликованного 30.08.1986, известный способ удаления отходящих газов из дуговой электропечи и дуговая электропечь. Известный способ удаления отходящих газов из дуговой электропечи вклю 5 10 15 20 25 30 35 40 45 27037 чает поступление газов из печи во всасывающую часть средства откачки, соединенную со сводом печи, и поддерживание давления газа во всасывающей части средства откачки постоянным независимо от количества газа выделяемого в печи. Дуговая электропечь содержит рабочее пространство со сводом, трубопровод для отвода выделяющихся из печи газов, соединенный с рабочим пространством печи через отверстие в своде, вытяжной колпак для отвода газов во всасывающую часть, камеру сгорания газов, фильтр и вентилятор со всасывающей частью, соединенные последовательно трубопроводами, первый из которых расположен между вытяжным колпаком и камерой сгорания, второй трубопровод - между камерой сгорания и фильтром, третий трубопровод между фильтром и вентилятором, датчик давления и средство регулирования давления. Средством регулирования давления служит дроссельная заслонка, механически и электрически связанная с датчиком давления. Датчик давления установлен в трубопроводе для отвода выделяющихся из печи газов. Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает эффективного регулирования давления а печи для поддерживания его постоянным в широком диапазоне расхода выделяющихся газов. Недостаток известной дуговой электропечи заключается в несовершенстве конструктивного выполнения системы регулирования давления в печи, в результате чего поддержание давления на одном уровне в широком диапазоне расхода выделяющихся в печи газов затруднено. В основу заявляемого изобретения поставлена задача повышения эффективности способа удаления отходящих газов из дуговой электропечи путем введения потока дополнительного газа в зону, сообщающуюся со всасывающей частью вентилятора, что обеспечивает поддержание постоянного давления во всасывающей части средства откачки при изменении расхода выделяющихся в печи газов в широком диапазоне. В основу изобретения поставлена также задача увеличения стабильности работы дуговой электропечи путем оснащения его дополнительным трубопроводом со средством регулирования давления, а таклирования давления в первом трубопро 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 воде и обеспечения взаимодействия упомянутых средств регулирования с датчиками давления, что позволяет поддерживать давление всасывания газов на постоянном уровне, соответствующем максимальному расходу вентилятора, в широком диапазоне расхода выделяющихся в печи газов. Этот технический результат достигается тем, что в способе удаления отходящих газов из дуговой электропечи, включающем поступление газов из печи во всасывающую часть средства откачки, соединенную со сводом печи, поддерживание давления газа во всасывающей части средства откачки постоянным независимо от количества газа, выделяемого из печи, согласно изобретению, для поддержания давления газа во всасывающей части средства откачки постоянным в зону, сообщающуюся со всасывающей частью средства откачки, вводят поток дополнительного газа. Целесообразно для смешивания газов, поступающих из печи во всасывающую часть средства откачки, поток дополнительного газа вводить через трубопровод. Желательно, давление газа во всасывающей части поддерживать постоянным за счет работы средства откачки с максимальным расходом. Вышеуказанный технический результат достигается и тем, что в дуговой электропечи, содержащей рабочее пространство со сводом, трубопровод для отвода выделяющихся из печи газов, соединенный с рабочим пространством печи через отверстие в своде, вытяжной колпак для отвода газов во всасывающую часть, камеру сгорания газов, фильтр и вентилятор со всасывающей частью, соединенные последовательно трубопроводами, первый из которых расположен между вытяжным колпаком и камерой сгорания, второй трубопровод - между камерой сгорания и фильтром, третий трубопровод - между фильтром и вентилятором, датчики давления и средства регулирования давления, согласно изобретению, имеется дополнительный трубопровод, соединенный одним из своих концов с третьим трубопроводом, а другим - с атмосферой, при этом первое средство регулирования давления размещено в первом трубопроводе и соединено через регулятор с датчиком давления, расположенным в рабочем пространстве лечи вблизи трубопровода для отвода газов из печи, а второе средство регулирования