Плавильна піч

1. Плавильна піч з кожухом (1) печі, що містить нижню частину (101) кожуха й циліндричну верхню частину (102) кожуха для прийому підлягаючого плавленню шихтового матеріалу, насамперед металевого скрапу, а також кришку (2) кожуха печі, що підтримана несучою конструкцією (13, 20) кришки, яка відрізняється тим, що циліндрична верхня частина (102) кожуха містить першу нижню (105) і другу верхню (106) циліндричні ділянки, з яких одна охоплює іншу і за допомогою принаймні одного піднімального пристрою (21/1, 21/2, 108) виконана телескопічною з можливістю пересування відносно неї. 2. Плавильна піч за п. 1, яка відрізняється тим, що верхня ділянка (106) верхньої частини (102) кожуха охоплює нижню ділянку (105) верхньої частини (102) кожуха. 3. Плавильна піч за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що для підняття й опускання верхньої ділянки (106) верхньої частини (102) кожуха на окружності кожуха (1) печі передбачені розподілено розташовані піднімальні пристрої (108). 4. Плавильна піч за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що верхня циліндрична ділянка (106) верхньої частини (102) кожуха прикріплена до краю кришки (2) кожуха печі та, за допомогою впливу на передбачену несучу конструкцію (20) кришки піднімального пристрою (21/1, 21/2) кришки, виконана з можливістю телескопічного переміщення відносно нижньої циліндричної ділянки (105) верхньої частини (102) кожуха. 2 (19) 1 3 90418 4 11. Плавильна піч за будь-яким з пп. 8-10, яка відрізняється тим, що несуча конструкція (13) кришки містить L-подібну несучу деталь (20, 20/1, 20/2) із принаймні одним горизонтальним плечем (20/1), що частково перекриває кришку (2). 12. Плавильна піч за п. 11, яка відрізняється тим, що на L-подібній несучій деталі (20), поруч із вільним кінцем горизонтального плеча (20/1) по обидва боки діаметральної осі (32) кришки передбачено в кожному випадку один пристрій (34, 35) для підвішування кришки, а в ділянці вище краю кришки передбачений притискний пристрій (36) кришки. 13. Плавильна піч за будь-яким з пп. 8-12, яка відрізняється тим, що пристрій (34, 35) підвішування кришки виконано у вигляді з'єднання палецьвушко, що виконано з можливістю дії за допомогою виконавчого елемента. 14. Плавильна піч за будь-яким з пп. 8-13, яка відрізняється тим, що несуча конструкція (13, 20) кришки підтримує принаймні один піднімальний пристрій (14) електродів, що передбачений. 15. Плавильна піч за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що вона має вигляд дугової електричної печі із щонайменше одним електродом (3, 4, 5), який проходить наскрізь через кришку (2) кожуха печі. Винахід належить до плавильної печі, насамперед, дугової електричної печі з кожухом печі, який складається з нижньої частини кожуха й циліндричної верхньої частини кожуха, для прийому підлягаючого плавленню шихтового матеріалу, насамперед металевого скрапу, а також із кришкою кожуха печі, підтримуваною несучою конструкцією кришки. У звичайних плавильних печах для досягнення ваги плавки плавильної печі, тобто ваги виплавлюваного рідкого металу, при якому метал випускається з печі, потрібні дві або три завантаження печі. Це означає, що процес плавлення принаймні один раз переривається, кришка кожуха знімається й повинен бути завантажений шихтовий матеріал наступного кошика зі скрапом. Це спричиняє втрати й збільшення тривалості плавки від випуску до випуску. У дугових електричних печей висота кожуха визначається припустимою довжиною електродів, що занурюють у кожух. Якщо довжина електродів перевищує 3 -3,5 м, то внаслідок сил Лоренца, що впливають на них, це часто приводить до поломки електродів, що змушує переривати процес плавлення. Тому що, насамперед, при процесі рафінування, електроди повинні поринати так глибоко, поки на поверхні ванни не займеться електрична дуга, то в електродів, що вводять через кришку, у силу обмежено припустимої довжини електродів також обмежується висота кожуха, якщо переривання, як наслідок поломки електродів, повинні бути відвернені. Обсяг завантажуємого шихтового матеріалу залежить від його об'ємної ваги. Якщо необхідно переплавити легкий скрап (металева стружка), то для досягнення ваги плавки при випуску металу з печі потрібен більший обсяг плавки, ніж у важкого скрапу. Прийомний простір кожуха повинен бути пристосований під ці різні обсяги для того, щоб мати можливість пристосування умов експлуатації плавильної печі до подач шихтових матеріалів. З документа X. Тренклер «Енергозберігаюча двухкорпусна дугова електрична піч постійного струму для плавлення легкого скрапа» (TRENKLER Η: "ENERGY SAVING DC TWIN SHELL ARC FURNACE FOR MELTING LOW-GRADE SCRAP" ABB REVIEW, ABB ASEA BROWN BOVERI, ZÜRICH, CH, Nr. 9/10,1996, стор. 18-27, XP000681512, ISSN: 1013-3119) відома плавильна піч відповідно до обмежувальної частини п. 1. У ньому описана оптимізована по споживанню енергії піч постійного струму, в якій для досягнення ваги плавки необхідна одна єдина операція завантаження (однокузовне завантаження). Це досягається за рахунок збільшення обсягу кожуха печі. Для цієї мети, у порівнянні з печами, в яких для досягнення ваги плавки процесу плавлення необхідне переривання в силу принаймні однієї операції завантаження, висота кожуха збільшена за допомогою циліндричної верхньої деталі кожуха. В описуваній печі висота верхньої деталі кожуха й приріст загального обсягу печі обраний так, що однокузовне завантаження можливе навіть для легкого скрапа із щільністю приблизно 0,6 т/м3. Збільшення висоти циліндричної верхньої деталі кожуха обумовлює в описуваній печі постійного струму підйом електрода на 8,5 м. Для запобігання такого великого моменту кронштейн електрода виготовлений з алюмінію й виконаний самонесучим. Охолоджувані водою панелі циліндричної верхньої деталі кожуха розділені в напрямку осі циліндра на дві ділянки. Тим самим, крім іншого, досягається більша оперативність, наприклад, якщо при зміні шихтового матеріалу більший обсяг печі є невідповідним. Завданням винаходу є виконання прийомного простору кожуха в печі змінюваним. Прийомний простір повинне бути пристосованим до різних обсягів, які необхідні при різних шихтових матеріалах (легкий скрап, важкий скрап, котуни) для досягнення передбаченого для плавильної печі ваги плавки при випуску металу. У дуговій електричній печі, в якій висота циліндричної верхньої деталі кожуха є збільшеною, це повинно бути можливим зі збереженням довжини електродів, при якій відсутня небезпека зламів електродів внаслідок сил Лоренца. Ці завдання вирішені за допомогою плавильної печі з ознаками пункту 1 формули винаходу. Кращі варіанти здійснення винаходу можуть бути почерпнуті із залежних пунктів формули винаходу. У рішенні відповідно до винаходу циліндрична верхня частина кожуха містить першу нижню и другу верхню циліндричну ділянку, з яких одна 5 охоплює іншу і за допомогою принаймні одного піднімального пристрою виконана телескопічно пересуваємою відносно неї. Таким чином, розмір прийомного простору кожуха печі для шихтового матеріалу можна виконувати змінним по висоті, в залежності від того, наскільки далеко телескопічно висувається верхня циліндрична ділянка. Це дозволяє збільшувати й пристосовувати прийомний простір кожуха печі до шихтового матеріалу й за допомогою зміни висоти у дугової електричної печі, в якої електроди вводяться через кришку, досягати тієї переваги, що при розплавлюванні, внаслідок зменшуваної висоти шихтового матеріалу, що відбувається через сповзання шихтового матеріалу в плавильний кратер, кронштейни електродів можуть бути опущені разом із кришкою, так що при обмеженій до припустимого розміру довжині електродів вершини електродів можуть бути опущені до необхідної відстані до поверхні розплаву. Верхня циліндрична ділянка верхньої частини кожуха, телескопічно переміщувана стосовно нижньої циліндричної ділянки, може бути розташована або усередині, або зовні нижньої ділянки. Переважно він розташований зовні нижньої ділянки, охоплюючи його. Верхня ділянка може спиратися на піднімальні пристрої, розподілено розташовані уздовж окружності кожуха печі й, таким чином, надані верхній частині кожуха. Переважно, верхня циліндрична ділянка верхньої частини кожуха прикріплена до краю кришки кожуха печі й за допомогою піднімального пристрою кришки виконана з можливістю телескопічного переміщення відносно нижньої циліндричної ділянки верхньої частини