давления расположено в 27037 дополнительном трубопроводе и соединено через регулятор с датчиком давления, размещенным вблизи всасывающей части вентилятора. Первое средство регулирования давления, размещенное в первом трубопроводе, может быть выполнено в виде дискового затвора или клапана. Второе средство регулирования давления, размещенное в дополнительном трубопроводе, также может быть выполнено в виде дискового затвора или клапана. Вентилятор может быть выполнен центробежным. Целесообразно, чтобы регулятор расположенного в первом трубопроводе первого средства регулирования давления был выполнен с возможностью поддержания давления внутри печи на уровне, близком к атмосферному давлению снаружи печи. Предпочтительно, чтобы регулятор расположенного в дополнительном трубопроводе второго средства регулирования давления был выполнен с возможностью поддержания давления на всасывающей стороне вентилятора на уровне, близком к величине давления, соответствующем максимальному расходу вентилятора. Ниже приведено подробное описание настоящего изобретения со ссылками на чертежи, где фиг. 1 изображает схему дуговой электропечи, согласно изобретению; фиг. 2 - упрощенную схему элементов дуговой электропечи, предназначенных для удаления отходящих газов из дуговой электропечи, согласно изобретению; фиг, 3 - графическую зависимость расхода отходящих из дуговой электропечи газов от давления газа. Показанная на фиг. 1 дуговая электропечь 1 содержит рабочее пространство 2 со сводом 3, предназначенным для приема металлических компонентов 4 для расплавления. В своде 3 установлены три электрода 5, из которых на фигуре показан только один. Дуговая электропечь 1 содержит трубопровод 6 для отвода выделяющихся из печи 1 газов, соединенный с рабочим пространством 2 печи 1 через отверстие 7 в своде 3 и расположенный напротив трубопровода 6 вытяжной колпак 8 для отвода газов во всасывающую часть, камеру 9 сгорания газов, фильтр 10 и вентилятор 11 со всасывающей частью, соединенный с вытяжной трубой 12 (фиг. 2). Вентилятор 11, например, может быть центробежного типа. Колпак 8 соединен с камерой 9 сгорания трубопроводом 13. Камера 9 сгорания соединена с фильтром 10 трубопроводом 14, Фильтр 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 8 10 соединен с вентилятором 11 трубопроводом 15. К трубопроводу 15 одним своим концом подсоединен трубопровод 16, другой конец которого открыт в атмосферу. В трубопроводе 13 расположено первое средство 17 регулирования давления, , соединенное через регулятор 18 с датчиком 19 давления, расположенным в рабочем пространстве 2 печи 1 вблизи трубопровода 6 для отвода газов из печи 1. В трубопроводе 16 расположено второе средство 20 регулирования давления, соединенное через регулятор 21 с датчиком давления22, установленным вблизи всасывающей части вентилятора 11. Средства 17, 20 регулирования давления могут быть выполнены в виде дисковых затворов или клапанов. Регулятор 18 первого средства 17 регулирования давления выполнен с возможностью поддержания давления внутри печи 1 нагуровне, близком к атмосферному давлению снаружи печи 1. Регулятор 21 второго средства 20 регулирования давления выполнен с возможностью поддержания давления на всасывающей стороне вентилятора 11 на уровне, близком к величине давления, соответствующей максимальному расходу вентилятора 11. На фиг. 2 представлена упрощенная схема элементов электропечи, предназначенных для удаления отходящих газов, в котором в качестве средства 17 регулирования давления, размещенного в трубопроводе 13, используется дисковый затвор или клапан 23. В качестве средства 20 регулирования давления, установлен- ' ного в трубопроводе 16, также используется дисковый затвор или клапан 24. Способ удаления отходящих газов из дуговой электропечи 1 описан ниже со ссылкой на фиг.З. Обозначение "Ри применено для падения давления газа либо между точками выше по течению и ниже клапана 23, либо между всасывающей стороной вентилятора 11 и вытяжной трубой 12. MQ" обозначает расход газа в трубопроводе 13 в вентиляторе 11. Для вентилятора 11 расход газа связан с падением его давления соотношением, которое соответствует кривой 25 фиг.З. Для трубопровода 13 расход и падение давления газа связаны соотношением, которое соответствует кривым 26 и 27 фиг. 3. Кривая 26 соответствует полностью открытому клапану 23, а кривая 27 максимально приемлемому закрытию клапана 23, позволяющему избежать нестабильности. 