кожуха. Хоча в останньому випадку піднімальний пристрій кришки одержує навантаження за рахунок додаткової ваги й довжина ходу піднімального пристрою кришки істотно збільшується, тому що вона також повинна сприймати можливість телескопічного переміщення й для цього потрібно відносно точне вертикальне підняття, це, проте, досягається за допомогою описаної в деталях несучої конструкції кришки із трьома певними опорами кришки й описаного піднімального пристрою для несучої конструкції кришки. Внаслідок можливості телескопічного переміщення верхньої циліндричної ділянки верхньої частини кожуха в дуговій електричній печі з окремим піднімальним пристроєм електродів також необхідне виконання цього пристрою з більш значною, яку приймають до уваги, можливістю телескопічного переміщення довжиною ходу. Однак, відповідно до кращого варіанта здійснення винаходу несуча конструкція кришки, у конкретному випадку горизонтальне плече L - подібного несучого елемента кришки, підтримує піднімальний пристрій електродів. Таким чином, не потрібне збільшення довжини ходу піднімального пристрою електродів шляхом узгодження з ходом можливості телескопічного переміщення. Беручи до уваги можливу глибину занурення електродів у кожух, також є кращим, якщо кришка не є, як звичайно, опуклою нагору, а виконана 90418 6 плоскою. Необхідна жорсткість може бути поліпшена за рахунок ребер жорсткості на кришці. Далі винахід більш докладно пояснюється за допомогою прикладів здійснення за допомогою дев'яти фігур. Показано на: фіг. 1 вид у перспективі в частковому розрізі першої конструктивної форми винаходу, що зображує телескопічну пересуваєму верхню ділянку верхньої частини кожуха в опущеному стані; фіг. 2 вид збоку цієї конструктивної форми уздовж лінії розрізу ІІ-ІІ фіг. 3; фіг. 3 вид зверху цієї конструктивної форми; фіг. 4 вид, який відповідає фіг. 2 конструктивної форми, у піднятому стані телескопічну пересуваєму верхню ділянку верхньої частини кожуха; фіг. 5 і фіг. 6 позначені на фіг. 2 або ж на фіг. 4 кільцями V і VI ділянки; фіг. 7 вид збоку іншої конструктивної форми винаходу, частково в розрізі уздовж лінії VІІ-VІІ фіг. 8; фіг. 8 вид зверху цієї конструктивної форми, і фіг. 9 вид, який відповідає фіг. 7 конструктивної форми, з піднятою верхньою ділянкою верхньої частини кожуха. Плавильна піч для розплавлювання залізовмісних матеріалів, таких як сталевий скрап, містить кожух 1 печі, що закривається кришкою 2. У дуговій електричній печі один електрод (дугова електрична піч постійного струму) або три електроди 3, 4, 5 (трифазна піч) виконані з можливістю введення, відповідно, через отвори 6, 7 або ж через інший, не зображений третій отвір у внутрішню частину кожуха печі для здійснення процесу плавлення й рафінування. У загальному випадку, у кришці передбачено отвір 9 для відпрацьованих газів, який приєднують до газовідвідного трубопроводу. Крім цього, у днищі або у виступі 10 кожуха перебуває льотка 11 і на протилежній стінці кожуха робочий отвір 12. Кожух 1 печі звичайно виконаний перекидним. Ці ознаки плавильної печі або ж дугової електричної печі в цілому відомі, так що вони не описані більш докладно або ж не відображені більш детально. Якщо шихтовий матеріал, який підлягає плавленню, повинен вводитися зверху в кожух, то для цього процесу завантаження кришка, а у випадку дугової електричної печі також і електроди, повинні вилучатися з кожуха. Для цієї мети в даному випадку передбачені піднімальний і поворотний пристрій 13 кришки, а також піднімальний пристрій 14 електродів, який у даному випадку інтегрований в піднімальний і поворотний пристрій 13 кришки. Піднімальний і поворотний пристрій для підняття, опускання й повороту розташованої на кожусі 1 печі кришки 2 містить розташований збоку кожуха 1 поворотний портал 15, що встановлений з можливістю обертання за допомогою поворотної опори 18 на ведучій осі 17, орієнтованої паралельно центральній вертикальній осі 16 кожуха 1 печі, і з можливістю повороту навколо ведучої осі 17 за допомогою не зображеного приводу. Поворотний портал на виді збоку (дивися фіг. 2) виконаний L - подібним з горизонтальним плечем 15/1, яке підтримує поворотну опору 18, і вертикальним плечем 15/2, що опирається на ролики 19. 7 Піднімальний і поворотний пристрій 13 кришки в цьому випадку містить виконану у вигляді L подібної несучої частини 20 несучу конструкцію кришки з горизонтальним плечем 20/1 і вертикальним плечем 20/2. Несуча частина 20 має можливість піднімання й опускання за допомогою принаймні одного піднімального пристрою. У зображеній конструктивній формі ним є два піднімальних пристрої, а саме, задній піднімальний пристрій 21/1 (дивися фіг. 2) і передній піднімальний пристрій 21/2 (дивися фіг. 1). Кожне з піднімальних пристроїв 21/1 і 21/2 розташовано між поворотним порталом 15 і несучою конструкцією кришки 13 на горизонтальній відстані один від одного. У конкретному випадку кожне з них розташоване між консоллю 15/22 вертикального плеча 15/2 поворотного порталу 15 і консоллю 20/13 горизонтального плеча 20/1 L -подібної несучої деталі 20. Не зображені на фігурах консолі для заднього піднімального пристрою 21/1, які бачимо на фіг. 2, є аналогічними й виконані в дзеркальному відображенні до зображених консолей 15/22 і 20/13 для переднього піднімального пристрою 21/2. Для переносу поворотного руху поворотного порталу 15 на виконану у вигляді L - подібної несучої деталі 20 несучу конструкцію вертикальне плече 20/2 несучої деталі 20 з'єднано з можливістю передачі обертання з вертикальним плечем 15/2 поворотного порталу 15 за допомогою пристрою 22 захвату. Пристрій 22 захвату в даному випадку утворений вертикальною канавкою 23 у вертикальному плечі 20/2 L - подібної несучої деталі 20 і повідковим виступом 24, що закріплений на вертикальному плечі 15/2 поворотного порталу 15 і входить у зачеплення з вертикальною канавкою 23. Вертикальна проводка при піднятті й опусканні несучої конструкції 20 відбувається через закріплену внизу на плечі 20/2 опорі 25, що з'єднує несучу конструкцію 20 з можливістю повороту й можливістю аксіального переміщення із ведучою віссю 17. Піднімальний пристрій 14 електродів містить три піднімальні колони 26, 27, 28, які підтримують кронштейни 29, 30 або ж 31 для електродів 3, 4 і 5 дугової електричної печі, і які встановлені в опорах у несучій конструкції 13 кришки, насамперед, у горизонтальному плечі 20/1 L - подібної несучої частини 20. Піднімальний пристрій 14 електродів виконано відомим чином, так що він не вимагає подальшого пояснення. Тому що піднімальні пристрої 21/1, 21/2 впливають не на кінці несучої конструкції кришки, як у відомих конструкцій, а на відстані від опори 25 L подібної несучої деталі 20 на горизонтальному плечі 20/1 тієї ж самої несучої деталі й поруч із місцями опори піднімальних колон 26, 27, 28, можливо при піднятті несучої конструкції 13 кришки істотно понизити її напругу при вигині в порівнянні з відомими конструкціями. При такому рішенні ділянка несучої деталі 20, що лежить на поверненій від кришки печі стороні, по суті це вертикальне плече 20/2 і опора 25 несучої деталі, утворить відносно точок прикладання сили піднімальних пристроїв 21/1, 21/2 противага ваговому навантажен 90418 8 ню за допомогою кришки печі й, якщо є, розташованому в несучій частині піднімальному пристрою електродів. Горизонтальне плече 20/1 L - подібної несучої частини 20 у зображеному прикладі здійснення виконано у вигляді зверху U - подібним, із двома з'єднаними базисною частиною 20/10 кронштейнами 20/11 і 20/12 (порівн. фіг. 1 і 3), які розташовані симетрично до першої діаметральної осі 32 кришки 2 на відстані один від одного. Кришка 2 тільки частково перекрита за рахунок кронштейнів 20/11 і 20/12 несучої частини 20, у даному випадку не повністю до другої діаметральної осі 33, перпендикулярної першій діаметральній осі 32, і має поруч із вільними кінцями кронштейнів 20/11 і 20/12 несучої деталі 20 у кожному випадку один пристрій 34 або ж 35 для підвішування кришки, які виконані переважно розбірними. У даному випадку на кришці передбачені вушка, в які вставляються, наприклад, виконавчими елементами пальці, які приводять у дію, що закріплені на вільних кінцях кронштейнів 20/11 і 20/12 несучої деталі 20. Через несиметричне підвішування кришки 2 в ділянці краю кришки необхідно передбачити ще притискний пристрій кришки, який в даному випадку утворений закріпленим внизу на базисній