9 27037 Когда клапан 23 полностью открыт, рабочей точкой является тока А пересечения кривых 25 и 26, и расход газа будет равен величине Q, соответствующей максимально допустимой величине расхода. Когда клапан 23 почти закрыт, при отсутствии трубопровода 16 рабочей точкой является точка В, соответствующая остаточному расходу Q, который не является пренебрежимо малым. С помощью трубопровода 16 давление всасывания газа можно поддерживать на уровне постоячной величины Ра, соответствующем максимальному расходу вентилятора 11. Для этого регулируют клапан 24 так, чтобы сумма расходов в трубопроводах 13 и 16 была постоянна: когда клапан 23 полностью открыт, клапан 24 закрыт и наоборот. В таких условиях падение давления в клапане 23 остается постоянным и равным Ра, так что когда клапан 23 почти закрыт, рабочей точкой становится точка С, соответствующая расходу утечки Qc, значительно меньшему чем Qa. Таким образом, дуговая электропечь, согласно изобретению, может работать в диапазоне расходов от Qc до О , который гораздо больше охватывает область малых расходов, чем диапазон работы устройств, известных в данной области. В качестве примера, часто Ра равно 100 мм водного столба, а Рв равно 500 мм водного столба. Так как величина расхода в трубопроводе 13 изменяется как корень квадратный из величины падения давления, то с помощью предлагаемого способа можно получить расход Qc = =0,45 QB без нестабильности дискового затвора. Способ удаления отходящих газов из дуговой электропечи 1, согласно изобретению, состоит, следовательно, в том, чтобы всасывать газы с помощью вентилятора 11 и вводить через трубопровод 16 на всасывающей стороне вентилятора 11 дополнительный поток воздуха или газа, регулируемый таким образом, чтобы давление газа на всасывающей стороне вентилятора 11 оставалось постоянно малым независимо от количества газа, выделяемого из печи 1, и соответствовало максимальному расходу всасывания этого вентилятора 11. Регулятор 18 устанавливает положение средства 17 регулирования давления таким образом, чтобы давление газа в печи 1 оставалось близким к наружному атмосферному давлению. В отсутствие 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 10 значительного выделения газа средство 17 почти закрыто. При возникновении значительного выделения газа это средство 17 полностью открыто. Регулятор 21 поддерживает давление газа на всасывающей стороне вентилятора 11 на уровне, соответствующем максимальному расходу вентилятора 11. Это соответствует малому отклонению давления газа относительно атмосферного давления Когда поступающий из печи 1 расход газа невелик, средство 20 регулирования давления почти закрыто, и наоборот. При малом выделении газа вышеописанная электропечь может стабильно работать при очень малом расходе на всасывающей стороне вытяжного колпака «8, и давление ниже средства 17 регулирования, Давление в печи 1 поддерживается близким к атмосферному давлению. При внезапном появлении потока газа средство 17 регулирования давления резко открывается. Так как в нижней части трубопровода 13, в камере 9 сгорания, в трубопроводе 14 в фильтре 10 и в трубопроводе 15 давление мало, то поток газа всасывается в электропечь 1, и время реакции печи 1 очень невелико. Были получены значения времени реакции порядка 1 секунды, по сравнению с 30 секундами для существующих известных дуговых электропечей. После достижения постоянного режима средство 17 регулирования открыто, а средство 20 регулирования закрыто и вся мощность вентилятора 11 используется для удаления газов, выделяющихся в печи 1. Очевидно, что до окончания выделения газов средство 15 регулирования может очень быстро закрываться и поддерживать расход всасывания газа в вытяжном колпаке 8 очень малым, что не дает понизиться давлению в печи 1. Средство 20 регулирования давления постепенно открывается. Дуговая электропечь 1 согласно изобретению, позволяет таким образом обеслечить стабильную работу в очень широком диапазоне расходов всасывания газа вытяжного колпака 8, время реакции его очень невелико. Все это даст возможность одновременно эффективно регулировать давление в печи 1, препятствовать проникновению воздуха внутрь печи 1, когда выделение газов мало и осуществлять хорошее всасывание газов, когда их выделение резко возрастает. 27037 9 13 1 3 5 6 7 14 15 22 11 n 8 20 17 21 4 13 19 18 ФИГ. 1 23 Qc QB ФИГ. 3 Упорядник Техред M. Келемеш Коректор М. Самборська Замовлення 548 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101