частині 20/10 горизонтального плеча 20/1 несучої деталі 20 опорним виступом 36, що разом із пристроями 34 і 35 підвішування кришки утворить стабільну триточкову опору кришки. Таким чином, стає можливим точне вертикальне підняття кришки. Для заміни кришки пальці пристроїв 34 і 35 підвішування кришки при прилягаючій до краю кожуха кришці 2 звільняються, несуча частина 20 за допомогою піднімальних пристроїв 21/1 і 21/2 піднімається й потім повертається убік за допомогою поворотного порталу 15. У плавильній печі відповідно до винаходу кожух печі, утворений з нижньої частини 101 кожуха й циліндричної верхньої частини 102 кожуха, виконаний із збільшуємим, змінюваним прийомним простором 103 для підлягаючого плавленню шихтового матеріалу. Для цієї мети циліндрична верхня частина 102 кожуха, поряд зі звичайним, одягнутим на нижню частину 101 кожуха, при необхідності рідинно охолоджуваною ділянкою 104 стінки, містить першу нижню ділянку 105 і верхню циліндричну ділянку 106, що охоплює цю ділянку, яка виконана з можливістю телескопічного переміщення щодо нижньої циліндричної ділянки. Для цієї мети верхня циліндрична ділянка 106 верхньої частини 102 кожуха прикріплена до краю кришки 2 кожуха печі й за допомогою піднімального пристрою кришки, який впливає на несучу конструкцію 20 кришки, а саме, за допомогою піднімальних пристроїв 21/1 і 21/2, телескопічно пересувається щодо нижньої циліндричної ділянки 105 верхньої частини 102 кожуха. Внаслідок цього, піднімальні пристрої 15/1 і 15/2 кришки повинні бути виконані з відповідно більшою довжиною ходу. Довжина ходу повинна бути настільки більшою, щоб прикріплена до краю кришки верхня ділянка 106 верхньої частини 102 кожуха могла бути піднята вище верхнього краю нижньої частини 105 кожуха, для того щоб 9 кришка могла бути поверненою убік для завантаження шихтового матеріалу. Беручи до уваги заповнення кожуха, насамперед при плоскій конструкції кришки 2, є кращим, якщо нижній край верхньої циліндричної ділянки 106 верхньої кришки 102 кожуха є піднімаємим на 0,3 м до 0,8 м над верхнім краєм нижньої циліндричної ділянки 105. На фіг. 4 зображена плавильна піч у піднятому стані верхньої циліндричної ділянки 106. Фіг. 5 і 6, які є збільшеними вирізами V і VI фігур 2 і 4, дозволяють ще чіткіше розпізнати обидва положення. Тут також видно, що верхній край нижньої ділянки 105 обладнаний кільцевим фланцем 107, який служить одночасно в якості напрямної для можливості телескопічного переміщення. На цьому місці або також на інших місцях можуть також передбачатися напрямні стовщення або схожі напрямні елементи. Хоча в цьому випадку верхня частина 102 кожуха утворена із трьох циліндричних ділянок 104, 105 і 106 стінки, обидві нерухомі ділянки 104 і 105 стінки можуть бути об'єднані ε одну нерухому ділянку стінки так, як, наприклад, у другій конструктивній формі відповідно до фігур 7 - 9. Далі, можливість телескопічного переміщення між верхньою ділянкою 106 стінки й нижньою діля 90418 10 нкою 105 стінки може бути виконана таким чином, що верхня ділянка 106 стінки телескопічно пересувається не як у зображеному прикладі здійснення зовні нижньої ділянки 105 стінки, тобто, охоплюючи її, а всередині неї. Цей варіант не зображений. Після завантаження кожуха печі при збільшеному прийомному просторі, тобто при піднятій верхній ділянці 106 згідно фіг. 4, при процесі плавлення за допомогою випалювання електродів у шихтовому матеріалі утворюються кратери, у які падає шихтовий матеріал, так що кришка може бути опущена й, тим самим, можливе опускання електродів. Таким чином, вертикальну відстань між краями електродів і (не зображеної) ванною розплавленого металу в нижній частині кожуха можливо зменшити до положення, що зображено на фіг. 2. У зображеному на фіг. 7 - 9 прикладі здійснення верхня частина 106 кожуха прикріплена не до краю кришки 2, а опирається на чотири піднімальних пристрої 108, які розподілено розташовані по окружності кожуха 1. В іншому конструкція відповідає першому прикладу здійснення, тому для роз'яснення може бути наведене посилання на цю форму здійснення. 11 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 90418 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601